專(zhuān)利名稱(chēng)：用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種自動(dòng)焊接設(shè)備，特別涉及一種用于提高榨螺耐磨能力的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備。
背景技術(shù)：
榨螺是螺旋式榨油機(jī)的關(guān)鍵部件，擔(dān)負(fù)著將油料碾榨、破碎、出油的作用。由于碾榨壓力高達(dá)68.6-137.2兆帕，因此要求榨螺表面的耐磨能力很高。傳統(tǒng)的方法是對(duì)榨螺表面進(jìn)行滲碳淬火處理來(lái)提高其耐磨能力。但由于受到油料和砂粒高應(yīng)力碾壓磨損，榨螺的使用壽命仍然很短。以榨花生果為例，75型榨油機(jī)榨螺壓榨5噸左右即磨損報(bào)廢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)榨油機(jī)每年平均需1.5根榨螺配件，全國(guó)配件需求量每年約50萬(wàn)根，消耗鋼材約8500噸，費(fèi)用5750萬(wàn)元。因此提高榨螺的使用壽命已成為發(fā)展榨油機(jī)產(chǎn)品的重要問(wèn)題。
為了提高榨螺的使用壽命，近年來(lái)國(guó)外采用表面堆焊技術(shù)取得了較大的進(jìn)展。如英國(guó)羅斯唐斯.湯森公司，美國(guó)期托臺(tái)公司都曾報(bào)道采用堆焊鈷-鉻-鎢合金修復(fù)大型號(hào)榨油機(jī)榨螺并延長(zhǎng)其工作壽命2-3倍。但是，采用堆焊鈷-鉻-鎢合金方法生產(chǎn)中小型號(hào)榨螺的成本較高，堆焊層機(jī)加工困難，在我國(guó)難以推廣應(yīng)用。提高榨螺壽命的另一種辦法是采用熱噴焊自熔合金硬化工件表面。熱噴焊自熔合金表面光滑平整，焊后機(jī)加工量很小或忽略，具有優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性。近年來(lái)，熱噴焊自熔合金硬化工件表面的工藝在我國(guó)發(fā)展很快，已成為提高榨螺壽命的主要手段。但由于榨螺表面為螺旋面，給熱噴焊工藝帶來(lái)很大不便，只能由人工操作進(jìn)行噴焊。由于手工操作，很難控制噴槍送粉量的均勻性。送粉量過(guò)多會(huì)使焊層出現(xiàn)夾生粉和氣孔等缺陷，送粉量過(guò)少又會(huì)導(dǎo)致母材焊層稀薄，耐磨性下降。送粉量的不均勻還會(huì)使得焊層表面非常不平整，加工余量增大，增加焊接成本。另外，采用人工熱噴焊不但對(duì)操作者技能要求高，效率也很低。由于手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，也不利于操作者的健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，它能將提高榨螺耐磨能力的熱噴焊自熔合金硬化工件表面的工藝，由手工操作變?yōu)樽詣?dòng)操作，以克服手工操作無(wú)法避免的缺陷，使榨螺焊接表面光滑平整，提高焊接質(zhì)量。同時(shí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下
一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，包括主機(jī)部分和焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述主機(jī)部分包括基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、導(dǎo)桿、動(dòng)力絲杠、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、升降電機(jī)和支架，所述導(dǎo)桿的底部和所述升降電機(jī)的底部固定在基座上，所述升降電機(jī)的頂部通過(guò)第一聯(lián)軸器與所述動(dòng)力絲杠的底部固定連接，所述動(dòng)力絲杠表面設(shè)置有外螺紋，所述動(dòng)力絲杠與設(shè)置有內(nèi)螺紋的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)活動(dòng)連接，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的孔與所述導(dǎo)桿活動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)所述支架與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接；所述焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、不完全齒輪、螺桿、螺母和焊槍支架，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)第二聯(lián)軸器與不完全齒輪主動(dòng)輪的軸相連，所述螺桿的一端與不完全齒輪的從動(dòng)輪相連，另一端與所述螺母活動(dòng)連接，焊槍支架與所述螺母固定連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明的用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備能控制噴槍送粉量，使送粉量均勻，增加耐磨性，降低了焊接成本。
2.本發(fā)明對(duì)操作者技能要求不高，提高了效率。
3.通過(guò)調(diào)節(jié)使升降電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速之比等于榨螺的螺距與動(dòng)力絲杠的螺距之比完成不同榨螺螺旋面的熱噴焊任務(wù)。
4.本發(fā)明還可以采用PLC控制卡調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與升降電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)兩電機(jī)轉(zhuǎn)速的匹配完成不同榨螺螺旋面的熱噴焊任務(wù)。
5.本發(fā)明的用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備在應(yīng)用時(shí)，使整個(gè)工藝過(guò)程由原來(lái)的手工操作完全變成自動(dòng)操作，操作人員的健康得到根本改善。


圖1為本發(fā)明一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備的主機(jī)部分示意圖；圖2為本發(fā)明一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備的焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖；圖3為控制原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，包括主機(jī)部分和焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)，主機(jī)部分的主要任務(wù)是使被焊接工件按螺旋線(xiàn)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。主機(jī)部分包括基座1、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7、導(dǎo)桿14、動(dòng)力絲杠8、旋轉(zhuǎn)電機(jī)15、升降電機(jī)3和支架13，導(dǎo)桿的底部和升降電機(jī)的底部固定在基座上，升降電機(jī)的頂部通過(guò)第一聯(lián)軸器16與動(dòng)力絲杠的底部固定連接，動(dòng)力絲杠表面設(shè)置有外螺紋，動(dòng)力絲杠與設(shè)置有內(nèi)螺紋的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)活動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的孔與導(dǎo)桿活動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)支架與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接，工件通過(guò)聯(lián)軸器連接在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上，升降電機(jī)啟動(dòng)后，動(dòng)力絲杠帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿導(dǎo)桿上下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)桿起到增加剛度、導(dǎo)向的作用，以保證運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行精度，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行速度由升降電機(jī)的轉(zhuǎn)速和動(dòng)力絲杠的螺距決定，旋轉(zhuǎn)電機(jī)隨運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上下移動(dòng)，同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)15帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即保證本發(fā)明工作時(shí)升降電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速之比等于工件的螺距與動(dòng)力絲杠的螺距之比，使工件按螺旋線(xiàn)規(guī)律運(yùn)動(dòng)；焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用是保證在焊接螺旋線(xiàn)時(shí)，焊槍處于靜止?fàn)顟B(tài)，待一條螺旋線(xiàn)焊接完成，實(shí)現(xiàn)一次焊槍直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)75、不完全齒輪(包括主動(dòng)輪74和從動(dòng)輪73)、螺桿71、螺母70和焊槍支架72，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)第二聯(lián)軸器80與不完全齒輪的主動(dòng)輪軸相連，螺桿的一端與不完全齒輪的從動(dòng)輪相連，另一端與螺母活動(dòng)連接，焊槍支架與螺母固定連接，不完全齒輪的作用是實(shí)現(xiàn)焊槍的間歇運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和不完全齒輪的齒數(shù)依據(jù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行速度確定，螺桿的作用是將不完全齒輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇的直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，螺桿的螺距由噴槍的焊接寬度決定，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，帶動(dòng)不完全齒輪運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)輪帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得螺母沿螺桿軸向方向移動(dòng)。焊槍支架固定在螺母上，實(shí)現(xiàn)焊槍的直線(xiàn)進(jìn)給。
本發(fā)明還可以安裝一個(gè)控制部分。本部分的作用是通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)，控制焊接的各工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)榨螺螺旋面的自動(dòng)焊接。如圖3所示，本發(fā)明的控制部分為一個(gè)預(yù)先編好程序的控制箱，它由外接電線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)、微程序控制器(MCU)、發(fā)光二級(jí)管(LED)和控制按鈕組成。按鈕SW1、SW2的作用是設(shè)定要加工的螺紋序號(hào)，按鈕SW3為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)15、升降電機(jī)3、步進(jìn)電機(jī)75工作。微程序控制器的作用是根據(jù)工件的不同控制各電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7的運(yùn)行速度、工件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和焊槍的進(jìn)給量。本發(fā)明采用PLC自動(dòng)程序控制。所述程序可以依據(jù)工件的不同設(shè)定螺旋線(xiàn)的加工序號(hào)、控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、焊槍的進(jìn)給量的需求。實(shí)現(xiàn)該功能的控制箱可以由軟件商業(yè)公司完成。
本發(fā)明所述的一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，對(duì)榨螺進(jìn)行熱噴焊的工藝過(guò)程為1.將需要熱噴焊處理的榨螺通過(guò)聯(lián)軸器連接在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上，依榨螺的螺距與動(dòng)力絲杠的螺距之比，調(diào)節(jié)升降電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速之比，目的是使工件(榨螺)按螺旋線(xiàn)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。這也可以通過(guò)市面上出售的調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器完成，還可以采用PLC自動(dòng)程序控制，通過(guò)控制箱上螺紋序號(hào)選擇鍵選擇與該榨螺匹配的序號(hào)，然后將粉末焊槍裝卡在焊槍支架上，并調(diào)整焊槍與榨螺的相對(duì)位置，使得焊槍垂直對(duì)準(zhǔn)榨螺頂端的外端螺旋面。
2.升降電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿導(dǎo)桿向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，工件按螺旋線(xiàn)規(guī)律向上運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始工作，焊槍將合金粉噴至榨螺的螺旋面上。
3.運(yùn)動(dòng)平臺(tái)行至一個(gè)導(dǎo)程(榨螺頂端螺旋面到末端螺旋面的距離)時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)停止。焊槍通過(guò)焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)前進(jìn)一段距離。
4.旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)，工件向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)焊槍工作。
5.運(yùn)動(dòng)平臺(tái)向下行至一個(gè)導(dǎo)程時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)停止。焊槍通過(guò)焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)前進(jìn)一段距離。
6.重復(fù)2-5步，直到榨螺的整個(gè)螺旋面均勻的噴好合金粉。
7.將粉末焊槍換成火焰重熔槍?zhuān)瑢娡繉尤芑?。工藝過(guò)程同上。
權(quán)利要求
1.一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，包括主機(jī)部分和焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述主機(jī)部分包括基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、導(dǎo)桿、動(dòng)力絲杠、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、升降電機(jī)和支架，所述導(dǎo)桿的底部和所述升降電機(jī)的底部固定在基座上，所述升降電機(jī)的頂部通過(guò)第一聯(lián)軸器與所述動(dòng)力絲杠的底部固定連接，所述動(dòng)力絲杠表面設(shè)置有外螺紋，所述動(dòng)力絲杠與設(shè)置有內(nèi)螺紋的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)活動(dòng)連接，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的孔與所述導(dǎo)桿活動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)所述支架與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接；所述焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、不完全齒輪、螺桿、螺母和焊槍支架，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)第二聯(lián)軸器與不完全齒輪主動(dòng)輪的軸相連，所述螺桿的一端與不完全齒輪的從動(dòng)輪相連，另一端與所述螺母活動(dòng)連接，焊槍支架與所述螺母固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于螺旋面的自動(dòng)熱噴焊設(shè)備，包括主機(jī)部分和焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)，主機(jī)部分中導(dǎo)桿的底部和升降電機(jī)的底部固定在基座上，升降電機(jī)的頂部通過(guò)聯(lián)軸器與動(dòng)力絲杠的底部固定連接，動(dòng)力絲杠表面設(shè)置有外螺紋，動(dòng)力絲杠與設(shè)置有內(nèi)螺紋的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)活動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與導(dǎo)桿活動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)支架與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接；焊槍進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與不完全齒輪主動(dòng)輪的軸相連，螺桿的一端與不完全齒輪的從動(dòng)輪相連，另一端與螺母活動(dòng)連接，焊槍支架與螺母固定連接，本發(fā)明對(duì)操作者技能要求不高，通過(guò)調(diào)節(jié)升降電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速完成不同榨螺螺旋面的熱噴焊任務(wù)，提高了效率，降低了成本。
文檔編號(hào)B23K5/24GK1743494SQ20051001520
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者張明輝, 禚寶海 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)