專利名稱：橫臂式軋輥自動堆焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種橫臂式軋輥自動堆焊機，可廣泛應用于各類熱軋輥，冷熱支承輥，有色金屬軋輥，初軋輥、機架輥等多種工件的硬面預保護及舊輥修復工作，屬于堆焊機技術領域。
背景技術：
以前，我國對新制軋輥表面預保護堆焊和對使用后磨損的軋輥硬面進行再次修復，一直用自制簡易工裝實施堆焊作業(yè)以一套小車式的自動埋弧焊機，配一臺車床加以改造，來對工件進行埋弧堆焊。后也有借用十字操作機架，滾輪胎架，配埋弧焊機的方式來進行堆焊。20世紀80年代，上海寶鋼建設時引進了日本大阪的成套設備，采用了機床式回轉機構、配固定式橫臂懸掛堆焊機頭的方式，它的橫臂為固定式或上下伸降式，為讓開行車起吊工件，必需將橫臂做得很長，通過移動橫臂上的滑板小車到橫臂的兩側來避讓工件的吊裝，這些方式所采用的堆焊均為絲極單道焊和帶極堆焊兩種方式。實踐證明，絲極單道焊設備簡單、易操作，但效率不高，堆焊后的工件經長期使用后易形成搓扳式磨損的致命缺陷，縮短了工件的使用壽命，如圖1所示，為普通單絲焊接示意圖，a表示焊后焊縫表面形狀，b表示工作使用后表面搓板式磨損。帶極堆焊，熔敷率高，焊道平整光滑，但焊帶的生產工藝決定了其原材料成本高，材料的成份在冶煉鋼坯時，即一次性形成，需要調整材料成份時很不方便，僅適用于某幾種具有一定產量，且成份固定的材質使用。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是發(fā)明一種能進行擺弧焊的橫臂式軋輥自動堆焊機。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術方案是提供一種橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，由機頭、擺動機構、垂直拖板減速電機、垂直拖板、小車驅動電機、橫梁驅動電機、轉胎減速電機、床頭、控制箱、小車、焊劑箱、橫梁、尾架、床身、橫梁前后調節(jié)機構、回收機組成，控制箱連接小車置于橫梁上，能帶動小車在橫梁上左右移動的小車驅動電機置于小車上端，能帶動橫梁水平移動的橫梁驅動電機設于橫梁的后端，小車的前端設有垂直拖板，擺動機構置于垂直拖板上，機頭置于擺動機構的下端，能帶動垂直拖板上下移動的垂直拖板減速電機置于垂直拖板的上端，轉胎減速電機置于床身的外側，與置于床身內側的床頭水平連接，尾架置于床身另一內側，床頭和尾架之間置有被焊物，轉胎減速電機、床頭和尾架處于同一水平線，與橫梁平行，焊劑箱置于橫梁的上端，下端與機頭連接，上端與回收機連接。
本實用新型通過一體化的設計，將原有單獨功能的部件和新開發(fā)的功能部件組合優(yōu)化、改進調整，形成一套完善的、成套性強的焊接裝置，可根據不同用戶的工件大小及焊接要求的不同，對各主要部件進行系列化設計，即可焊接不同直徑、不同長度和重量的各類軋輥，本實用新型采用擺弧焊的焊接方法，在單絲焊時將焊絲以一定的速度和幅度作垂直于焊接方向的擺動，即可形成與帶極焊接相似的焊道，焊接后表面成形美觀，焊道平整，加工余量小，并且由于焊絲的擺動，焊縫的金屬晶相更細化，解決了單絲焊修復后工件表面搓板形磨損的致命隱患，提高了生產率，延長了軋輥的使用壽命，與帶極焊相比，又大大降低了材料成本，擴展了使用范圍，且焊縫的寬度不象帶極焊一樣受焊帶寬度的限制，可在一定的幅度內無級調整，如圖2所示，為擺弧焊焊接示意圖，c表示擺弧焊焊縫表面形狀。
本實用新型的優(yōu)點是采用擺弧焊的焊接方法，提高了焊接質量和生產率，延長了軋輥的使用壽命，又大大降低了材料成本。


圖1為普通單絲焊接示意圖；圖2為擺弧焊焊接示意圖；圖3為橫臂式軋輥自動堆焊機結構示意圖；圖4為橫臂式軋輥自動堆焊機A-A示意圖；圖5為擺動機構結構示意圖；圖6為擺動機構側視圖；圖7為床頭結構示意圖；圖8為尾架結構示意圖；
圖9為尾架側視圖；圖10為橫梁前后調節(jié)機構結構示意圖；圖11為橫梁前后調節(jié)機構A-A示意圖；圖12為實施例2床頭結構示意圖；圖13為實施例2尾架結構示意圖；圖14為實施例2尾架側視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例1如圖3、4所示，為橫臂式軋輥自動堆焊機結構示意圖，所述的橫臂式軋輥自動堆焊機由機頭1、擺動機構2、垂直拖板減速電機3、垂直拖板4、小車驅動電機5、橫梁驅動電機6、轉胎減速電機7、床頭8、控制箱9、小車10、焊劑箱11、橫梁12、尾架13、床身14、橫梁前后調節(jié)機構15、回收機16組成。
如圖5、6所示，為擺動機構結構示意圖，所述的擺動機構2由擺動支架18、固定支架19、行程開關20、直流減速電機21、電機箱22、手輪23、調節(jié)螺桿24、行程擋塊25組成，驅動擺動支架18的直流減速電機21、齒條26、滾輪27、軌道28、齒輪29安裝電機箱22的一端，與擺動支架18連接，上面裝有行程擋塊25的調節(jié)螺桿24安裝于擺動支架18的上端，手輪23安裝在調節(jié)螺桿24的一端，行程開關20安裝調節(jié)螺桿24的后面，由直流減速電機21、滾輪27、齒條26機構驅動擺動支架18，通過調節(jié)螺桿24可無級調整兩行程開關間的距離，達到調整擺動幅寬的目的，行程開關20發(fā)出的信號經電路控制部份，改變直流減速電機21的磁場方向，讓直流減速電機21切換正反轉向，實現(xiàn)擺動支架18的正反運行功能，同時調節(jié)擺動器在兩端的停留時間，并通過可控硅對直流減速電機21進行無級調速，這樣，擺動機構2即可達到擺動幅度、運行速度、兩端停留時間均可無級調整的目的，在這種狀態(tài)下運行的擺動機構2，由于直流減速電機21的響應速度很快，并附加了到位制動電路，因此，擺動機構2在擺動過程中的運行速度是一種接近勻速直線運動的狀態(tài)，保證了焊接速度一致性要求。
如圖7所示，為床頭結構示意圖，所述的床頭8由彈性聯(lián)軸器30、軸承蓋31、圓錐滾子軸承32、左機架33、床頭主軸34、平面軸承35、雙列滾子軸承36、四爪卡盤37、左頂針38組成，床頭主軸34安裝在左機架33的正中，軸承蓋31、圓錐滾子軸承32安裝于床頭主軸34的后端，后端外裝有彈性聯(lián)軸器30，平面軸承35、雙列滾子軸承36、軸承蓋31安裝在床頭主軸34的前端，前端外設有四爪卡盤37，頂針38裝于床頭主軸34的右正前端。
較多工件軸端不是圓形的，因此需用四爪卡盤37，在床頭四爪卡盤中心巧妙地設計了一個隨文軸同時回轉的固定頂針，這樣，不管工件的軸頸部份是何形狀，僅需將工件中心孔插入頂針，然后再鎖緊四爪，即可避免了四爪卡盤37調整工件17中心不方便的問題。由于焊接電流往往達到300-1000A，床頭回轉部份還設計了接地導電裝置，避免了焊接電流通過軸承等傳動部件導電的問題。
如圖8、9所示，為尾架結構示意圖，所述的尾架13由右頂針39、軸蓋40、襯套41、油杯42、右機架43、尾架主軸44、螺套、螺桿45、平面軸承46、主軸鎖緊裝置47、尾架鎖緊裝置48、尾架升降裝置49、手柄50組成，尾架主軸44安裝在右機架43正中，襯套41安裝在尾架主軸44和右機架43之間，螺套、螺桿45安裝于尾架主軸44的軸中心，右頂針39安裝尾架主軸44里的螺套、螺桿45左正前端，手柄50通過平面軸承46與尾架主軸44連接，右機架43的兩端裝上軸蓋40，主軸鎖緊裝置47置于尾架主軸44的端頭，在右機架43的下面設有尾架鎖緊裝置48和尾架升降裝置49。
如圖10、11所示，為橫梁前后調節(jié)機構結構示意圖，所述的橫梁前后調節(jié)機構15由軸51、滑塊52、導軌53、齒條54、導軌固定板55、立柱56、行程擋塊57、滑板58、齒輪59組成，軸51置于橫梁12上，一端通過聯(lián)軸器與橫梁驅動電機6連接，另一端通過萬向聯(lián)軸器和軸承與滑板58連接，導軌固定板55設于“г”形立柱56的橫柱上，導軌53設于導軌固定板55上，可移動式橫梁12安裝于兩側“г”形立柱的活動滑塊52上，通過橫梁驅動電機6驅動，橫梁12可整體沿立柱56的懸臂前后移動，使安裝于橫梁12上的部件可整體退出工件上部，便于工件的吊裝就位。
將控制箱9連接小車10安裝在橫梁12上，能帶動小車10在橫梁12上左右移動的小車驅動電機5安裝在小車10上端，能帶動橫梁12水平移動的橫梁驅動電機6安裝在橫梁12的后端，小車10的前端設有垂直拖板4，擺動機構2安裝于垂直拖板4上，機頭1置于擺動機構2的下端，能帶動垂直拖板4上下移動的垂直拖板減速電機3置于垂直拖板4的上端，安裝于滑板小車上的電動升降拖板代替了原有通過升降整個橫臂來滿足工件直徑大小的方式，不需大型升降機構，且將機頭高低就位和干伸長度的微調機構合二為一，結構輕巧簡便，安全可靠。另在電動升降拖板上再設前后手動微調拖板，方便焊接過程中對焊絲偏移量的調整。
轉胎減速電機7安裝在床身14的外側，與置于床身14內側的床頭8水平連接，尾架13置于床身14另一內側，床頭8和尾架13之間可安裝被焊物17，轉胎減速電機7、床頭8和尾架13處于同一水平線，與橫梁12平行，焊劑箱11安裝橫梁12的上端，下端與機頭1連接，上端與回收機16連接。
堆焊機床根據工件直徑和重量的大小，按中心高不同分為ZH-500、650、1000三個系列產品，載重量可由5噸到15噸，按夾裝工件長度分為2m、3m、4m幾個規(guī)格，基本滿足了各類軋輥的狀夾要求?？紤]到工件預熱、焊接時的伸長因素，床頭8設計時充分考慮到承受軸向力的要求，當工件加熱伸長時，其軸向力由承載機構來承擔，改進了原土制設備將作用力直接施加于承受軸向力很有限的擺線減速器上的缺陷，延長了設備的使用壽命。
工作時接通焊機和控制箱電源，橫梁12后退，吊裝工件17，橫梁12前移就位，通過焊劑回收機16吸取焊劑到儲藏柜，根據工件大小及材質，選用焊絲及焊劑，調整好各個焊接參數(shù)，如焊接電流、焊接電壓、工件回轉速度、滑板小車移動方向及速度、擺動機構2的擺幅、擺動速度、左右停留時間等，將相關功能均置于聯(lián)動方式，啟動焊接即可開始焊接，焊接過程中也可根據焊縫成形狀況隨時調整所有參數(shù)，以達到最佳狀態(tài)。
實施例2針對大型工件設計的ZH-650、1000兩個規(guī)格床頭。
如圖12所示，為實施例2床頭結構示意圖，所述的床頭8a包括軸承蓋31a、圓錐滾子軸承32a、左機架33a、床頭主軸34a、平面軸承35a、雙列滾子軸承36a、左頂針38a其特征在于，在左邊軸承蓋31a外設有導電桿支架60、導電桿61、導電盤62，在右邊軸承蓋31a外設有大齒輪64，在左機架33a下端設有帶動小齒輪66旋轉的減速電機65，小齒輪66置于大齒輪64下，與大齒輪64嚙合，罩殼62置于床頭8a外。
其回轉機構大齒輪60采用了大直徑，即1200mm齒盤驅動方式，提高了工件運行的平穩(wěn)性。
如圖13、14所示，為實施例2尾架結構示意圖，機床的尾座基本同實施例1的尾架大同小異，由于尾座較重，為了尾座的移動方便，在尾座下方四角設計了手動升降機構49a及行走滾輪63，通過升降機構抬高尾座，推動尾座即可由行走滾輪63移動尾座就位，解決了工件安裝時需同時起吊工件和尾座的麻煩。
權利要求1.一種橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，由機頭(1)、擺動機構(2)、垂直拖板減速電機(3)、垂直拖板(4)、小車驅動電機(5)、橫梁驅動電機(6)、轉胎減速電機(7)、床頭(8)、控制箱(9)、小車(10)、焊劑箱(11)、橫梁(12)、尾架(13)、床身(14)、橫梁前后調節(jié)機構(15)、回收機(16)組成，控制箱(9)連接小車(10)置于橫梁(12)上，能帶動小車(10)在橫梁(12)上左右移動的小車驅動電機(5)置于小車(10)上端，能帶動橫梁(12)水平移動的橫梁驅動電機(6)設于橫梁(12)的后端，小車(10)的前端設有垂直拖板(4)，擺動機構(2)置于垂直拖板(4)上，機頭(1)置于擺動機構(2)的下端，能帶動垂直拖板(4)上下移動的垂直拖板減速電機(3)置于垂直拖板(4)的上端，轉胎減速電機(7)置于床身(14)的外側，與置于床身(14)內側的床頭(8)水平連接，尾架(13)置于床身(14)另一內側，床頭(8)和尾架(13)之間置有被焊物(17)，轉胎減速電機(7)、床頭(8)和尾架(13)處于同一水平線，與橫梁(12)平行，焊劑箱(11)置于橫梁(12)的上端，下端與機頭(1)連接，上端與回收機(16)連接。
2.根據權利要求1所述的橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，所述的擺動機構(2)由擺動支架(18)、固定支架(19)、行程開關(20)、直流減速電機(21)、電機箱(22)、手輪(23)、調節(jié)螺桿(24)、行程擋塊(25)組成，驅動擺動支架(18)的直流減速電機(21)、齒條(26)、滾輪(27)、軌道(28)、齒輪(29)置于電機箱(22)的一端，與擺動支架(18)連接，上面置有行程擋塊(25)的調節(jié)螺桿(24)置于擺動支架(18)的上端，手輪(23)置于調節(jié)螺桿(24)的一端，行程開關(20)置于調節(jié)螺桿(24)的后面。
3.根據權利要求1所述的橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，所述的床頭(8)由彈性聯(lián)軸器(30)、軸承蓋(31)、圓錐滾子軸承(32)、左機架(33)、床頭主軸(34)、平面軸承(35)、雙列滾子軸承(36)、四爪卡盤(37)、左頂針(38)組成，床頭主軸(34)置于左機架(33)正中，軸承蓋(31)、圓錐滾子軸承(32)置于床頭主軸(34)的后端，后端外置有彈性聯(lián)軸器(30)，平面軸承(35)、雙列滾子軸承(36)、軸承蓋(31)置于床頭主軸(34)的前端，前端外設有四爪卡盤(37)，頂針(38)置于床頭主軸(34)的右正前端。
4.根據權利要求1所述的橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，所述的尾架(13)由右頂針(39)、軸蓋(40)、襯套(41)、油杯(42)、右機架(43)、尾架主軸(44)、螺套、螺桿(45)、平面軸承(46)、主軸鎖緊裝置(47)、尾架鎖緊裝置(48)、尾架升降裝置(49)、手柄(50)組成，尾架主軸(44)置于右機架(43)正中，襯套(41)置于尾架主軸(44)和右機架(43)之間，螺套、螺桿(45)置于尾架主軸(44)的軸中心，右頂針(39)置于尾架主軸(44)里的螺套、螺桿(45)左正前端，手柄(50)通過平面軸承(46)與尾架主軸(44)連接，右機架(43)的兩端置有軸蓋(40)，主軸鎖緊裝置(47)置于尾架主軸(44)的端頭，在右機架(43)的下面設有尾架鎖緊裝置(48)和尾架升降裝置(49)。
5.根據權利要求1所述的橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，所述的橫梁前后調節(jié)機構(15)由軸(51)、滑塊(52)、導軌(53)、齒條(54)、導軌固定板(55)、立柱(56)、行程擋塊(57)、滑板(58)、齒輪(59)組成，軸(51)置于橫梁(12)上，一端通過聯(lián)軸器與橫梁驅動電機(6)連接，另一端通過萬向聯(lián)軸器和軸承與滑板(58)連接，導軌固定板(55)設于“г”形立柱(56)的橫柱上，導軌(53)設于導軌固定板(55)上。
6.根據權利要求1或3所述的橫臂式軋輥自動堆焊機，所述的床頭(8a)包括軸承蓋(31a)、圓錐滾子軸承(32a)、左機架(33a)、床頭主軸(34a)、平面軸承(35a)、雙列滾子軸承(36a)、左頂針(38a)其特征在于，在左邊軸承蓋(31a)外設有導電桿支架(60)、導電桿(61)、導電盤(62)，在右邊軸承蓋(31a)外設有大齒輪(64)，在左機架(33a)下端設有帶動小齒輪(66)旋轉的減速電機(65)，小齒輪(66)置于大齒輪(64)下，與大齒輪(64)嚙合，罩殼(62)置于床頭(8a)外。
專利摘要本實用新型涉及一種橫臂式軋輥自動堆焊機，其特征在于，由機頭、擺動機構、垂直拖板減速電機、垂直拖板、小車驅動電機、橫梁驅動電機、轉胎減速電機、床頭、控制箱、小車、焊劑箱、橫梁、尾架、床身、橫梁前后調節(jié)機構、回收機組成，本實用新型通過一體化的設計，將原有單獨功能的部件和新開發(fā)的功能部件組合優(yōu)化、改進調整，形成一套完善的、成套性強的焊接裝置，可根據不同用戶的工件大小及焊接要求的不同，對各主要部件進行系列化設計，即可焊接不同直徑、不同長度和重量的各類軋輥。本實用新型的優(yōu)點是采用擺弧焊的焊接方法，提高了焊接質量和生產率，延長了軋輥的使用壽命，又大大降低了材料成本。
文檔編號B23K9/04GK2754796SQ20042009065
公開日2006年2月1日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者施桂興, 夏再生 申請人:上海施威焊接產業(yè)有限公司