同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法.pdf

1、10申请公布号CN102000937A43申请公布日20110406CN102000937ACN102000937A21申请号201010523382822申请日20101028B23K37/04720060171申请人新疆威奥科技股份有限公司地址834003新疆维吾尔自治区克拉玛依市石化工业园区金龙镇双龙路58号72发明人薛瑞雷孔德宏周铭崔军74专利代理机构乌鲁木齐合纵专利商标事务所65105代理人汤建武周星莹54发明名称同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法57摘要本发明涉及控制焊接件水平旋转装置技术领域，是一种同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法，其装置包括同步

2、自定心多爪卡盘、托辊架和托辊；在同步自定心多爪卡盘的左方有托辊架，在托辊架上安装有能转动并能托住焊接件的托辊，该同步自定心多爪卡盘包括支架、支撑板、轴承、卡盘和卡爪；支撑板的右端面与支架的左端面安装在一起，在支撑板上固定安装有第一电机。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过卡爪的同步自定心收缩能快速方便的夹持焊接件，并使卡盘中心与焊接件中心保持在一个中心线上，能防止焊接件锥形段在焊接时蹿动，因此极大地提高了工作效率和工作质量，通过卡盘的旋转，能在组对焊接时有效提高焊接精度与质量。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图5页CN102000947A

3、1/2页21一种同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于包括同步自定心多爪卡盘、托辊架和托辊；在同步自定心多爪卡盘的左方有托辊架，在托辊架上安装有能转动并能托住焊接件的托辊；该同步自定心多爪卡盘包括支架、支撑板、轴承、卡盘和卡爪；支撑板的右端面与支架的左端面安装在一起，在支撑板上固定安装有第一电机，在第一电机的动力输出轴上固定安装有小齿轮，支撑板的左端面与卡盘的右端面相对应，在卡盘与支撑板之间有轴承，该轴承的外圈体固定安装在卡盘上，在外圈体的外表面有卡齿，小齿轮与卡齿相啮合，该轴承的内圈体固定安装在支撑板上；卡盘的右端面中心处固定安装有第二电机，在卡盘的中部有轴承孔，第二电机的动力输

4、出轴的外端穿过轴承孔并位于卡盘的左端面一侧，在第二电机的动力输出轴的外端固定安装有主动锥齿轮，在主动锥齿轮外侧的卡盘上固定安装有安装盘，在安装盘外侧的卡盘上沿圆周均匀分布有至少三个的卡爪径向移动装置，在卡爪径向移动装置上固定安装有卡爪。2根据权利要求1所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于该卡爪径向移动装置包括丝杠安装座，梯形丝杠、从动锥齿轮、线性导轨和滑块；每个丝杠安装座包括丝杠固定板和丝杠支撑板，丝杠固定板和丝杠支撑板分别自外至内固定在卡盘上，梯形丝杠安装在丝杠固定板和丝杠支撑板上并能转动，在安装盘上安装有与梯形丝杠相对应的丝杠轴承，梯形丝杠的内端穿过丝杠轴承并固定安装有

5、从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合，在梯形丝杠两侧的丝杠固定板和丝杠支撑板之间固定安装有一对线性导轨，在每个线性导轨上分别安装有能沿线性导轨移动的滑块，在梯形丝杠的T形螺纹上安装有丝母，丝母的两侧与滑块固定在一起，在丝母的顶部固定安装有卡爪底座，在卡爪底座上固定安装有卡爪。3根据权利要求1或2所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于第一电机与小齿轮之间安装有减速箱，第二电机与主动锥齿轮之间固定安装有减速箱。4根据权利要求或1或2所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于托辊架的底部安装有滚轮。5根据权利要求3所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特

6、征在于托辊架的底部安装有滚轮。6根据权利要求1或2所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于轴承的外圈体通过螺栓固定安装在卡盘上。7根据权利要求5所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于轴承的外圈体通过螺栓固定安装在卡盘上。8根据权利要求7所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于轴承的内圈体通过螺栓固定安装在支撑板上。9根据权利要求8所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，其特征在于卡爪径向移动装置为三个或四个或六个或八个。10一种根据权利要求9所述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置的使用方法，其特征在于按下述步骤进行先通过吊车将焊接件

7、置于托辊上，根据焊接件的尺寸，启动安装在卡盘中心的第二电机的动力输出轴旋转带动安装在卡盘上的主动锥齿轮，主动锥齿轮带动与梯形丝杠连接的从动锥齿轮旋转，梯形丝杠旋转带动丝母做往复运动；丝母通过滑块在线性导轨上沿卡盘径向移动，当调整好与焊接件的尺寸后，通过吊车将焊接件的权利要求书CN102000937ACN102000947A2/2页3右端与卡爪配合固定，再将托辊架移动到焊接件下方的合适位置通过托辊托住焊接件的左部即可，这样，通过第二电机驱动实现每个卡爪底座上的卡爪做同步动作，就能方便快速地实现卡爪的同步自定心收缩，卡盘中心与焊接件中心保持在一个中心线上，在焊接时，通过固定在支撑板上的第一电机通过

8、驱动小齿轮旋转带动固定安装在卡盘上的轴承的外圈体旋转，外圈体带动卡盘转动，从而带动焊接件转动，这样能防止焊接件沿水平方向窜动。权利要求书CN102000937ACN102000947A1/4页4同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法技术领域0001本发明涉及控制焊接件水平旋转装置技术领域，是一种同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法。背景技术0002目前常见的卡盘结构是三爪卡盘，其结构简单，但卡装物件的尺寸有限，多用于管道焊接，无法满足大直径容器焊接需要。常规多爪卡盘如四爪卡盘，虽能实现卡爪收缩，但在实现同步自定心收缩就比较困难，需要人为调整或辅助机械来实现，特别是对焊

9、接件锥形段在焊接时易窜动的问题不易解决；容器制造行业在焊接时要求能保证容器的水平均匀旋转，目前容器制造多采用焊接滚轮架旋转带动焊接件的旋转，因容器的尺寸、形状、重量等因素必然产生水平方向窜动问题，影响焊接质量效率。目前滚轮架技术上实现防止窜动上多采用1、顶升式执行机构从动滚轮架地一侧滚轮可以做升降运动，使焊接件轴线发生偏移，同时也使焊接件自重产生地轴向分量发生变化。这种调节方式其缺点是制造成本高，体积大。2、偏移式执行机构从动滚轮架的两侧滚轮沿其垂直中心线可做同向偏移，以此改变滚轮与焊接件的轴向摩擦分力。这种调节方式最大的缺点是对滚轮的磨损太大。发明内容0003本发明提供了一种同步自定心多爪卡

10、盘式焊接件水平旋转装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决焊接件产生水平方向窜动和卡爪同步自定心收缩比较困难问题。0004本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的一种同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置，包括同步自定心多爪卡盘、托辊架和托辊；在同步自定心多爪卡盘的左方有托辊架，在托辊架上安装有能转动并能托住焊接件的托辊，该同步自定心多爪卡盘包括支架、支撑板、轴承、卡盘和卡爪；支撑板的右端面与支架的左端面安装在一起，在支撑板上固定安装有第一电机，在第一电机的动力输出轴上固定安装有小齿轮，支撑板的左端面与卡盘的右端面相对应，在卡盘与支撑板之间有轴承，该轴承的外圈体固定安装在卡盘

11、上，在外圈体的外表面有卡齿，小齿轮与卡齿相啮合，该轴承的内圈体固定安装在支撑板上；卡盘的右端面中心处固定安装有第二电机，在卡盘的中部有轴承孔，第二电机的动力输出轴的外端穿过轴承孔并位于卡盘的左端面一侧，在第二电机的动力输出轴的外端固定安装有主动锥齿轮，在主动锥齿轮外侧的卡盘上固定安装有安装盘，在安装盘外侧的卡盘上沿圆周均匀分布有至少三个的卡爪径向移动装置，在卡爪径向移动装置上固定安装有卡爪。0005下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进上述该卡爪径向移动装置可包括丝杠安装座，梯形丝杠、从动锥齿轮、线性导轨和滑块；每个丝杠安装座包括丝杠固定板和丝杠支撑板，丝杠固定板和丝杠支撑板分别自

12、外至内固定在卡盘上，梯形丝杠安装在丝杠固定板和丝杠支撑板上并能转动，在安装盘上安装有与梯形丝杠相对应的丝杠轴承，梯形丝杠的内端穿过丝杠轴承并固定安装有从动锥齿说明书CN102000937ACN102000947A2/4页5轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合，在梯形丝杠两侧的丝杠固定板和丝杠支撑板之间固定安装有一对线性导轨，在每个线性导轨上分别安装有能沿线性导轨移动的滑块，在梯形丝杠的T形螺纹上安装有丝母，丝母的两侧与滑块固定在一起，在丝母的顶部固定安装有卡爪底座，在卡爪底座上固定安装有卡爪。0006上述第一电机与小齿轮之间可安装有减速箱，第二电机与主动锥齿轮之间可固定安装有减速箱。0007上述托

13、辊架的底部可安装有滚轮。0008上述轴承的外圈体可通过螺栓固定安装在卡盘上。0009上述轴承的内圈体可通过螺栓固定安装在支撑板上。0010上述卡爪径向移动装置可为三个或四个或六个或八个。0011本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的一种上述的同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置的使用方法，其按下述步骤进行先通过吊车将焊接件置于托辊上，根据焊接件的尺寸，启动安装在卡盘中心的第二电机的动力输出轴旋转带动安装在卡盘上的主动锥齿轮，主动锥齿轮带动与梯形丝杠连接的从动锥齿轮旋转，梯形丝杠旋转带动丝母做往复运动；丝母通过滑块在线性导轨上沿卡盘径向移动，当调整好与焊接件的尺寸后，通过吊车将焊接件的右端

14、与卡爪配合固定，再将托辊架移动到焊接件下方的合适位置通过托辊托住焊接件的左部即可，这样，通过第二电机驱动实现每个卡爪底座上的卡爪做同步动作，就能方便快速地实现卡爪的同步自定心收缩，卡盘中心与焊接件中心保持在一个中心线上，在焊接时，通过固定在支撑板上的第一电机通过驱动小齿轮旋转带动固定安装在卡盘上的轴承的外圈体旋转，外圈体带动卡盘转动，从而带动焊接件转动，这样能防止焊接件沿水平方向窜动。0012本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过卡爪的同步自定心收缩能快速方便的夹持焊接件，并使卡盘中心与焊接件中心保持在一个中心线上，能防止焊接件锥形段在焊接时蹿动，因此极大地提高了工作效率和工作质量，通过卡盘的旋

15、转，能在焊接时有效提高焊接精度与质量。附图说明0013附图1为本发明最佳实施例在安装好焊接件时的主视结构示意图。0014附图2为本发明最佳实施例中同步自定心多爪卡盘的主视结构示意图。0015附图3为本发明最佳实施例中同步自定心多爪卡盘左视立体结构示意图。0016附图4为本发明最佳实施例中同步自定心多爪卡盘在没有支撑板和支架时的右视立体结构示意图。0017附图5为附图2中AA向剖视结构示意图。0018附图中的编码分别为1为支架，2为支撑板，3为卡盘，4为卡爪，5为第一电机，6为小齿轮，7为轴承的外圈体，8为卡齿，9为轴承的内圈体，10为第二电机，11为主动锥齿轮，12为安装盘，13为梯形丝杠，1

16、4为从动锥齿轮，15为线性导轨，16为滑块，17为丝杠固定板，18为丝杠支撑板，19为减速箱，20为丝母，21为卡爪底座，22为托辊架，23为托辊，24为滚轮，25为焊接件。说明书CN102000937ACN102000947A3/4页6具体实施方式0019本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。0020在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。0021下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述如附图1至4所示，该同步自定心多爪卡盘式焊接件

17、水平旋转装置包括同步自定心多爪卡盘、托辊架22和托辊23；在同步自定心多爪卡盘的左方有托辊架22，在托辊架22上安装有能转动并能托住焊接件25的托辊23，该同步自定心多爪卡盘包括支架1、支撑板2、轴承、卡盘3和卡爪4；支撑板2的右端面与支架1的左端面安装在一起，在支撑板2上固定安装有第一电机5，在第一电机5的动力输出轴上固定安装有小齿轮6，支撑板2的左端面与卡盘3的右端面相对应，在卡盘3与支撑板2之间有轴承，该轴承的外圈体7固定安装在卡盘3上，在轴承的外圈体7的外表面有卡齿8，小齿轮6与卡齿8相啮合，该轴承的内圈体9固定安装在支撑板2上；卡盘3的右端面中心处固定安装有第二电机10，在卡盘3的中

18、部有轴承孔，第二电机10的动力输出轴的外端穿过轴承孔并位于卡盘3的左端面一侧，在第二电机10的动力输出轴的外端固定安装有主动锥齿轮11，在主动锥齿轮11外侧的卡盘3上固定安装有安装盘12，在安装盘12外侧的卡盘3上沿圆周均匀分布有至少三个的卡爪径向移动装置，在卡爪径向移动装置上固定安装有卡爪4。0022可根据实际需要，对上述同步自定心多爪卡盘式焊接件水平旋转装置作进一步优化或/和改进如附图1至5所示，该卡爪径向移动装置包括丝杠安装座，梯形丝杠13、从动锥齿轮14、线性导轨15和滑块16；每个丝杠安装座包括丝杠固定板17和丝杠支撑板18，丝杠固定板17和丝杠支撑板18分别自外至内固定在卡盘3上，

19、梯形丝杠13安装在丝杠固定板17和丝杠支撑板18上并能转动，在安装盘12上安装有与梯形丝杠13相对应的丝杠轴承，梯形丝杠13的内端穿过丝杠轴承并固定安装有从动锥齿轮14，从动锥齿轮14与主动锥齿轮11相啮合，在梯形丝杠13两侧的丝杠固定板17和丝杠支撑板18之间固定安装有一对线性导轨15，在每个线性导轨15上分别安装有能沿线性导轨15移动的滑块16，在梯形丝杠13的T形螺纹上安装有丝母20，丝母20的两侧与滑块16固定在一起，在丝母20的顶部固定安装有卡爪底座21，在卡爪底座21上固定安装有卡爪4。0023如附图4所示，根据需要，在第一电机5与小齿轮6之间安装有减速箱19，在第二电机10与主动

20、锥齿轮11之间固定安装有减速箱19。0024如附图1所示，托辊架22的底部安装有滚轮24。0025如附图4所示，为了便于安装和拆卸，轴承的外圈体7通过螺栓固定安装在卡盘3上。0026如附图4所示，为了便于安装和拆卸，轴承的内圈体9通过螺栓固定安装在支撑板2上。0027如附图2、3所示，根据需要夹持的容器尺寸的实际需要，卡爪径向移动装置为三个或四个或六个或八个。说明书CN102000937ACN102000947A4/4页70028以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。0029本发明上述最佳实施例的使用过

21、程即本发明的使用方法为使用时，先通过吊车将焊接件25置于托辊23上，根据焊接件25的尺寸，启动安装在卡盘3中心的第二电机10的动力输出轴旋转带动安装在卡盘3上的主动锥齿轮11，主动锥齿轮11带动与梯形丝杠13连接的从动锥齿轮14旋转，梯形丝杠13旋转带动丝母20做往复运动；丝母20通过滑块16在线性导轨15上沿卡盘3径向移动，当调整好与焊接件25的尺寸后，通过吊车将焊接件25的右端与卡爪4配合固定，再将托辊架22移动到焊接件25下方的合适位置通过托辊23托住焊接件25的左部即可，这样，通过第二电机10驱动可实现每个卡爪底座21上的卡爪4做同步动作，就能方便快速地实现卡爪4的同步自定心收缩，卡盘

22、3中心与焊接件25中心保持在一个中心线上，在焊接时，通过固定在支撑板2上的第一电机5通过驱动小齿轮6旋转带动固定安装在卡盘3上的轴承的外圈体7旋转，外圈体7带动卡盘3转动，从而带动焊接件转动，这样能防止焊接件25沿水平方向窜动。说明书CN102000937ACN102000947A1/5页8说明书附图CN102000937ACN102000947A2/5页9说明书附图CN102000937ACN102000947A3/5页10说明书附图CN102000937ACN102000947A4/5页11说明书附图CN102000937ACN102000947A5/5页12说明书附图CN102000937A