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)

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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,有效的提高了鐵塔零部件焊接的工作效率和焊接質量。

【關鍵詞】角鋼塔 焊接 平臺

1 背景技術

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用，大部分鐵塔加工企業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 現有技術的技術方案

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 現有技術的缺點

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

4 本項目所解決的技術問題

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，實現了塔腳的快速裝卡，通過工作臺的旋轉，有效的提高了角鋼塔塔腳焊接的工作效率和焊接質量，并且保證了焊接人員的人身安全。

5 本項目的技術方案

本角鋼塔塔腳焊接平臺由機架、工作承臺、傾斜機構、回轉驅動機構和塔腳夾緊機構五部分組成。角鋼塔塔腳焊接平臺正視圖1所示。

5.1 機架的組成

機架包括間隔設置的左側機架和右側機架，左側機架和右側機架底端連接有固定連接板，機架用于實現與傾斜機構的轉動連接。

5.2 傾斜機構的組成

傾斜機構包括回轉卡盤、工作承臺支撐架和傾斜驅動電機。左側機架和右側機架的前端向前延伸并分別設置有軸承，兩個軸承內設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機架和右側機架轉動連接。回轉卡盤固定在工作承臺支撐架一端，傾斜驅動電機固定在靠近回轉卡盤一側機架的外側，傾斜驅動電機通過傳動機構驅動回轉卡盤帶動工作承臺支撐架進行轉動。

5.3 回轉機構的組成

回轉驅動機構設置在工作承臺支撐架上，回轉驅動機構驅動工作承臺在工作承臺支撐架上表面進行轉動?；剞D驅動機構包括回轉驅動電機和蝸桿蝸輪傳動機構?；剞D驅動電機的輸出軸驅動蝸桿蝸輪傳動機構中蝸輪轉動，蝸桿豎直設置，蝸桿的頂端與工作承臺的底面中心固定。

5.4 工作承臺

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

5.5 塔腳夾緊機構的組成

塔腳夾緊機構包括卡塊，卡塊的前端開設有塔腳卡槽，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的多個條形卡槽，將四個塔腳夾緊機構固定在工作承臺上。然后利用四個塔腳夾緊機構前端開設有塔腳卡槽卡住角鋼塔塔腳的四個端部，實現角鋼塔塔腳與工作承臺的固定。塔腳夾緊機構中的梯形螺紋桿在旋轉時，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運動轉化為開設有塔腳卡槽的卡塊前端的直線移動，從而實現角鋼塔塔腳的快速夾緊，在工作承臺上設置的階梯型擋銷的配合下，實現了塔腳的快速裝卡，極大地節省了裝卡時間，提高了焊接的工作效率。塔腳夾緊機構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 主要技術參數

回轉驅動實現無級調速，并可逆轉。在回轉速度范圍內，承受最大載荷時轉速波動不超過5%；工作臺回轉的角度為0～360°，工作臺的回轉角速度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 主要優點

通過旋轉工作平臺，實現焊接工件的回轉、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，焊接的生產效率能夠提高30%左右。同時，焊接質量有所調高。本實用新型能夠利用傾斜機構和回轉驅動機構實現工作承臺的傾斜和回轉，將角鋼塔塔腳焊縫快速地調整到平焊位置或“船型”位置，極大地提高了塔腳焊接的工作效率和焊接質量。傾斜機構具有自鎖功能，在最大負荷下不滑動，安全可靠。設有限位裝置，控制傾斜角度，并有角度指示標志。焊接平臺的傳動機構有自鎖能力，防止升降或翻轉時有傾覆危險，焊接平臺布置有銷孔，防止工件側滑，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，以保證焊接質量，降低勞動強度。