管道用氣體保護焊式內焊機

《管道用氣體保護焊式內焊機》是洛陽德平科技股份有限公司於2015年7月29日申請的專利，該專利的公布號為CN105873718A，授權公布日為2016年8月17日，發明人是王光臨、李建春、朱品、朱曉光。

《管道用氣體保護焊式內焊機》包括：前機架、對口器、旋轉盤機構、焊接單元、漲緊機構，中機架、浮動彈簧機構、驅動機構、後機架、剎車機構、氣罐。其中將所述的送絲機從焊接單元移出並設定在機架內，所述的旋轉盤機構的轉盤本體上的穿線孔、導向套的內腔、空心套筒內腔形成複合電纜線由送絲機至焊槍頭的通道。使其複合電纜線不易磨損，提高複合電纜線的使用壽命，節約成本，該發明採用旋轉盤的定位機構增加旋盤機構的軸向定位，改進轉盤驅動電機的連線方式，保證了整套旋轉驅動系統的同軸度和旋轉盤轉動的精度，改善對口效果提高了焊接質量。

2020年7月14日，《管道用氣體保護焊式內焊機》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《管道用氣體保護焊式內焊機》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：管道用氣體保護焊式內焊機
• 申請人：洛陽德平科技股份有限公司
• 申請日：2015年7月29日
• 申請號：2015800030014
• 公布號：CN105873718A
• 公布日：2016年8月17日
• 發明人：王光臨、李建春、朱品、朱曉光
• 地址：河南省洛陽市中國洛陽高新開發區孫辛路土橋溝西出口
• Int. Cl.：B23K37/053(2006.01)I、B23K37/00(2006.01)I、B23K37/02(2006.01)I、B23K9/173(2006.01)I、
• 代理機構：北京中原華和智慧財產權代理有限責任公司
• 代理人：壽寧、饒黃裳
• 類別：發明專利

專利背景

內焊機主要套用於石化、電力、煤炭、輸水等管道施工中，主要功能是完成兩根管道的組對及內部根焊。

2015年7月之前的內焊接機如圖1所示，主要由前機架1、對口器13、旋轉盤3、焊接單元4、漲緊機構5、中機架6、浮動彈簧機構7、驅動機構8、後機架9、剎車機構10和氣罐12組成。上述的2015年7月之前的內焊接機雖可提供使用者一具有良好焊機功效，確實具有進步性，但是在實際使用時卻發現其結構中還存在有若干缺點，造成該2015年7月之前的內焊接機在實際套用上，未能達到最佳的使用效果，其缺點如下：

1、首先，電纜線和氣管易損傷。由於焊接單元分布在漲緊機構的兩排漲塊中間位置，連線焊接單元的保護氣管及電纜線都是分布在漲緊機構外側面，工作過程中，焊接單元會圍繞設備軸線旋轉，因此，電纜線及氣管很容易和漲緊機構發生摩擦，造成電纜及氣管的損傷，不僅要隨時更換電纜線且更換電纜線的價格昂貴。

2、另外，不方便檢修。焊接單元內包含了焊槍頭、送絲機構、焊槍頭撐起機構、焊槍頭調整機構等，機構比較複雜，造成了焊接單元的外形尺寸較大。由於漲緊機構的兩排漲塊之間的空間有限，當焊接單元出現故障時，為檢修增加難度，增加檢修時間，影響施工效率。

3、再者，定位基準度不精確。上述的旋轉盤是全自動內焊機部件的重要組成部分，更是全自動內焊機必不可少的部分，缺少它，內焊機就無法完成焊接作業。它處於漲緊機構兩排漲塊之間。焊接單元均勻的固定在旋轉盤的外圓上；通過與旋轉電機連線的小齒輪與旋轉盤內圈的齒圈相嚙合，使得旋轉盤機構中的旋轉盤能繞設備軸心旋轉。傳統內焊機中，旋轉電機固定在中機架上，通過聯軸器與小齒輪連線，由於定位基準的粗糙性造成了旋轉電機與小齒輪沒有很好的同軸度，很容易造成聯軸器的損壞，影響施工效率。

4、值得注意的是，上述的旋轉盤沒有良好的軸向定位。焊接單元固定在旋轉盤的外圓上，而焊接單元內的焊槍頭相對兩根待焊管道的管口有嚴格的相對位置要求，並且旋轉盤在旋轉時其與待焊管口的相對位置應保持一致。但傳統內焊機的旋轉機構中的旋轉盤沒有良好的軸向定位，從而影響焊接質量和施工效率。

發明內容

專利目的

《管道用氣體保護焊式內焊機》的目的在於，克服2015年7月之前的內焊接機存在的缺陷，而提供一種新型結構的管道用氣體保護焊式內焊機，所要解決的技術問題是使其電纜線不易磨損，提高電纜線的使用壽命，節約成本，從而更加適於實用。

該發明的另一目的在於，提供一種管道用氣體保護焊式內焊機，所要解決的技術問題是使其縮小漲緊機構的兩排漲塊之間的空間，降低檢修難度，減少檢修時間，提高施工效率，從而更加適於實用。

該發明的再一目的在於，提供一種管道用氣體保護焊式內焊機，所要解決的技術問題是使其定位基準度高，保證旋轉電機與小齒輪的同軸度，不易損壞零件，提高了施工效率，提高了使用壽命，從而節約了成本，更加適於實用。

該發明的還一目的在於，提供一種管道用氣體保護焊式內焊機，所要解決的技術問題是使其旋轉盤的軸向定位更加準確，提高了焊接質量和施工效率，從而更加適於實用，且具有產業上的利用價值。

該發明又一目的在於提供一種管道用氣體保護焊式內焊機，所要解決的技術問題是使其焊接時兩個帶焊接管口對口準確，提高焊接質量。

技術方案

《管道用氣體保護焊式內焊機》包括：前機架、對口器、旋轉盤機構、焊接單元、漲緊機構，中機架、浮動彈簧機構、驅動機構、後機架、剎車機構、行走機構、氣罐。其中所述的前機架內安裝有控制系統及對口器。該中機架與所述的後機架中間安裝有浮動彈簧機構。該後機架上順序安裝有驅動機構、剎車機構和行走機構。所述的漲緊機構一側安裝在前機架上，該漲緊機構的另一側安裝在中機架上。所述的浮動彈簧機構的一側與該中機架相連線，該浮動彈簧機構的另一側與該後機架相連線。所述的氣罐與該後機架連線。所述的焊接單元和所述的旋轉盤機構設定在該漲緊機構內。其中所述的焊接單元是由送絲機、多根複合電纜線、多個焊槍盒、多個焊槍頭、多個焊槍頭調整機構、多個焊槍頭舉升氣缸組成。將所述的送絲機從焊接單元移出並設定在前機架內。所述的多個焊槍盒設定在旋轉盤機構上。該每一個焊槍盒包括一個焊槍頭、一個焊槍頭調整機構、一個焊槍頭舉升氣缸。該送絲機與該焊槍頭通過複合電纜線相連線，所述的焊搶頭與該焊槍頭調整機構一端相連線。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的前機架上布設有3套對口器。每一個對口器由氣缸支座、對口器氣缸、連桿、定位塊、後壓頭、定位基準面、前壓頭組成，其中，所述的氣缸支座一端安裝在前支架上，該氣缸支座的另一端與所述的對口器氣缸的一端連線。該對口器氣缸的另一端與定位塊連線。所述的連桿與該定位塊連線。在該定位塊的前上端面設有前壓頭，在該定位塊的後下端面設有後壓頭，當對口器氣缸撐起，將後壓頭外表面與所述的定位基準面的表面相接觸，使3個後壓頭同在一個平面上，且此時3個前壓頭與所有的焊槍頭所在的平面重合，以便保證焊槍頭在隨旋轉盤機構旋轉焊接時能與待焊接管口重合。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的漲緊機構為兩個相同的對稱結構組成。其中一個漲緊機構由空心套筒、第一鎖緊螺母、缸底、缸筒、活塞、活塞桿、第二鎖緊螺母、第一缸蓋、第二缸蓋、鉸接座、連桿、分配盤、頂桿、漲塊、導向套、多個進氣口組成。其中，所述的缸底與所述的缸筒相接，該缸筒與所述的第一缸蓋相接，該第一缸蓋與所述的第二缸蓋相接，共同構成漲緊機構的內腔體。所述的導向套設定在該內腔體的內腔中部，為中空結構，該導向套的一端固定於位於橫軸向的空心套筒的一端，該空心套筒的另一端通過第一鎖緊螺母固定於該缸底，使得該空心套筒的內腔和該導向套的內腔相通，該空心套筒的外圓及該導向套外側面為所述的活塞桿提供軸向滑動和支撐。設定在該空心套筒和該導向套外側面的活塞桿的一端與連桿的一端通過鉸接座連線，該連桿的另一端與頂桿的底端連線，該頂桿的上端設定有漲塊，該活塞桿的另一端與所述的活塞通過第二鎖緊螺母相連線。該活塞桿能隨該活塞沿軸向運動。所述的分配盤設定在第二缸蓋與導向套之間。該頂桿能沿該分配盤上的徑向孔上下移動，多個進氣口設定在缸筒上。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述導向套是由套管、兩個連線盤和多個連線筋板組成。所述的兩個連線盤為圓盤結構且分別位於豎直軸對稱的兩側，位於橫軸向的套管與兩個連線盤連線形成一體結構，在兩個連線盤之間設定多個連線筋板。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的旋轉盤機構是由一套旋轉盤旋轉驅動系統、旋轉盤和多個旋轉盤定位機構所組成。所述的旋轉盤設定在所述的兩側分配盤之間，與所述的分配盤同軸設定，且在所述的連線盤徑向的外側。在該分配盤上固定有多個旋轉盤定位機構，所述的一套旋轉盤旋轉驅動系統與該分配盤連線。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的旋轉盤驅動系統由旋轉電機、固定塊、固定螺釘、軸承、壓板、小齒輪、鍵、傳動軸組成，其中所述的固定塊固定在所述的漲緊機構的分配盤上，使其有高精度的定位基準。所述的旋轉電機通過所述的鍵與所述的傳動軸的一端相連，該傳動軸通過所述的軸承支撐在所述的分配盤上的圓孔內，該傳動軸的另一端與小齒輪通過螺栓和壓板連線，使其保證了該整套旋轉驅動系統的同軸度，保證了所述的旋轉盤轉動的精度。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的旋轉盤為分體式轉盤，包括內齒圈、轉盤本體、定位連線螺栓、連線板、穿線孔。其中所述的轉盤本體為分體式結構，至少為兩個弧形體組成，所述的至少兩個弧形體之間通過連線板和定位連線螺栓固定連線構成一體式轉盤本體。該轉盤本體的內圓設定有內齒圈，該內齒圈與所述的旋轉盤驅動系統的小齒輪嚙合，與所述的多個焊槍盒固定在旋轉盤機構的轉盤本體上。在該轉盤本體上所固定多個焊槍盒位置上分別設有穿線孔，使轉盤本體上的穿線孔、導向套的內腔、空心套筒內腔形成複合電纜線由送絲機至焊槍頭的通道。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述旋轉盤的定位機構由多個第一銷軸、多個第一支架、多個第一定位輪、多個定位軸承、多個第二定位輪、多個第二支架、多個導向塊、多個彈簧、多個調節套組成，其中，所述的定位軸承通過第一銷軸固定於所述的漲緊機構的分配盤上，該多個定位軸承均勻的分布在與該分配盤同一圓周上，該多個定位軸承的外圓與所述的旋轉盤的內圓相接觸，實現徑向定位。多個第一支架固定於該漲緊機構的分配盤上，所述的每一個第一定位輪固定在相對應的第一支架上，所述的每一個定位輪外圓與該旋轉盤側面接觸，實現軸向定位。所述的多個導向塊固定於該漲緊機構的分配盤上，所述的每一個第二支架與每一個導向塊連線，該第二支架通過導向塊實現軸向移動。每一個第二定位輪固定在相對應的每一第二支架上，該導向塊上設定有彈簧，在該導向塊的外端設有調節套，通過該彈簧及該調節套能將第二定位輪外圓壓在該旋轉盤側面上實現軸向壓緊，通過調整該調節套與該導向塊的相對位置能改變該彈簧的壓緊力。

前述的管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的空心套筒和活塞桿之間設定有使腔體密閉密封圈及導向環。前述管道用氣體保護焊式內焊機，其中所述的每一個後壓頭與所述的定位基準面之間和所述的前壓頭與待焊管口之間增加感測器裝置，在進行對口操作時，所述後壓頭的表面與該定位基準面和該前壓頭與待焊管口接觸時分別對應有6個顯示裝置以表明其是否接觸。

有益效果

《管道用氣體保護焊式內焊機》與2015年7月之前的技術相比具有明顯的優點和有益效果。其至少具有下列優點：

1、該發明將焊接單元內的送絲機構移出至前機架內，簡化焊接單元，減小焊槍盒外形尺寸，儘量減少其故障率，出現故障後能快速便捷的進行檢修，節約了檢修成本。

2、該發明由於將焊接單元內的送絲機構移出至前機架內，在漲緊機構內腔內設定有導向套，另，該發明採用旋轉盤的轉盤本體為分體式轉盤，轉盤本體上設有穿線孔，能保證多個複合電纜線有序順利通過並連線在焊槍盒的焊槍頭上。至此，導向套的內腔、與其相接的空心套筒的內腔及其轉盤本體上穿線孔形成複合電纜線由送絲機至焊槍頭的通道，消除了焊接電纜及保護氣管和其他機構產生的摩擦，提高了複合電纜線的使用壽命，同時拆卸安裝複合電纜線快而方便，提高了施工效率。

3、該發明由於減小了焊槍盒的外形尺寸，減小兩排漲塊之間的距離，提高內焊機的校圓管口的功能，實現更好的組對管口，提高了焊接質量。

4、該發明採用旋轉盤定位系統，增加旋盤機構的軸向定位，提高了焊接質量。

5、該發明改進轉盤驅動電機的連線方式。使其保證了整套旋轉驅動系統的同軸度，保證旋轉盤轉動的精度，提高了焊接質量。

6、該發明的採用對口器，使焊接時兩個帶焊接管口對口更加準確，從而保證了焊接質量。

附圖說明

圖1是已有內焊接機的組合結構外觀示意圖。

圖2是《管道用氣體保護焊式內焊機》的組合結構外觀示意圖。

圖3是該發明焊接單元結構示意圖。

圖4是該發明焊接單元的結構示意圖。

圖5是該發明的漲緊機構的結構示意圖。

圖6A是該發明的空心套筒的結構剖視示意圖。

圖6B是該發明的空心套筒的側視示意圖。

圖7是該發明的旋轉盤機構結構示意圖。

圖8是該發明的旋轉盤旋轉驅動系統結構示意圖。

圖9A是該發明的旋轉盤的結構示意圖。

圖9B是圖9A的A-A剖視圖。

圖9c是圖9A的局部放大結構示意圖。

圖10是該發明的旋轉盤定位機構結構示意圖。

圖11：是該發明的對口器結構示意圖。

其中：1：前機架定位機構、2：控制系統、3：旋轉盤機構、32：旋轉盤旋轉驅動系統、321：旋轉電機、322：固定塊、323：固定螺釘、324：軸承、325：壓板、326：小齒輪、327：鍵、328：傳動軸、36：旋轉盤、361：內齒圈、362：轉盤本體、363：定位連線螺栓、364：連線板、365：穿線孔、37：旋轉盤定位機構、371：第一銷軸、372：第一支架、373：第一定位輪、374：定位軸承、375：第二定位輪、376：第二支架、377：導向塊378：彈簧、379：調節套、4：焊接單元、41：送絲機、42：複合電纜線、43：焊槍盒、44：焊槍頭、45：焊槍頭調整機構、46：焊槍頭舉升氣缸、5：漲緊機構、51：空心套筒、52：第一鎖緊螺母、53：缸底、54：活塞、55：活塞桿、56：第二鎖緊螺母、57：第一缸蓋、58：第二缸蓋、59：鉸接座、510：連桿、512：分配盤、513：頂桿、514：漲塊、515：導向套、515a：套管、515b：連線盤、515c：連線筋板、516：第一進氣口、517：第二進氣口、6：中機架、7：浮動彈簧機構、8：驅動機構、9：後機架、10：剎車機構、12：氣罐、13：對口器、131：氣缸支座、132：對口器氣缸、133：連桿、134：定位塊、135：後壓頭136：定位基準面、137：前壓頭、14：第一待焊管口、15：第二待焊管口、16：第二待焊管口。

技術領域

《管道用氣體保護焊式內焊機》涉及一種內焊機領域，特別是涉及一種管道用氣體保護焊式內焊機。

權利要求

1.一種管道用氣體保護焊式內焊機，包括：前機架（1）、對口器（13）、旋轉盤機構（3）、焊接單元（4）、漲緊機構（5），中機架（6）、浮動彈簧機構（7）、驅動機構（8）、後機架（9）、剎車機構（10）、行走機構（11）、氣罐（12），其中，所述的前機架（1）內安裝有控制系統（2）及對口器（13），該中機架（6）與所述的後機架（9）中間安裝有浮動彈簧機構（7），該後機架（9）上順序安裝有驅動機構（8）、剎車機構（10）和行走機構（11），所述的漲緊機構（5）一側安裝在前機架（1）上，該漲緊機構5的另一側安裝在中機架（6）上，所述的浮動彈簧機構（7）的一側與該中機架（6）相連線，該浮動彈簧機構7的另一側與該後機架（9）相連線，所述的氣罐（12）與該後機架（9）連線，所述的焊接單元（4）和所述的旋轉盤機構（3）設定在該漲緊機構（5）內，其特徵在於：其中所述的焊接單元（4）是由送絲機（41）、多組複合電纜線（42）、多個焊槍盒（43）、多個焊槍頭（44）、多個焊槍頭調整機構（45）、多個焊槍頭舉升氣缸（46）組成，將所述的送絲機（41）從焊接單元（4）移出並設定在前機架（1）內，所述的多個焊槍盒（43）設定在旋轉盤機構（3）上，該每一個焊槍盒43包括一個焊槍頭（44）、一個焊槍頭調整機構（45）、一個焊槍頭舉升氣缸（46），該送絲機41與該焊槍頭（44）通過複合電纜線（42）相連線，所述的焊搶頭（44）與該焊槍頭調整機構（45）一端相連線。

2.如權利要求1所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於其中所述的前機架（1）上布設有3套對口器（13），每一個對口器（13）由氣缸支座（131）、對口器氣缸（132）、連桿（133）、定位塊（134）、後壓頭（135）、定位基準面（136）、前壓頭（137）組成，其中，所述的氣缸支座（131）一端安裝在前支架（1）上，該氣缸支座（131）的另一端與所述的對口器氣缸（132）的一端連線，該對口器氣缸（132）的另一端與定位塊（134）連線，所述的連桿（133）與該定位塊（134）連線，在該定位塊（134）的前上端面設有前壓頭（137），在該定位塊（134）的後下端面設有後壓頭（135），當對口器氣缸（132）撐起，將後壓頭（135）外表面與所述的定位基準面（136）的表面相接觸，使3個後壓頭（135）同在一個平面上，且此時3個前壓頭137與所有的焊槍頭（44）所在的平面重合，以便保證焊槍頭（44）在隨旋轉盤機構（3）旋轉焊接時能與待焊管口（16）重合。

3.如權利要求1所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於其中所述的漲緊機構（5）為兩個相同的對稱結構組成，其中一個漲緊機構5由空心套筒（51）、第一鎖緊螺母（52）、缸底（53）、缸筒、活塞（54）、活塞桿（55）、第二鎖緊螺母（56）、第一缸蓋（57）、第二缸蓋（58）、鉸接座（59）、連桿（510）、分配盤（512）、頂桿（513）、漲塊（514）、導向套（515）、多個進氣口組成，其中，所述的缸底（53）與所述的缸筒相接，該缸筒與所述的第一缸蓋（57）相接，該第一缸蓋（57）與所述的第二缸蓋（58）相接共同構成漲緊機構（5）的內腔體，所述的導向套（515）設定在該內腔體的內腔中部，為中空結構，該導向套（515）的一端固定於位於橫軸向的空心套筒（51）的一端，該空心套筒（51）的另一端通過第一鎖緊螺母（52）固定於該缸底（53），使得該空心套筒（51）的內腔和該導向套（515）的內腔相通，該空心套筒（51）的外圓及該導向套515外側面為所述的活塞桿（55）提供軸向滑動和支撐；設定在該空心套筒（51）和該導向套（515）外側面的活塞桿（55）的一端與連桿（510）的一端通過鉸接座（59）連線，該連桿（510）的另一端與頂桿（513）的底端連線，該頂桿（513）的上端設定有漲塊（514），該活塞桿（55）的另一端與所述的活塞（54）通過第二鎖緊螺母（56）相連線，該活塞桿（55）能隨該活塞（54）沿軸向運動，所述的分配盤（512）設定在第二缸蓋（58）與導向套（515）之間，該頂桿（513）能沿該分配盤（512）上的徑向孔上下移動，多個進氣口設定在缸筒上。

4.如權利要求1-3中任意一項所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於所述導向套（515）是由套管（515a）、兩個連線盤（515b）和多個連線筋板（515c）組成，所述的兩個連線盤（515b）為圓盤結構且分別位於豎直軸對稱的兩側，位於橫軸向的套管（515a）與兩個連線盤（515b）連線形成一體結構，在兩個連線盤（515b）之間設定多個連線筋板（515c）。

5.如權利要求4所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於其中所述的旋轉盤機構（3）是由一套旋轉盤旋轉驅動系統（32）、旋轉盤（36）和多個旋轉盤定位機構（37）所組成，所述的旋轉盤（36）設定在所述的兩側分配盤（512）之間，與所述的分配盤（512）同軸設定，且在所述的連線盤（515b）徑向的外側,在該分配盤（512）上固定有多個旋轉盤定位機構（37），所述的一套旋轉盤旋轉驅動系統（32）與該分配盤（512）連線。

6.如權利要求5所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於所述的旋轉盤驅動系統（32）由旋轉電機（321）、固定塊（322）、固定螺釘（323）、軸承（324）、壓板（325）、小齒輪（326）、鍵（327）、傳動軸（328）組成，其中，所述的固定塊（322）固定在所述的漲緊機構（5）的分配盤（512）上，使其有高精度的定位基準，所述的旋轉電機（321）通過所述的鍵（327）與所述的傳動軸（328）的一端相連，該傳動軸（328）通過所述的軸承（324）支撐在所述的分配盤（512）上的圓孔內，該傳動軸（328）的另一端與小齒輪（326）通過螺栓和壓板（325）連線，使其保證了該整套旋轉驅動系統（32）的同軸度，保證了所述的旋轉盤（36）轉動的精度。

7.如權利要求5所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於所述的旋轉盤（36）為分體式轉盤，包括內齒圈（361）、轉盤本體（362）、定位連線螺栓（363）、連線板（364）、穿線孔（365），其中所述的轉盤本體（362）為分體式結構，至少為兩個弧形體組成，所述的至少兩個弧形體之間通過連線板（364）和定位連線螺栓（363）固定連線構成一體式轉盤本體（362），該轉盤本體（362）的內圓設定有內齒圈（361），該內齒圈（361）與所述的旋轉盤驅動系統（32）的小齒輪（326）嚙合，與所述的多個焊槍盒（43）固定在旋轉盤機構（3）的轉盤本體（362）上，在該轉盤本體（362）上所固定多個焊槍盒（43）位置上分別設有穿線孔（365），使轉盤本體（362）上的穿線孔（362）、導向套（515）的內腔、空心套筒（51）內腔形成複合電纜線（42）由送絲機（41）至焊槍頭（44）的通道。

8.如權利要求5所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於所述旋轉盤的定位機構（37）由多個第一銷軸（371）、多個第一支架（372）、多個第一定位輪（373）、多個定位軸承（374）、多個第二定位輪（375）、多個第二支架（376）、多個導向塊（377）、多個彈簧（378）、多個調節套（379）組成，其中，所述的多個定位軸承（374）通過第一銷軸（371）固定於所述的漲緊機構（5）的分配盤（512）上，該多個定位軸承（374）均勻的分布在與該分配盤（512）同一圓周上，該多個定位軸承（374）的外圓與所述的旋轉盤（36）的內圓相接觸，實現徑向定位；多個第一支架（372）固定於該漲緊機構（5）的分配盤（512）上，所述的每一個第一定位輪375固定在相對應的第一支架（372）上，所述的每一個定位輪（375）外圓與該旋轉盤（36）側面接觸，實現軸向定位；所述的多個導向塊（377）固定於該漲緊機構（5）的分配盤（512）上，所述的每一個第二支架（376）與每一個導向塊（377）連線，該第二支架（376）通過導向塊（377）實現軸向移動，每一個第二定位輪（375）固定在相對應的每一第二支架（376）上，該導向塊（377）上設定有彈簧（378），在該導向塊（377）的外端設有調節套（379），通過該彈簧（378）及該調節套（379）能將第二定位輪（375）外圓壓在該旋轉盤（36）側面上實現軸向壓緊，通過調整該調節套（379）與該導向塊（377）的相對位置能改變該彈簧（378）的壓緊力。

9.如權利要求2所述的管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於所述的空心套筒（51）和活塞桿（55）之間設定有使腔體密閉密封圈及導向環。

10.如權利要求3所述管道用氣體保護焊式內焊機，其特徵在於在所述的每一個後壓頭（135）與所述的定位基準面（136）之間和所述的前壓頭（137）與待焊管口（16）之間增加感測器裝置，在進行對口操作時，所述後壓頭（135）的表面與該定位基準面（136）和該前壓頭（135）與待焊管口接觸時分別對應有6個顯示裝置以表明其是否接觸。

實施方式

參閱圖2所示，該發明較佳實施例的管道用氣體保護焊式內焊機，其主要包括：前機架1、對口器13、旋轉盤機構3、焊接單元4、漲緊機構5，中機架6、浮動彈簧機構7、驅動機構8、後機架9、剎車機構10、氣行走機構11、氣罐12。其中，所述的前機架1內安裝有控制系統2及與對口器13，所述的中機架6與所述的後機架9中間安裝有浮動彈簧機構7。該後機架9上順序安裝有驅動機構8、剎車機構10和行走機構11。所述的漲緊機構5一側安裝在前機架1上，該漲緊機構5的另一側安裝在中機架6上，該浮動彈簧機構7的一側與中機架6相連線，該浮動彈簧機構7的另一側與後機架9相連線。所述的氣罐12與後機架9連線，所述的焊接單元4和所述的旋轉盤機構3設定在該漲緊機構5內。

參閱圖3、圖4所示，所述的焊接單元4是由送絲機41、多組複合電纜線42、多個焊槍盒43、多個焊槍頭44、多個焊槍頭調整機構45、多個焊槍頭舉升氣缸46組成，將所述的送絲機41從焊接單元4移出並設定在前機架1內。所述的多個焊槍盒43設定在旋轉盤機構3上，該實施例設定有6根複合電纜線42、6個焊槍盒43、6個焊槍頭44、6個焊槍頭調整機構45、6個焊槍頭舉升氣缸46。該每一個焊槍盒43包括一個焊槍頭44、一個焊槍頭調整機構45、一個焊槍頭舉升氣缸46，該送絲機41與該焊槍頭44通過複合電纜線42相連線，所述的焊搶頭44與該焊槍頭調整機構45一端相連線，該焊槍頭調整機構45的另一端與所述的焊槍盒43連線。由於該送絲機41從焊接單元4中移出，消除了複合電纜線42與漲緊機構5的漲塊514和頂桿513的摩擦，增加了複合電纜線42的使用壽命，同時，簡化了焊接單元的結構，故障幾率減少，使得焊接單元4外形尺寸減小，縮小了兩排漲塊之間的距離，從而更好的將第一待焊管道14和第二待焊管道15的管口校圓並進行組對。

參閱圖11所示，所述的前機架1上布設有3套對口器13，每一個對口器13由氣缸支座131、對口器氣缸132、連桿133、定位塊134、後壓頭135、定位基準面136、前壓頭137組成。其中，所述的氣缸支座131一端安裝在前支架1上，該氣缸支座131的另一端與所述的對口器氣缸132的一端連線，該對口器氣缸132的另一端與定位塊134連線，所述的連桿133與該定位塊134連線，在該定位塊134的前上端面設有前壓頭137，在該定位塊134的後下端面設有後壓壓頭135，所述的定位基準面136與該第一壓頭135外表面相接觸。

當3個對口器氣缸132分別撐起3個後壓頭135與定位基準面136接觸，使3個後壓頭同在一平面內，而且此時3個前壓頭137與所有焊槍頭44所在的平面重合，這樣才能保證焊槍頭44在隨旋轉盤36旋轉焊接時才能與待焊管口16重合。實際使用過程中先將內焊機的前機架1及漲緊機構5的前半部分露出第二待焊管道15，撐起對口器氣缸132，使得3個後壓頭135的表面分別與3個定位基準面136重合；啟動驅動機構8，使得內焊機在待焊管道內向後方移動，直到3個前壓頭137與待焊管口16接觸，此時3個後壓頭135的表面與定位基準面136重合，3個前壓頭137與待焊管口16接觸，迅速撐起漲緊機構5在第二焊管道15內的漲塊514，使其撐緊管道內壁，鬆開驅動機構8及對口器氣缸132，完成對口。但由於現場施工環境比較複雜，在進行對口的過程中3個後壓頭135的表面與定位基準面或3個前壓頭137與待焊管口16其中的一個或幾個並沒有接觸，就完成了對口操作，這樣會直接影響焊接質量。

為了避免上述問題，在後壓頭135與定位基準面136之間和3個前壓頭137與待焊管口16之間增加感測器裝置，在進行對口操作時，3個後壓頭135的表面與定位基準面136和3個前壓頭137與待焊管口16接觸時分別對應有6個顯示裝置表明其是否接觸，一旦其中有不接觸的點，該顯示裝置會報警提示操作人員哪個點沒有接觸，並進行檢查，這樣就有效的保證了對口的質量，從而保證焊接的質量。

參閱圖5所示，所述的漲緊機構5為兩個相同的對稱結構組成，其中一個漲緊機構5由空心套筒51、第一鎖緊螺母52、缸底53、缸筒、活塞54、活塞桿55、第二鎖緊螺母56、第一缸蓋57、第二缸蓋58、鉸接座59、連桿510、分配盤512、頂桿513、漲塊514、導向套515、多個進氣口。其中，所述的缸底53與所述的缸筒相接，該缸筒與所述的第一缸蓋57相接，該第一缸蓋57與所述的第二缸蓋58相接共同構成漲緊機構5的內腔體，所述的導向套515設定在該內腔體的內腔中部，為中空結構。該導向套515的一端固定於位於橫軸向的空心套筒51的一端，該空心套筒51的另一端通過第一鎖緊螺母52固定於該缸底53，使得該空心套筒51的內腔和該導向套515的內腔相通。該空心套筒51的外圓及該導向套515外側面為活塞桿55提供軸向滑動和支撐；設定在該空心套筒51和該導向套515外側面的活塞桿55的一端與連桿510的一端通過鉸接座59連線，該連桿510的另一端與頂桿513的底端連線，該頂桿513的上端設定有漲塊514，該活塞桿55的另一端與所述的活塞54通過第二鎖緊螺母56相連線，該活塞桿55能隨活塞54沿軸向運動，所述的分配盤512設定在第二缸蓋58與導向套515之間，該頂桿513能沿分配盤512上的徑向孔上下移動，多個進氣口設定在缸筒上，該實施例設定第一進氣口516和第二進氣口517。所述的空心套筒51和活塞桿55之間設定有使腔體密閉密封圈及導向環。

為了保證複合電纜線42能順利的連線到焊接盒43上，當第一進氣口516進氣時，壓力推動活塞54沿空心套筒51運動，該活塞54與活塞桿55相連，帶動活塞桿55沿軸向運動，從而帶動漲緊機構5。直到活塞54底面與第一缸蓋57接觸後活塞54停止運動，漲緊機構5運動到最高點。當第二進氣口517進氣時，壓力推動活塞54沿空心套筒51滑動，從而帶動漲緊機構5回收，直到活塞54面與缸底53接觸後活塞54停止運動，漲緊機構5運動到最低點。並且該發明能夠增加氣管及複合電纜線42使用壽命。

參閱圖6A、圖6B所示，所述導向套515為中空結構，是由套管515a、兩個連線盤515b和多個連線筋板515c組成，所述的兩個連線盤515b為圓盤結構且分別位於豎直軸對稱的兩側，位於橫軸向的套管515a與兩個連線盤515b連線形成一體結構，在兩個連線盤515b之間設定多個連線筋板515c。所述內焊機導向套515的中空結構，能夠保證兩組以上的複合電纜線42能正常穿過，並儘可能的減少複合電纜42與其他構件的摩擦，增加複合電纜線42的使用壽命。由於導向套515中間採用兩個以上的連線筋板515c連線結構，保證兩組以上的氣管及複合電纜線42能正常穿過，使多組氣管及複合電纜線42順利的連線到焊槍頭44上。

參閱圖7所示，其中所述的旋轉盤機構3是由一套旋轉盤旋轉驅動系統32、旋轉盤36和多個旋轉盤定位機構37所組成，所述的旋轉盤36設定在所述的兩側分配盤512之間，與所述的分配盤512同軸設定，且在連線盤515b徑向的外側，在該分配盤512上固定有多個旋轉盤旋轉定位機構37，所述的一套旋轉盤旋轉驅動系統32與該分配盤512連線。該實施例設定9套選轉盤定位機構。

參閱圖8所示，所述的旋轉盤驅動系統32由旋轉電機321、固定塊322、固定螺釘323、軸承324、壓板325、小齒輪326、鍵327、傳動軸328組成，其中，所述的固定塊322通過固定螺釘323固定在漲緊機構5的分配盤512上，使其有高精度的定位基準，所述的旋轉電機321通過所述的鍵327與所述的傳動軸328的一端相連，該傳動軸328通過所述的軸承324支撐在該分配盤512上的圓孔內，該傳動軸328的另一端與小齒輪326通過螺栓和壓板325連線，使其保證了整套旋轉驅動系統32的同軸度，保證旋轉盤36轉動的精度。所述固定塊322固定在漲緊機構5的所述的分配盤512上，軸承324固定在分配盤512的孔內，且固定塊322的固定面與軸承324固定孔有良好的垂直度，從而保證了固定在固定塊322上的旋轉電機321與分配盤512的同軸度。旋轉電機321通過鍵327帶動傳動軸328旋轉，傳動軸328帶動小齒輪326旋轉，小齒輪326與旋轉盤36的內齒圈361嚙合，並帶動旋轉盤36轉動。此過程中從旋轉電機321到小齒輪326均為硬性直連，使得與旋轉電機321的編碼器能更準確的反應出旋轉盤36的旋轉角度，提高焊縫質量。

參閱圖9A、9B、9C所示，所述的旋轉盤36為分體式轉盤，包括內齒圈361、轉盤本體362、定位連線螺栓363、連線板364、穿線孔365，其中所述的轉盤本體362為分體式結構，至少為兩個弧形體組成，所述的至少兩個弧形體之間通過連線板364和定位連線螺栓363固定連線構成一體式轉盤本體362，該轉盤本體362的內圓設定有內齒圈361，該內齒圈361與所述的旋轉盤驅動系統32的小齒輪326嚙合，與所述的多個焊槍盒43固定在旋轉盤機構3的轉盤本體362上，在該轉盤本體362上所固定多個焊槍盒43位置上分別設有穿線孔365，使轉盤本體362上的穿線孔362、導向套515的內腔、空心套筒51內腔形成複合電纜線42和氣管由送絲機41至焊槍頭44的通道。所述旋轉盤36主要功能是固定並帶動焊槍盒43旋轉。旋轉盤36設計為分體式，主要是方便安裝，維護及檢修，無需將漲緊機構5中的零件拆卸，直接將定位連線螺栓363鬆開，拆卸連線板364即可，非常方便，且效率高。

參閱圖10所示，所述旋轉盤的定位機構37由多個第一銷軸371、多個第一支架372、多個第一定位輪373、多個定位軸承374、多個第二定位輪375、多個第二支架376、多個導向塊377、多個彈簧378、多個調節套379組成。其中所述的多個定位軸承374通過第一銷軸371固定於漲緊機構5的分配盤512上，該多個定位軸承374均勻的分布在與該分配盤512同一圓周上，該多個定位軸承374的外圓與所述的旋轉盤3的內圓相接觸，實現徑向定位。所述的多個第一支架372固定於漲緊機構5的分配盤512上，所述的每一個第一定位輪375固定在相對應的第一支架372上。所述的每一個定位輪375外圓與該旋轉盤36側面接觸，實現軸向定位。所述的多個導向塊377固定於漲緊機構5的分配盤512上。所述的每一個第二支架376與每一個導向塊377連線。該第二支架376通過導向塊377實現軸向移動，每一個第二定位輪375固定在相對應的每一第二支架376上，該導向塊377上設定有彈簧378，在該導向塊377的外端設有調節套379，通過該彈簧378及該調節套379能將第二定位輪375外圓壓在該旋轉盤36側面上，實現軸向壓緊。通過調整該調節套379與該導向塊377的相對位置能改變該彈簧378的壓緊力。該實施例設定9個第一銷軸371、9個第一支架372、9第一定位輪373、9個定位軸承374、9個第二定位輪375、9個第二支架376、9個導向塊377、9個彈簧378、9個調節套379。

所述旋轉盤的定位機構37主要功能是保證旋轉盤3與分配盤512的相對位置關係，即保證旋轉盤36的軸向及徑向定位。多個定位軸承374的外圓與所述的旋轉盤36的內圓相接觸，且多個定位軸承374通過第一銷軸371均勻的分布在分配盤512的同一圓周上，因此保證了旋轉盤3與分配盤512的同軸度，實現了旋轉盤36的徑向定位。所述的每一個定位輪375外圓與該旋轉盤36側面接觸，並且每一個定位輪375到分配盤512的距離一致，從而保證了旋轉盤36與分配盤512的平行度，實現了旋轉盤36的軸向定位。導向塊377固定在分配盤512上，且第二支架376能在導向塊377內實現軸向滑動，調節套379通過螺紋與導向塊377相連，通過調整調節套379與導向塊377的間距來改變安裝在調節套379與第二支架376之間彈簧378的預緊力，使得第二支架376帶動第二定位輪375壓緊旋轉盤36側面，實現旋轉盤36的軸向壓緊。

內焊機前機架1、中機架6、後機架9主要是用來固定其他機構，並為其他機構提供防護，它們組成了內焊機的主體框架。控制系統主要用來實現操作人員對內焊機的一切操控。對口器13用來實現內焊機的對口功能，保證多個焊槍頭44在隨旋轉盤36旋轉時能與待焊管口16在同一平面內。焊接單元4主要是實現待焊管口16的焊接。漲緊機構5的兩排漲塊514分別在兩根第一待焊管道14和第二帶焊管道15內，當漲緊機構5漲緊時能保證兩根待焊管道的同軸度，並且能將待焊管道的管口進行校圓，從而保證焊槍頭44到待焊管口16的距離不發生變化，保證焊接質量。浮動彈簧機構7主要用來彈性連線中機架6和後機架9，保證在對口器13在對口過程中能儘可能的將漲緊機構5的自由度釋放，保證對口質量，並且，浮彈簧動機構7能保證自動焊在帶有一定彎度的管道內行走時的通過性。驅動機構8主要用來給自動焊提供前進或後退的動力。剎車機構10是施工中保證安全施工的重要措施，該結構內焊機採用驅動機構8和剎車機構10互鎖設計，即在驅動機構8帶動內焊機前進或後退時剎車同步解除，在內焊機停止行走時，剎車機構10自動撐緊，使得剎車板撐緊管道內壁以達到防止內焊機的溜滑，保證現場施工的安全。行走機構11主要用來將內焊機支撐在管道內，來實現內焊機的行走。氣罐12主要作用是在一定時間內為內焊機提供氣源，保證內焊機上的各個氣動元件能正常工作。

榮譽表彰

2020年7月14日，《管道用氣體保護焊式內焊機》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。