CN116944743B - 水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，包括基座、上环板、下环板和导叶，所述基座上端固定连接有安装板，所述安装板侧壁安装有焊接装置，自动上料机构，所述自动上料机构包括竖板、上料箱、推板、第一弹簧、投料箱、固定组件和驱动组件，所述基座上端固定连接有竖板，所述竖板侧壁固定连接有上料箱，所述上料箱内壁密封滑动连接有推板，所述推板一端为贯穿竖板侧壁设置，所述上料箱内壁与推板之间共同固定连接有第一弹簧。本发明中只需驱动伺服电机转动30度，便可以将导叶自动插入到上环板和下环板之间，对其进行焊接，无需工人逐个将导叶插入到上环板和下环板之间，自动化程度更高，焊接加工效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及水轮机蜗壳环座加工技术领域，尤其涉及水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械，现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电，在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游，水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
现有的水轮机蜗壳环座通常由上环板、下环板和导叶组成，现有的水轮机蜗壳环座在焊接加工时，通常是由人工将导叶一个个插入到上环板和下环板之间，然后再逐个对导叶进行焊接，使其固定在上环板和下环板之间，该种焊接方式需要人工逐个上料，较为的麻烦，且效率低下，并且在焊接过程中会产生烟尘，烟尘分散到空气中会污染工作环境。
基于此，我们提出一种水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，包括基座、上环板、下环板和导叶，所述基座上端固定连接有安装板，所述安装板侧壁安装有焊接装置；
自动上料机构，所述自动上料机构包括竖板、上料箱、推板、第一弹簧、投料箱、固定组件和驱动组件，所述基座上端固定连接有竖板，所述竖板侧壁固定连接有上料箱，所述上料箱内壁密封滑动连接有推板，所述推板一端为贯穿竖板侧壁设置，所述上料箱内壁与推板之间共同固定连接有第一弹簧，所述竖板侧壁固定连接有投料箱，所述投料箱位于上料箱正上方设置，所述基座上设置有对上环板和下环板进行固定的固定组件，所述基座上设置有驱动推板滑动的驱动组件；
除烟尘机构，所述除烟尘机构包括除烟块、吸尘腔、吸尘孔、连通管和排尘管，所述安装板侧壁固定连接有除烟块，所述除烟块内开设有吸尘腔，所述吸尘腔内壁开设有多个吸尘孔，所述上料箱通过连通管与吸尘腔连通，所述吸尘腔内壁固定连接有排尘管。
优选地，所述固定组件包括对称固定连接在基座上端的两个支撑架，所述基座上端转动连接有转轴，所述转轴上端固定连接有液压油缸，所述液压油缸活动端固定连接有转杆，所述转杆上端固定连接有圆筒块，所述圆筒块上端和下端均对称固定连接有两个电动推杆，所述电动推杆活动端固定连接有固定板。
优选地，所述驱动组件包括固定连接在基座下端的伺服电机，所述伺服电机输出端贯穿基座上端并与转轴固定连接，所述基座上端固定连接有驱动箱，所述驱动箱内壁密封滑动连接有滑塞，所述滑塞将驱动箱内部划分为泵气腔和泵液腔两个部分，所述泵气腔通过出气管与上料箱连通，所述泵气腔内壁固定连接有进气管。
优选地，所述驱动组件还包括固定连接在滑塞侧壁的滑杆，所述滑杆另一端贯穿驱动箱侧壁并固定连接有半圆块，所述滑杆侧壁套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端与驱动箱侧壁固定连接，所述第二弹簧另一端与半圆块侧壁固定连接，所述转轴侧壁固定连接有多面凸轮，所述半圆块侧壁与多面凸轮滑动相抵。
优选地，冷却机构，所述冷却机构包括固定连接在基座上端的储液箱，所述储液箱内部填充有冷却液，所述泵液腔通过进液管与储液箱连通，所述圆筒块内开设有冷却腔，所述泵液腔通过泵液管与冷却腔连通。
优选地，所述冷却机构还包括固定连接在冷却腔内壁的回液管，所述储液箱内壁嵌设有半导体制冷片。
优选地，所述出气管、进气管、进液管和泵液管内壁均安装有单向阀。
优选地，所述连通管的管径远小于出气管的管径。
本发明具有以下有益效果：
1、通过设置自动上料机构，只需驱动伺服电机转动30度，便可以将导叶自动插入到上环板和下环板之间，对其进行焊接，无需工人逐个将导叶插入到上环板和下环板之间，自动化程度更高，焊接加工效率更高；
2、通过设置除烟尘机构，气体在吸尘腔内快速横向流动，使得吸尘腔产生负压，进而焊接过程中产生的烟气会通过吸尘孔被吸入到吸尘腔内，从而将焊接产生的烟尘吸除，避免其飞散空气中污染工作环境；
3、本装置利用驱动推板移动进行上料的空气，使其进入到吸尘腔内快速流动进行除烟尘，无需另外设置除烟尘设备，将自动上料与除烟尘联动，简化了产品的结构，还可以降低产品造价；
4、通过设置冷却机构，在焊接过程中冷却液会进入到冷却腔内，对上环板和下环板进行降温，避免焊接产生的高温使得上环板和下环板损坏，并且每进行下一次焊接时，原先的冷却液则会通过回液管被挤入到储液箱内，通过启动半导体制冷片对储液箱内的冷却液进行降温，使得冷却液能够被循环利用，避免资源的浪费。
附图说明
图1为本发明提出的水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装的立体结构示意图；
图2为图1中结构的侧视示意图；
图3为图1中结构的剖视示意图；
图4为图1中上料箱、除烟块和投料箱的剖视示意图；
图5为图1中上料箱、除烟块和投料箱的剖视示意图；
图6为图3中A处结构的放大示意图。
图中：1基座、2上环板、3下环板、4导叶、5安装板、6焊接装置、7竖板、8上料箱、9推板、10第一弹簧、11投料箱、12除烟块、13吸尘腔、14吸尘孔、15连通管、16排尘管、17支撑架、18转轴、19液压油缸、20转杆、21圆筒块、22电动推杆、23固定板、24伺服电机、25驱动箱、26滑塞、261泵气腔、262泵液腔、27出气管、271进气管、28滑杆、29第二弹簧、30半圆块、31多面凸轮、32储液箱、33进液管、34冷却腔、35泵液管、36回液管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参照图1-图6，水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，包括基座1、上环板2、下环板3和导叶4，基座1上端固定连接有安装板5，安装板5侧壁安装有焊接装置6；
自动上料机构，自动上料机构包括竖板7、上料箱8、推板9、第一弹簧10、投料箱11、固定组件和驱动组件，基座1上端固定连接有竖板7，竖板7侧壁固定连接有上料箱8，上料箱8内壁密封滑动连接有推板9，推板9呈L形状，推板9一端为贯穿竖板7侧壁设置，上料箱8内壁与推板9之间共同固定连接有第一弹簧10，竖板7侧壁固定连接有投料箱11，投料箱11位于上料箱8正上方设置，基座1上设置有对上环板2和下环板3进行固定的固定组件，基座1上设置有驱动推板9滑动的驱动组件；
除烟尘机构，除烟尘机构包括除烟块12、吸尘腔13、吸尘孔14、连通管15和排尘管16，安装板5侧壁固定连接有除烟块12，除烟块12内开设有吸尘腔13，吸尘腔13内壁开设有多个吸尘孔14，上料箱8通过连通管15与吸尘腔13连通，吸尘腔13内壁固定连接有排尘管16，排尘管16另一端与外部的烟尘收集箱连通。
固定组件包括对称固定连接在基座1上端的两个支撑架17，基座1上端转动连接有转轴18，转轴18上端固定连接有液压油缸19，液压油缸19活动端固定连接有转杆20，转杆20上端固定连接有圆筒块21，圆筒块21采用导热性能好的材料制成，圆筒块21上端和下端均对称固定连接有两个电动推杆22，电动推杆22活动端固定连接有固定板23，固定板23呈弧形状。
驱动组件包括固定连接在基座1下端的伺服电机24，伺服电机24输出端贯穿基座1上端并与转轴18固定连接，基座1上端固定连接有驱动箱25，驱动箱25内壁密封滑动连接有滑塞26，滑塞26将驱动箱25内部划分为泵气腔261和泵液腔262两个部分，泵气腔261通过出气管27与上料箱8连通，泵气腔261内壁固定连接有进气管271，连通管15的管径远小于出气管27的管径，进而空气可以通过出气管27进入到上料箱8内，使得进气量远小于出气量，进而便可以带动推板9推动导叶4进行上料。
驱动组件还包括固定连接在滑塞26侧壁的滑杆28，滑杆28另一端贯穿驱动箱25侧壁并固定连接有半圆块30，滑杆28侧壁套设有第二弹簧29，第二弹簧29一端与驱动箱25侧壁固定连接，第二弹簧29另一端与半圆块30侧壁固定连接，转轴18侧壁固定连接有多面凸轮31，半圆块30侧壁与多面凸轮31滑动相抵，需要说明的是，多面凸轮31呈圆形结构，其侧壁固定有多个弧形凸面，且每个弧形凸面之间的夹角为30度。
进一步的，每驱动伺服电机24转动30度，便可以进行一次上料和焊接，可以实现导叶4的自动上料和焊接，无需人工逐个插入导叶4，自动化程度更高，焊接加工效率更高。
进一步地，而在焊接过程中，在第一弹簧10的作用下，推板9也会慢慢复位，并且上料箱8内的空气会通过连通管15慢慢排出，由于连通管15的管径远小于出气管27的管径，所以进入到连通管15内的气体在推板9给与的压力下，气体流速会加快，进而气体进入到吸尘腔13内时，会在吸尘腔13内从左向右快速流动，根据伯努利定理，气体等高流动时，气体流速越快，压力越小，进而吸尘腔13内产生负压，使得焊接过程中产生的烟尘会通过多个吸尘孔14被吸入到吸尘腔13内，然后烟尘会随着流动的气体通过排尘管16排出，从而将焊接过程中产生的烟尘吸除，避免烟尘飞散污染工作环境。
冷却机构，冷却机构包括固定连接在基座1上端的储液箱32，储液箱32内部填充有冷却液，泵液腔262通过进液管33与储液箱32连通，圆筒块21内开设有冷却腔34，泵液腔262通过泵液管35与冷却腔34连通。
冷却机构还包括固定连接在冷却腔34内壁的回液管36，储液箱32内壁嵌设有半导体制冷片，半导体制冷片其制冷面朝向储液箱32内侧设置，其放热面则朝向储液箱32外侧设置。
需要说明的是，泵液管35和回液管36均采用软管制成，附图中所示的泵液管35和回液管36的形状并非其实际形状，并且其具备足够的长度，每当伺服电机24转动360度焊接完成一个水轮机蜗壳环座后，伺服电机24会再次反向转动360度复位，从而可以避免泵液管35和回液管36产生缠绕。
出气管27、进气管271、进液管33和泵液管35内壁均安装有单向阀，出气管27内壁安装的单向阀只允许泵气腔261内的空气进入上料箱8内，进气管271内壁安装的单向阀只允许外部的空气进入泵气腔261内，进液管33内壁安装的单向阀只允许储液箱32内的冷却液进入泵液腔262内，泵液管35内壁安装的单向阀只允许泵液腔262内的冷却液进入冷却腔34内。
进一步地，而滑塞26往复滑动一个来回的过程中，储液箱32内的冷却液会通过进液管33被抽入到泵液腔262内，然后泵液腔262内的冷却液会通过泵液管35被挤入到冷却腔34内，从而将上环板2和下环板3上因焊接产生的热量吸收，对上环板2和下环板3进行降温，避免焊接产生的高温使其损坏，而每转动30度进行一次焊接的过程中，都会有新的冷却液被挤入到冷却腔34内，而原先的冷却液则会通过回液管36被挤入到储液箱32内，通过启动半导体制冷片对储液箱32内的冷却液进行降温，使得冷却液能够被循环利用，避免资源的浪费。
本发明中，首先将上环板2和下环板3分别横向插入到支撑架17上，下环板3位于上环板2下方，然后驱动液压油缸19伸长，带动转杆20向上移动，带动圆筒块21向上移动，使其进入到上环板2和下环板3内，并且其侧壁与上环板2和下环板3内壁贴合，接着驱动电动推杆22伸长，带动固定板23与上环板2和下环板3内壁贴合，进而将上环板2和下环板3固定住，然后将回液管36另一端插入到储液箱32内。
接着将导叶4竖直依次放入到投料箱11内堆叠，最下方的导叶4会落入到上料箱8内，接着驱动伺服电机24转动，带动多面凸轮31和液压油缸19转动30度，进而带动圆筒块21转动30度，带动上环板2和下环板3一起转动30度，而多面凸轮31在转动30度的过程中，半圆块30会从其中一个凸面先滑动至与凹面相抵，接着会再滑动至与另一个凸面相抵，进而在第二弹簧29作用下，滑杆28会带动滑塞26在驱动箱25内先向右滑动后再向左滑动复位，进而外部的空气会先通过进气管271被抽入到泵气腔261内，然后泵气腔261内的空气会通过出气管27被挤入到上料箱8内，推动推板9快速滑动，将上料箱8内的导叶4快速推入到上环板2和下环板3之间，进行上料，然后再驱动伺服电机24转动30度，进行第二上料，此时第一块导叶4已经转动至焊接装置6正对面，此时启动焊接装置6，对导叶4进行焊接，可以实现导叶4的自动上料和焊接，无需人工逐个插入导叶4，自动化程度更高，焊接加工效率更高。
而在此过程中，在第一弹簧10的作用下，推板9也会慢慢复位，并且上料箱8内的空气会通过连通管15慢慢排出，由于连通管15的管径远小于出气管27的管径，所以进入到连通管15内的气体在推板9给与的压力下，气体流速会加快，进而气体进入到吸尘腔13内时，会在吸尘腔13内从左向右快速流动，根据伯努利定理，气体等高流动时，气体流速越快，压力越小，进而吸尘腔13内产生负压，使得焊接过程中产生的烟尘会通过多个吸尘孔14被吸入到吸尘腔13内，然后烟尘会随着流动的气体通过排尘管16排出，从而将焊接过程中产生的烟尘吸除，避免烟尘飞散污染工作环境。
而滑塞26往复滑动一个来回的过程中，储液箱32内的冷却液会通过进液管33被抽入到泵液腔262内，然后泵液腔262内的冷却液会通过泵液管35被挤入到冷却腔34内，从而将上环板2和下环板3上因焊接产生的热量吸收，对上环板2和下环板3进行降温，避免焊接产生的高温使其损坏，而每转动30度进行一次焊接的过程中，都会有新的冷却液被挤入到冷却腔34内，而原先的冷却液则会通过回液管36被挤入到储液箱32内，通过启动半导体制冷片对储液箱32内的冷却液进行降温，使得冷却液能够被循环利用，避免资源的浪费。
如此转动360度后，所有导叶4全部焊接完毕，便可以将上环板2和下环板3以及导叶4取下，然后反向驱动伺服电机24转动360度，使其复位即可进行下一轮的焊接加工。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，其特征在于，包括：基座(1)、上环板(2)、下环板(3)和导叶(4)，所述基座(1)上端固定连接有安装板(5)，所述安装板(5)侧壁安装有焊接装置(6)；自动上料机构，所述自动上料机构包括竖板(7)、上料箱(8)、推板(9)、第一弹簧(10)、投料箱(11)、固定组件和驱动组件，所述基座(1)上端固定连接有竖板(7)，所述竖板(7)侧壁固定连接有上料箱(8)，所述上料箱(8)内壁密封滑动连接有推板(9)，所述推板(9)一端为贯穿竖板(7)侧壁设置，所述上料箱(8)内壁与推板(9)之间共同固定连接有第一弹簧(10)，所述竖板(7)侧壁固定连接有投料箱(11)，所述投料箱(11)位于上料箱(8)正上方设置，所述基座(1)上设置有对上环板(2)和下环板(3)进行固定的固定组件，所述基座(1)上设置有驱动推板(9)滑动的驱动组件；除烟尘机构，所述除烟尘机构包括除烟块(12)、吸尘腔(13)、吸尘孔(14)、连通管(15)和排尘管(16)，所述安装板(5)侧壁固定连接有除烟块(12)，所述除烟块(12)内开设有吸尘腔(13)，所述吸尘腔(13)内壁开设有多个吸尘孔(14)，所述上料箱(8)通过连通管(15)与吸尘腔(13)连通，所述吸尘腔(13)内壁固定连接有排尘管(16)；
所述驱动组件包括固定连接在基座(1)下端的伺服电机(24)，所述伺服电机(24)输出端贯穿基座(1)上端并与转轴(18)固定连接，所述基座(1)上端固定连接有驱动箱(25)，所述驱动箱(25)内壁密封滑动连接有滑塞(26)，所述滑塞(26)将驱动箱(25)内部划分为泵气腔(261)和泵液腔(262)两个部分，所述泵气腔(261)通过出气管(27)与上料箱(8)连通，所述泵气腔(261)内壁固定连接有进气管(271)；
所述驱动组件还包括固定连接在滑塞(26)侧壁的滑杆(28)，所述滑杆(28)另一端贯穿驱动箱(25)侧壁并固定连接有半圆块(30)，所述滑杆(28)侧壁套设有第二弹簧(29)，所述第二弹簧(29)一端与驱动箱(25)侧壁固定连接，所述第二弹簧(29)另一端与半圆块(30)侧壁固定连接，所述转轴(18)侧壁固定连接有多面凸轮(31)，所述半圆块(30)侧壁与多面凸轮(31)滑动相抵；
冷却机构，所述冷却机构包括固定连接在基座(1)上端的储液箱(32)，所述储液箱(32)内部填充有冷却液，所述泵液腔(262)通过进液管(33)与储液箱(32)连通，所述圆筒块(21)内开设有冷却腔(34)，所述泵液腔(262)通过泵液管(35)与冷却腔(34)连通；
所述冷却机构还包括固定连接在冷却腔(34)内壁的回液管(36)，所述储液箱(32)内壁嵌设有半导体制冷片；
所述连通管(15)的管径远小于出气管(27)的管径。
2.根据权利要求1所述的水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，其特征在于，其中：所述固定组件包括对称固定连接在基座(1)上端的两个支撑架(17)，所述基座(1)上端转动连接有转轴(18)，所述转轴(18)上端固定连接有液压油缸(19)，所述液压油缸(19)活动端固定连接有转杆(20)，所述转杆(20)上端固定连接有圆筒块(21)，所述圆筒块(21)上端和下端均对称固定连接有两个电动推杆(22)，所述电动推杆(22)活动端固定连接有固定板(23)。
3.根据权利要求1所述的水轮机蜗壳环座焊接用自调节支撑工装，其特征在于，其中：所述出气管(27)、进气管(271)、进液管(33)和泵液管(35)内壁均安装有单向阀。
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