風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置制造方法
【專利摘要】風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置，包括一個摩擦焊機的主軸卡座，其特征在于，主軸卡座通過傳動齒輪和電機相連，在主軸卡座兩端有溜板卡盤，溜板卡盤和蝸桿渦輪移動控制裝置的頂桿貼緊，主軸卡座、溜板卡盤和頂桿的中心為一條直線。蝸桿渦輪移動控制裝置包括給溜板卡盤施加壓力、與溜板卡盤接觸的頂桿，頂桿表面有一縱向的滑槽，滑槽內安裝有與機架固定的定向板，頂桿通過內螺紋套裝在渦輪的中心軸上，渦輪與蝸桿相連，蝸桿的一端為步進電機，步進電機和變頻器電連接，變頻器和控制器電連接。本實用新型通過一次加工實現(xiàn)了兩段摩擦焊，效率高，節(jié)約了材料和能源，通過兩套蝸桿渦輪移動控制裝置可以保證焊接的質量。
【專利說明】風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械加工，即一種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置。

【背景技術】
[0002]風力發(fā)電機預埋螺栓是風力發(fā)電機上的重要零件，它將葉片的根部固定在轉盤上，承受著很大的剪應力，對其質量要求很高。風力發(fā)電機預埋螺栓通常由一根粗的鋼棒加工而成，它的內孔分三段，各有不同的內徑，加工時現(xiàn)車小的孔徑，然后車大的孔徑，費時費工，浪費材料和能源。


【發(fā)明內容】

[0003]摩擦焊具有焊接接頭質量高的優(yōu)點，能達到焊縫強度與基體材料等強度，焊接效率高、質量穩(wěn)定、一致性好。為了克服傳統(tǒng)預埋螺栓加工費時費工，浪費材料和能源的缺點，本實用新型提出了一種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置。
[0004]這種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置，包括一個摩擦焊機的主軸卡座，其特征在于，主軸卡座通過傳動齒輪和電機相連，在主軸卡座兩端有溜板卡盤，溜板卡盤和蝸桿渦輪移動控制裝置的頂桿貼緊，主軸卡座、溜板卡盤和頂桿的中心為一條直線。
[0005]這種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的方法，先按照不同的內徑加工成有內孔的三段，其特征在于，具體步驟如下:
[0006]一、通過分析和試驗找出兩個結合面摩擦焊焊接的過程和時間，確定兩個結合面焊接的時間差；
[0007]二、將中間段固定在摩擦焊機的主軸卡座上，通過電機和傳動齒輪使中間段高速旋轉；
[0008]三、將其余兩段按設計要求的位置分別固定在主軸卡座兩端的溜板卡盤上，按時間差使兩端的溜板卡盤有時間差的向中間移動，并施加壓力，溜板卡盤向中間移動是分別使用兩套蝸桿渦輪移動控制裝置；
[0009]四、當中間段的兩個端面與其余兩段的端面接觸、高速摩擦產生高熱焊接在一起時，主軸卡座旋轉逐漸停止，兩端的溜板卡盤向兩側移動；
[0010]五、對焊接部位緩慢冷卻；
[0011]六、對已焊接成一體的軸桿內外表面進行精加工,包括去殘渣、車內螺紋和拋光。
[0012]上述步驟一中的中間段的高速旋轉是3000-3500轉/分鐘。
[0013]上述步驟四中的緩慢冷卻是指300-350° C下保溫4_6小時。
[0014]焊接過程可分為以下幾個階段:一、旋轉工件在電機驅動下開始高速旋轉，移動工件在軸向力作用下逐步向旋轉工件靠攏，相對移動較快；二、兩側工件接觸并壓緊后，摩擦界面上一些微凸體首先發(fā)生粘接與剪切，并產生摩擦熱，摩擦扭矩迅速升高，相對移動較慢；三、摩擦界面處溫度也隨之上升，摩擦界面逐漸被一層高溫粘塑性金屬所覆蓋，此時兩側工件的相對運動實際上已發(fā)生在這層粘塑性金屬內部，相對移動有所加快；四、粘塑性金屬發(fā)生動態(tài)再結晶，使變形抗力降低，故摩擦扭矩升高到一定程度后逐漸降低，在軸向壓力作用下，焊合區(qū)金屬發(fā)生徑向塑性流動，從而形成飛邊，軸向縮短量逐漸增大，相對移動更快；五、隨摩擦時間延長，摩擦界面溫度與摩擦扭矩基本恒定，溫度分布區(qū)逐漸變寬，飛邊逐漸增大，此階段稱之為準穩(wěn)定摩擦階段，相對移動變慢；六、當摩擦焊接區(qū)的溫度分布、變形達到一定程度后，開始剎車制動并使軸向力迅速升高到所設定的頂鍛壓力，此時軸向縮短量急驟增大，相對移動最快；七、并隨著界面溫度降低，摩擦壓力增大，在頂鍛過程中及頂鍛后保壓過程中，焊合區(qū)金屬通過相互擴散與再結晶，相對移動變慢直至停止；使兩側金屬牢固焊接在一起，從而完成整個焊接過程。八、撤銷軸向壓力。
[0015]上述步驟二中的蝸桿渦輪移動控制裝置包括給溜板卡盤施加壓力、與溜板卡盤接觸的頂桿，頂桿表面有一縱向的滑槽，滑槽內安裝有與機架固定的定向板，頂桿通過內螺紋套裝在渦輪的中心軸上，渦輪與蝸桿相連，蝸桿的一端為步進電機，步進電機和變頻器電連接，變頻器和控制器電連接。在摩擦焊的過程中，控制器通過變頻器控制步進電機的轉速與時間，由步進電機通過蝸桿和渦輪的中心軸控制頂桿的推進速度和距離。
[0016]本實用新型通過一次加工實現(xiàn)了兩段摩擦焊，效率高，節(jié)約了材料和能源，通過兩套蝸桿渦輪移動控制裝置可以保證焊接的質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型整體布置示意圖
[0018]圖2是本實用新型蝸桿渦輪移動控制裝置的主視圖
[0019]圖3是本實用新型蝸桿渦輪移動控制裝置的左視圖
[0020]圖中:1、中間段，2、主軸卡座，3、溜板卡盤，4、蝸桿渦輪移動控制裝置，5、頂桿，6、渦輪，7、中心軸，8、蝸桿，9、步進電機，10、變頻器，11、控制器，12、焊接面，13、滑槽，14、定向板，15、電機,16、傳動齒輪。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型詳細說明如下:
[0022]在圖1中:這種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置，包括一個摩擦焊機的主軸卡座2，主軸卡座2通過傳動齒輪16和電機15相連，在主軸卡座2兩端有溜板卡盤3，溜板卡盤3和蝸桿渦輪移動控制裝置的頂桿5貼緊，主軸卡座、溜板卡盤和頂桿5的中心為一條直線。
[0023]這種風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的方法，先按照不同的內徑加工成有內孔的三段，具體步驟如下:在圖1中:
[0024]一、通過分析和試驗找出兩個結合面摩擦焊焊接的過程和時間，確定兩個結合面焊接的時間差；
[0025]二、將中間段固定在摩擦焊機的主軸卡座I上，通過電機15和傳動齒輪16使中間段I高速旋轉；
[0026]三、將其余兩段按設計要求的位置分別固定在主軸卡座2兩端的溜板卡盤3上，按時間差使兩端的溜板卡盤3有時間差的向中間移動，并施加壓力，溜板卡盤3向中間移動是分別使用兩套蝸桿渦輪移動控制裝置4 ；
[0027]四、當中間段I的兩個端面與其余兩段的端面接觸、高速摩擦產生高熱焊接在一起時，主軸卡座2旋轉逐漸停止，兩端的溜板卡盤3向兩側移動；
[0028]五、對焊接部位緩慢冷卻；
[0029]六、對已焊接成一體的軸桿內外表面進行精加工，包括去殘渣、車內螺紋和拋光。
[0030]上述步驟一中的中間段的高速旋轉是3300轉/分鐘。
[0031]上述步驟四中的緩慢冷卻是指300-350° C下保溫5小時。
[0032]在圖2中:上述步驟二中的溜板向中間移動是分別使用兩套蝸桿渦輪移動控制裝置4，從兩邊向中間推進，蝸桿渦輪移動控制裝置4包括給溜板卡盤施加壓力、與溜板卡盤接觸的頂桿5，頂桿5表面有一縱向的滑槽13，滑槽13內安裝有與機架固定的定向板14，頂桿5通過內螺紋套裝在渦輪6的中心軸7上，渦輪6與蝸桿8相連，蝸桿8的一端為步進電機9，步進電機9和變頻器10電連接，變頻器10和控制器11電連接。在摩擦焊的過程中，按照設計要求控制器11通過變頻器10控制步進電機9的轉速與時間，由步進電機9通過蝸桿8和渦輪6的中心軸7控制頂桿5的推進速度和距離。
【權利要求】
1.風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置，包括一個摩擦焊機的主軸卡座，其特征在于，主軸卡座通過傳動齒輪和電機相連，在主軸卡座兩端有溜板卡盤，溜板卡盤和蝸桿渦輪移動控制裝置的頂桿貼緊，主軸卡座、溜板卡盤和頂桿的中心為一條直線。
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機預埋螺栓摩擦焊接的裝置，其特征在于，蝸桿渦輪移動控制裝置包括給溜板卡盤施加壓力、與溜板卡盤接觸的頂桿，頂桿表面有一縱向的滑槽，滑槽內安裝有與機架固定的定向板，頂桿通過內螺紋套裝在渦輪的中心軸上，渦輪與蝸桿相連，蝸桿的一端為步進電機，步進電機和變頻器電連接，變頻器和控制器電連接。
【文檔編號】B23K20/12GK204035783SQ201420382844
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】劉杰 申請人:常德市飛沃新能源部件制造有限公司