馬曉峰 畢曉杰 高曉莉(河南送變電工程公司,河南鄭州 450000)

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角鋼塔塔腳焊接平臺的研制

馬曉峰 畢曉杰 高曉莉
(河南送變電工程公司,河南鄭州 450000)

【摘 要】在輸電線路鐵塔加工的過程中,由于批量小以及零部件位置的不確定性,焊接機器人無法得到應(yīng)用,鐵塔零部件的焊接還完全需要依靠人力去完成,焊接效率極其低下。鐵塔焊接三維旋轉(zhuǎn)平臺采用鐵塔焊接件專用夾具,在工作臺擋銷的配合下,實現(xiàn)了零部件的快速裝卡,并且保證了焊接人員的人身安全。通過工作臺的旋轉(zhuǎn),有效的提高了鐵塔零部件焊接的工作效率和焊接質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】角鋼塔 焊接 平臺

1 背景技術(shù)

在輸電線路角鋼塔加工的過程中，塔腳是唯一的需要多個零件通過焊接組合在一起的部件，所以焊接效率的高低直接影響著工程完工的進度。但由于角鋼塔批量小以及零部件位置的不確定性，焊接機器人無法得到應(yīng)用，大部分鐵塔加工企業(yè)還需要完全依靠人力去完成塔腳的焊接，焊接效率及其低下。

2 現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案

在角鋼塔加工的過程中，單個塔腳重量一般在100千克-400千克之間不等，我們通常利用行車吊裝或人力獲取塔腳的最佳焊接位置。

3 現(xiàn)有技術(shù)的缺點

大型的塔腳焊縫可能多達(dá)幾十條，通過行車或人力這樣就要不斷的進行位置調(diào)整，工作效率極其低下。塔腳重量較大，焊接人員在翻轉(zhuǎn)的過程中，容易發(fā)生安全事故。

4 本項目所解決的技術(shù)問題

本角鋼塔塔腳焊接平臺采用鐵塔焊接件專用夾具，在工作臺擋銷的配合下，實現(xiàn)了塔腳的快速裝卡，通過工作臺的旋轉(zhuǎn)，有效的提高了角鋼塔塔腳焊接的工作效率和焊接質(zhì)量，并且保證了焊接人員的人身安全。

5 本項目的技術(shù)方案

本角鋼塔塔腳焊接平臺由機架、工作承臺、傾斜機構(gòu)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和塔腳夾緊機構(gòu)五部分組成。角鋼塔塔腳焊接平臺正視圖1所示。

5.1 機架的組成

機架包括間隔設(shè)置的左側(cè)機架和右側(cè)機架，左側(cè)機架和右側(cè)機架底端連接有固定連接板，機架用于實現(xiàn)與傾斜機構(gòu)的轉(zhuǎn)動連接。

5.2 傾斜機構(gòu)的組成

傾斜機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)卡盤、工作承臺支撐架和傾斜驅(qū)動電機。左側(cè)機架和右側(cè)機架的前端向前延伸并分別設(shè)置有軸承，兩個軸承內(nèi)設(shè)置有工作承臺傾斜軸，工作承臺支撐架的兩端通過工作承臺傾斜軸與左側(cè)機架和右側(cè)機架轉(zhuǎn)動連接?；剞D(zhuǎn)卡盤固定在工作承臺支撐架一端，傾斜驅(qū)動電機固定在靠近回轉(zhuǎn)卡盤一側(cè)機架的外側(cè)，傾斜驅(qū)動電機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)卡盤帶動工作承臺支撐架進行轉(zhuǎn)動。

5.3 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的組成

回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在工作承臺支撐架上，回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動工作承臺在工作承臺支撐架上表面進行轉(zhuǎn)動?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和蝸桿蝸輪傳動機構(gòu)。回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的輸出軸驅(qū)動蝸桿蝸輪傳動機構(gòu)中蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸桿豎直設(shè)置，蝸桿的頂端與工作承臺的底面中心固定。

5.4 工作承臺

工作承臺上設(shè)置有多組塔腳夾緊機構(gòu)，塔腳夾緊機構(gòu)與工作承臺可拆卸連接。工作承臺為圓形工作承臺，工作承臺表面開設(shè)有多個條形卡槽，用于與塔腳夾緊機構(gòu)連接固定。多個條形卡槽兩側(cè)均勻錯位設(shè)置有多個塔腳夾緊機構(gòu)固定孔，工作時可根據(jù)角鋼塔塔腳的大小，在不同的塔腳夾緊機構(gòu)固定孔內(nèi)插入階梯型擋銷，防止角鋼塔塔腳側(cè)滑，從而保證了焊接施工人員的安全。

5.5 塔腳夾緊機構(gòu)的組成

塔腳夾緊機構(gòu)包括卡塊，卡塊的前端開設(shè)有塔腳卡槽，塔腳卡槽的形狀與角鋼塔塔腳端部形狀相匹配；卡塊的中部設(shè)置有工作承臺連接螺栓，工作承臺連接螺栓與卡塊鉸接，卡塊的后端設(shè)置有梯形螺紋桿。

5.6 操作方法

在使用時，通過工作承臺連接螺栓和工作承臺表面開設(shè)的多個條形卡槽，將四個塔腳夾緊機構(gòu)固定在工作承臺上。然后利用四個塔腳夾緊機構(gòu)前端開設(shè)有塔腳卡槽卡住角鋼塔塔腳的四個端部，實現(xiàn)角鋼塔塔腳與工作承臺的固定。塔腳夾緊機構(gòu)中的梯形螺紋桿在旋轉(zhuǎn)時，能夠通過杠桿原理對角鋼塔塔腳的四個端部進行夾緊，將梯形螺紋桿的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為開設(shè)有塔腳卡槽的卡塊前端的直線移動，從而實現(xiàn)角鋼塔塔腳的快速夾緊，在工作承臺上設(shè)置的階梯型擋銷的配合下，實現(xiàn)了塔腳的快速裝卡，極大地節(jié)省了裝卡時間，提高了焊接的工作效率。塔腳夾緊機構(gòu)的特殊形式保證了對角鋼塔塔腳全方位的夾緊，從而進一步保證了焊接施工人員的安全。

6 項目效果

6.1 主要技術(shù)參數(shù)

回轉(zhuǎn)驅(qū)動實現(xiàn)無級調(diào)速，并可逆轉(zhuǎn)。在回轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)，承受最大載荷時轉(zhuǎn)速波動不超過5%；工作臺回轉(zhuǎn)的角度為0～360°，工作臺的回轉(zhuǎn)角速度V回＝0.05～0.5r/min；工作臺的傾斜角度為0°～90°，工作臺的傾斜角速度V傾＝0.3r/min。

6.2 主要優(yōu)點

通過旋轉(zhuǎn)工作平臺，實現(xiàn)焊接工件的回轉(zhuǎn)、傾斜，使焊接件處于最佳焊接位置。通過焊接件焊接位置的快速改變，焊接的生產(chǎn)效率能夠提高30%左右。同時，焊接質(zhì)量有所調(diào)高。本實用新型能夠利用傾斜機構(gòu)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)工作承臺的傾斜和回轉(zhuǎn)，將角鋼塔塔腳焊縫快速地調(diào)整到平焊位置或“船型”位置，極大地提高了塔腳焊接的工作效率和焊接質(zhì)量。傾斜機構(gòu)具有自鎖功能，在最大負(fù)荷下不滑動，安全可靠。設(shè)有限位裝置，控制傾斜角度，并有角度指示標(biāo)志。焊接平臺的傳動機構(gòu)有自鎖能力，防止升降或翻轉(zhuǎn)時有傾覆危險，焊接平臺布置有銷孔，防止工件側(cè)滑，從而保證了焊接人員的人身安全。本裝置形式簡單，尺寸大小適于焊接人員操作，焊接平臺高度適中，使施焊人員處于焊接施工的最佳高度，以保證焊接質(zhì)量，降低勞動強度。