角钢塔塔脚焊接平台的研制

马晓峰 毕晓杰 高晓莉(河南送变电工程公司,河南郑州 450000)



角钢塔塔脚焊接平台的研制

马晓峰 毕晓杰 高晓莉
(河南送变电工程公司,河南郑州 450000)

【摘 要】在输电线路铁塔加工的过程中,由于批量小以及零部件位置的不确定性,焊接机器人无法得到应用,铁塔零部件的焊接还完全需要依靠人力去完成,焊接效率极其低下。铁塔焊接三维旋转平台采用铁塔焊接件专用夹具,在工作台挡销的配合下,实现了零部件的快速装卡,并且保证了焊接人员的人身安全。通过工作台的旋转,有效的提高了铁塔零部件焊接的工作效率和焊接质量。

【关键词】角钢塔 焊接 平台

1 背景技术

在输电线路角钢塔加工的过程中，塔脚是唯一的需要多个零件通过焊接组合在一起的部件，所以焊接效率的高低直接影响着工程完工的进度。但由于角钢塔批量小以及零部件位置的不确定性，焊接机器人无法得到应用，大部分铁塔加工企业还需要完全依靠人力去完成塔脚的焊接，焊接效率及其低下。

2 现有技术的技术方案

在角钢塔加工的过程中，单个塔脚重量一般在100千克-400千克之间不等，我们通常利用行车吊装或人力获取塔脚的最佳焊接位置。

3 现有技术的缺点

大型的塔脚焊缝可能多达几十条，通过行车或人力这样就要不断的进行位置调整，工作效率极其低下。塔脚重量较大，焊接人员在翻转的过程中，容易发生安全事故。

4 本项目所解决的技术问题

本角钢塔塔脚焊接平台采用铁塔焊接件专用夹具，在工作台挡销的配合下，实现了塔脚的快速装卡，通过工作台的旋转，有效的提高了角钢塔塔脚焊接的工作效率和焊接质量，并且保证了焊接人员的人身安全。

5 本项目的技术方案

本角钢塔塔脚焊接平台由机架、工作承台、倾斜机构、回转驱动机构和塔脚夹紧机构五部分组成。角钢塔塔脚焊接平台正视图1所示。

5.1 机架的组成

机架包括间隔设置的左侧机架和右侧机架，左侧机架和右侧机架底端连接有固定连接板，机架用于实现与倾斜机构的转动连接。

5.2 倾斜机构的组成

倾斜机构包括回转卡盘、工作承台支撑架和倾斜驱动电机。左侧机架和右侧机架的前端向前延伸并分别设置有轴承，两个轴承内设置有工作承台倾斜轴，工作承台支撑架的两端通过工作承台倾斜轴与左侧机架和右侧机架转动连接。回转卡盘固定在工作承台支撑架一端，倾斜驱动电机固定在靠近回转卡盘一侧机架的外侧，倾斜驱动电机通过传动机构驱动回转卡盘带动工作承台支撑架进行转动。

5.3 回转机构的组成

回转驱动机构设置在工作承台支撑架上，回转驱动机构驱动工作承台在工作承台支撑架上表面进行转动。回转驱动机构包括回转驱动电机和蜗杆蜗轮传动机构。回转驱动电机的输出轴驱动蜗杆蜗轮传动机构中蜗轮转动，蜗杆竖直设置，蜗杆的顶端与工作承台的底面中心固定。

5.4 工作承台

工作承台上设置有多组塔脚夹紧机构，塔脚夹紧机构与工作承台可拆卸连接。工作承台为圆形工作承台，工作承台表面开设有多个条形卡槽，用于与塔脚夹紧机构连接固定。多个条形卡槽两侧均匀错位设置有多个塔脚夹紧机构固定孔，工作时可根据角钢塔塔脚的大小，在不同的塔脚夹紧机构固定孔内插入阶梯型挡销，防止角钢塔塔脚侧滑，从而保证了焊接施工人员的安全。

5.5 塔脚夹紧机构的组成

塔脚夹紧机构包括卡块，卡块的前端开设有塔脚卡槽，塔脚卡槽的形状与角钢塔塔脚端部形状相匹配；卡块的中部设置有工作承台连接螺栓，工作承台连接螺栓与卡块铰接，卡块的后端设置有梯形螺纹杆。

5.6 操作方法

在使用时，通过工作承台连接螺栓和工作承台表面开设的多个条形卡槽，将四个塔脚夹紧机构固定在工作承台上。然后利用四个塔脚夹紧机构前端开设有塔脚卡槽卡住角钢塔塔脚的四个端部，实现角钢塔塔脚与工作承台的固定。塔脚夹紧机构中的梯形螺纹杆在旋转时，能够通过杠杆原理对角钢塔塔脚的四个端部进行夹紧，将梯形螺纹杆的旋转运动转化为开设有塔脚卡槽的卡块前端的直线移动，从而实现角钢塔塔脚的快速夹紧，在工作承台上设置的阶梯型挡销的配合下，实现了塔脚的快速装卡，极大地节省了装卡时间，提高了焊接的工作效率。塔脚夹紧机构的特殊形式保证了对角钢塔塔脚全方位的夹紧，从而进一步保证了焊接施工人员的安全。

6 项目效果

6.1 主要技术参数

回转驱动实现无级调速，并可逆转。在回转速度范围内，承受最大载荷时转速波动不超过5%；工作台回转的角度为0～360°，工作台的回转角速度V回＝0.05～0.5r/min；工作台的倾斜角度为0°～90°，工作台的倾斜角速度V倾＝0.3r/min。

6.2 主要优点

通过旋转工作平台，实现焊接工件的回转、倾斜，使焊接件处于最佳焊接位置。通过焊接件焊接位置的快速改变，焊接的生产效率能够提高30%左右。同时，焊接质量有所调高。本实用新型能够利用倾斜机构和回转驱动机构实现工作承台的倾斜和回转，将角钢塔塔脚焊缝快速地调整到平焊位置或“船型”位置，极大地提高了塔脚焊接的工作效率和焊接质量。倾斜机构具有自锁功能，在最大负荷下不滑动，安全可靠。设有限位装置，控制倾斜角度，并有角度指示标志。焊接平台的传动机构有自锁能力，防止升降或翻转时有倾覆危险，焊接平台布置有销孔，防止工件侧滑，从而保证了焊接人员的人身安全。本装置形式简单，尺寸大小适于焊接人员操作，焊接平台高度适中，使施焊人员处于焊接施工的最佳高度，以保证焊接质量，降低劳动强度。