專利名稱：細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種冷涂處理裝置，尤其涉及一種可以通過螺旋壓涂的 細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置。
技術(shù)背景金屬材料具有優(yōu)異的加工特性和韌性，適合加工成各種工件，但金屬工 件的耐磨、耐蝕、耐熱和抗高溫氧化等特性都比較差，因此現(xiàn)在常釆用冷涂 處理的方式在金屬工件表面形成一層涂層來提高工件的使用壽命。冷涂即是涂層的預(yù)制備，冷涂處理時將加入少量黏結(jié)劑的合金粉末均勻 的冷涂在所處理工件基體的表面，使工件表面形成合金涂層。達(dá)到完成冷涂 處理的目的?，F(xiàn)有的冷涂處理常采用噴涂、空氣噴涂等。從上述對現(xiàn)有冷涂的處理過程介紹中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題若采用噴涂等技術(shù)手段，進(jìn)行工件表面涂層的制備時，尤其是對細(xì)長桿 類的工件(如抽油桿等)進(jìn)行冷涂時，常因噴出壓力大小不均等原因，造 成處理后工件表面的涂層不均勻，尤其是對抽油桿等細(xì)長桿工件的冷涂處理 過程中易出現(xiàn)形成的涂層薄厚不均的情況，無法達(dá)到涂層均勻、密實的效 果。使冷涂處理后的工件在使用中也未達(dá)到預(yù)期的目的。而現(xiàn)在沒有一種可 以方便、均勻的對細(xì)長桿類工件進(jìn)行覆蓋涂層的處理的冷涂裝置。發(fā)明內(nèi)容本實用新型實施例提供了 一種細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置。采用螺旋壓涂 的方式將合金粉末均勻的粘接在細(xì)長桿工件基體表面，達(dá)到方便進(jìn)行工件表面的涂粉處理，使處理后工件表面涂層達(dá)到均勻、密實的目的。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置，其特征在于，包括 機(jī)座，用于設(shè)置各部件；機(jī)身，設(shè)置在機(jī)座上，機(jī)身上設(shè)有冷卻裝置和進(jìn)料口；螺旋軸，設(shè)置在機(jī)身內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動，與機(jī)身內(nèi)壁相適應(yīng)；動力裝置，設(shè)置在機(jī)座上，通過傳動裝置與機(jī)身內(nèi)的螺旋軸一端連接，驅(qū)動所述的螺旋軸轉(zhuǎn)動；機(jī)頭，設(shè)置在機(jī)身的一端，機(jī)頭上設(shè)有導(dǎo)向套和模具，螺旋軸的另一端設(shè)置在機(jī)頭內(nèi)。所述機(jī)身包括由內(nèi)襯套和外殼構(gòu)成，冷卻裝置設(shè)在內(nèi)村套與外殼之間。所述內(nèi)襯套內(nèi)壁設(shè)有多條溝槽。所述機(jī)身內(nèi)壁內(nèi)設(shè)有多條溝槽。所述機(jī)身上設(shè)置的進(jìn)料口與機(jī)身內(nèi)部連通。所述螺旋軸設(shè)置在才幾頭內(nèi)的一端為雙頭螺旋結(jié)構(gòu)。所述機(jī)頭內(nèi)設(shè)置的螺旋軸與機(jī)頭上設(shè)置的模具的位置相適應(yīng)。所述機(jī)頭上設(shè)置調(diào)整模具與工件的相對位置的調(diào)整螺釘。所述^:莫具的對應(yīng)位置設(shè)有感應(yīng)加熱裝置。由上述本實用新型實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例 的冷涂裝置通過在機(jī)體內(nèi)設(shè)置螺旋軸，以在主軸方向上的直線運動和沿主軸 的旋轉(zhuǎn)運動形成螺旋壓涂的方式，將制備涂層的涂料涂敷在導(dǎo)向套導(dǎo)入到模 具內(nèi)的工件表面上。該裝置以連續(xù)的方式進(jìn)行涂料的涂敷，不但處理工件方 便，且螺旋壓涂方式保證了涂料的壓力和密度的均勻度，使經(jīng)該裝置處理后 的工件表面涂層均勻、密實，使處理后的工件達(dá)到預(yù)期的使用壽命。


圖l為本實用新型實施例的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例提供了一種細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置，該冷涂裝置采 用螺旋壓涂的方式將合金粉末均勻的粘接在基體表面，尤其適用于對細(xì)長桿 工件(如抽油桿等)的冷涂處理。本裝置利用螺旋軸壓出涂料，在對工件涂 敷涂料的過程中要求工件有兩個運動， 一個是沿主軸方向的直線運動，移動速度為O. 5 ~ 12mm/s，另一個是繞主軸方向的旋轉(zhuǎn)運動，達(dá)到方便旋轉(zhuǎn)涂粉的 目的，轉(zhuǎn)動速度為2~100轉(zhuǎn)/分，并且兩個運動可以采用可調(diào)的無級變速。為便于理解，下面以具體的實施例及相應(yīng)的附圖，對本實用新型實施例 的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置進(jìn)行說明。實施例一如圖l所示，所述的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置包括用于設(shè)置各部件的機(jī) 座9;設(shè)置在機(jī)座9上的機(jī)身5，機(jī)身5由內(nèi)襯套和外殼構(gòu)成，內(nèi)襯套與外殼之 間設(shè)有冷卻裝置l，機(jī)身5的內(nèi)襯套內(nèi)壁設(shè)有多條溝槽，機(jī)身5上設(shè)有進(jìn)料口 6，進(jìn)料口6與機(jī)身5內(nèi)部連通，機(jī)身5內(nèi)設(shè)置可自由轉(zhuǎn)動的螺旋軸7,螺旋軸7 的螺旋葉片與機(jī)身內(nèi)襯套的內(nèi)壁相適應(yīng)；機(jī)座9上設(shè)置有動力裝置8， 一般采 用電動機(jī)，電動機(jī)的動力輸出軸與機(jī)身5內(nèi)的螺旋軸7前端連接，驅(qū)動螺旋軸7 在機(jī)身5內(nèi)轉(zhuǎn)動；機(jī)身5的尾端設(shè)有機(jī)頭3，機(jī)頭3上設(shè)有導(dǎo)向套4和模具2,螺 旋軸7的尾端設(shè)置在機(jī)頭3內(nèi)，螺旋軸7尾端可以采用單螺旋結(jié)構(gòu)或雙頭螺旋結(jié) 構(gòu)。螺旋軸7尾端與機(jī)頭3上設(shè)置的模具2的位置相適應(yīng)，保證經(jīng)螺旋軸7尾端 輸出的涂料輸入到模具2中。且所述機(jī)秀3上設(shè)置調(diào)整模具與工件的相對位置 的調(diào)整螺釘。實施例二在實施例一的基礎(chǔ)上，在模具2對應(yīng)的位置加設(shè)一個感應(yīng)加熱裝置，這樣可以在感應(yīng)加熱的情況下進(jìn)行合金粉末涂層的制備。本實用新型實施例的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置的主要作用是將合金粉末 均勻的涂抹在工件的表面，主要包括機(jī)身、螺旋軸、機(jī)頭、模具、機(jī)座、傳 動裝置及冷卻裝置等幾部分組成，下面結(jié)合圖l對各部件進(jìn)行具體說明。① 機(jī)身機(jī)身的內(nèi)壁有數(shù)條溝槽，以增加摩擦力，涂料借助機(jī)身的摩擦 力沿螺旋軸的斜面到達(dá)機(jī)頭。機(jī)身主要由內(nèi)襯套和外殼兩部分組成，并在中 間有冷卻裝置。內(nèi)襯套由耐磨鑄鐵鑄造加工而成。機(jī)身必須有良好的冷卻條 件(使用中用循環(huán)水冷卻)。否則，涂料與內(nèi)襯套、螺旋軸及涂料間磨擦產(chǎn) 生的大量熱量，會使涂料發(fā)熱、硬化、結(jié)塊等。② 螺旋軸當(dāng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)時，用螺旋軸葉片的斜面將涂料由送料口推向 機(jī)頭，形成螺旋壓涂的方式使涂料壓緊，增大壓強。螺旋軸葉片表面越光 滑，壓涂效果越好，動能損耗越少。本裝置可以采用單頭、等螺距、表面光 滑的螺旋軸。為縮短涂料進(jìn)入機(jī)頭時所走的路程，并使涂料有足夠的推力， 增大涂料的緊密性，將螺旋軸的末端，做成較大的錐度，并改為局部的雙頭 螺旋，錐度可使螺旋軸更加深入機(jī)頭，雙頭螺旋葉片，使涂料可受兩個葉片 的推力作用。螺旋軸的螺桿用中碳鋼或低合金鋼制成。螺旋葉片用低碳鋼盤 條盤繞后，經(jīng)焊接和堆焊耐磨合金(表面層)，再經(jīng)磨削加工而成。③ 機(jī)頭依靠逐漸收縮的內(nèi)壁所形成的反作用力，加之螺旋軸的推力， 將涂料擠壓得更緊密，并輸送涂料到模具中，壓涂在工件表面。機(jī)頭的前部 沒有輸送裝置，涂料在這部分的向前運動是依靠螺旋軸末端的葉片作用到涂 料上的力，經(jīng)涂料間的傳遞向前進(jìn)行。這部分的內(nèi)壁要求要光滑，以減少涂 料與內(nèi)壁的磨擦。機(jī)頭也要有良好的冷卻條件，采用低碳鋼經(jīng)焊接而成。④ 機(jī)座和傳動裝置機(jī)座起固定作用，采用鑄造結(jié)構(gòu)。傳動裝置由電動 機(jī)、帶輪、減速箱等組成。由電動機(jī)驅(qū)動減速箱的主動軸，經(jīng)減速后傳遞給 帶輪，再由帶輪帶動螺旋軸旋轉(zhuǎn)。電機(jī)采用三相異步電機(jī)，規(guī)格為Y132-6， 功率為5. 5KW,輸出轉(zhuǎn)速為960r/min,減速箱的速比為l: 20。⑤模具主要起成形作用，當(dāng)工件和涂料到達(dá)模具后，涂料就會有很大 的壓強，使涂料壓在工件表面，工件旋轉(zhuǎn)著通過模具，涂料便能均勻的壓涂 在工件(如細(xì)長桿等)的表面。機(jī)頭上可以設(shè)置調(diào)整用的螺釘， 一般設(shè)置3 個調(diào)整螺釘來調(diào)整模具與工件的相對位置，以保證涂料和工件的同心度。模 具的內(nèi)徑大小決定了涂層的厚度。模具的內(nèi)表面必須光滑，防止涂料與模具 粘接。該細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置的工作過程涂料從^/L身上的進(jìn)料口加入到 機(jī)身內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)的螺旋軸和機(jī)身內(nèi)壁的磨擦作用下，將涂料向機(jī)頭方向推 進(jìn)，并逐步增大涂料的密度，當(dāng)涂料被推送到機(jī)頭時，已形成較大的壓強。 涂料在機(jī)頭內(nèi)與從通過導(dǎo)向套送來的工件匯合，如圖1中所示，A處所示箭頭 方向則為工件冷涂時的前進(jìn)方向，在模具處涂料均勻地包覆在工件表面，被 擠壓成形，形成有一定厚度和強度要求的涂層。由于涂料和工件的連續(xù)不斷 地供給，涂層的壓涂成形也在連續(xù)不斷地進(jìn)行著。當(dāng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)時，涂料被螺旋軸逐個螺距推送至螺旋軸的末端，涂料密 度也隨之不斷地增大。另一方面，由于壓力的作用密度大的涂料必然向密度 小的地方流動。因此，當(dāng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)時，涂料除向前移動外，由于受密度大 的涂料的阻力，會有一部分涂料通過螺旋軸與機(jī)身內(nèi)壁的間隙，逐個螺距地 向后、向密度小的方向移動。另外，由于螺旋軸葉片具有一定的傾斜度。當(dāng) 螺旋軸旋轉(zhuǎn)時，對涂料產(chǎn)生兩個作用分力即軸向分力F1和徑向分力F2。軸 向分力F1推動涂料前進(jìn)；徑向分力F2將涂料推向機(jī)身內(nèi)壁。涂料在受F1和F2 的作用的同時，也必然會受到前進(jìn)方向的涂料和機(jī)身內(nèi)壁的反作用力。在反 作用力的作用下，必然也會使涂料向后、向密度較小的地方流動，增大涂料 的密度，并將涂料壓緊，這樣向后流動的涂料與前進(jìn)方向的涂料匯合在一起 而形成涂料層。當(dāng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)時，涂料與機(jī)身內(nèi)壁、涂料與涂料之間產(chǎn)生相對運動，會 有相對磨擦和磨擦力存在。這個摩擦力可以阻止涂料與螺旋軸的共同旋轉(zhuǎn)，達(dá)到輸送涂料和壓緊涂料的目的。為增大磨擦阻力，在機(jī)身內(nèi)壁開有溝槽， 并使螺旋軸與機(jī)身內(nèi)壁間有一定的間隙，使涂料在此間隙中形成涂料層，以 擴(kuò)大磨擦面。下面以抽油桿的冷涂為例，對本實用新型實施例的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置處理工件表面涂層的過程進(jìn)行說明抽油桿是有桿抽油設(shè)備的重要部件。桿體是實心圓形斷面的鋼體， 一端 為鐓粗的桿頭。桿頭由外螺紋接頭、卸荷槽、推承面臺肩、扳手方頸、凸緣 和圓弧過渡區(qū)組成。外螺紋接頭用來與接箍相連接，扳手方頸用來裝卸抽油 桿接頭時卡抽油桿鉗用。抽油桿的直徑一般在28 33腿，而其長度從8m到12m 不等，是典型的細(xì)長桿。為增加抽油桿的耐磨性，提高其使用壽命，常在抽 油桿表面形成高耐磨性的涂層，將抽油桿設(shè)置在該冷涂裝置的模具中，可以 通過增加相應(yīng)的感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行感應(yīng)加熱，可以在抽油桿表面形成具有高 耐磨性的合金涂層。并且可以根據(jù)抽油桿工件直徑的不同，通過使用不同直 徑的模具和機(jī)頭來實現(xiàn)相應(yīng)的涂層處理。綜上所述，本實用新型實施例中的細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置，可以方便 的在工件表面形成涂層，尤其是在導(dǎo)向套和模具的配合下，進(jìn)行細(xì)長桿表面 的涂層處理，由于采用螺旋壓涂的方式，使最后形成的工件表面的涂層具有 均勻、密實的優(yōu)點，增加了工件的使用壽命。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù) 范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技 術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置，其特征在于，包括機(jī)座(9)，用于設(shè)置各部件；機(jī)身(5)，設(shè)置在機(jī)座(9)上，機(jī)身上設(shè)有冷卻裝置(1)和進(jìn)料口(6)；螺旋軸(7)，設(shè)置在機(jī)身(5)內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動，與機(jī)身(5)內(nèi)壁相適應(yīng)；動力裝置(8)，設(shè)置在機(jī)座(9)上，通過傳動裝置與機(jī)身(5)內(nèi)的螺旋軸(7)一端連接，驅(qū)動所述的螺旋軸(7)轉(zhuǎn)動；機(jī)頭(3)，設(shè)置在機(jī)身(5)的一端，機(jī)頭(3)上設(shè)有導(dǎo)向套(2)和模具(4)，螺旋軸(7)的另一端設(shè)置在機(jī)頭(3)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，其特征在于，所述機(jī)身包括由內(nèi) 襯套和外殼構(gòu)成，冷卻裝置(1)設(shè)在內(nèi)襯套與外殼之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷涂裝置，其特征在于，所述內(nèi)襯套內(nèi)壁設(shè)有多條溝槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，.其特征在于，所述機(jī)身(5)內(nèi)壁內(nèi) 設(shè)有多條溝槽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，其特征在于，所述機(jī)身(5)上設(shè)置 的進(jìn)料口 (6)與機(jī)身(5)內(nèi)部連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷涂裝置，其特征在于，所述螺旋軸(7) 設(shè)置在機(jī)頭(3)內(nèi)的一端為雙頭螺旋結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，其特征在于，所述機(jī)頭(3)內(nèi)設(shè)置 的螺旋軸(7)與機(jī)頭(3)上設(shè)置的模具(2)的位置相適應(yīng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，其特征在于，所述機(jī)頭(3)上設(shè)有調(diào)整模具與工件的相對位置的調(diào)整螺釘。
9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷涂裝置，其特征在于，所述模具(2)的對應(yīng) 位置設(shè)有感應(yīng)加熱裝置。
專利摘要本實用新型公開一種細(xì)長桿感應(yīng)熔涂冷涂裝置。其包括機(jī)座，用于設(shè)置各部件；機(jī)身，設(shè)置在機(jī)座上，機(jī)身上設(shè)有冷卻裝置和進(jìn)料口；螺旋軸，設(shè)置在機(jī)身內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動，與機(jī)身內(nèi)壁相適應(yīng)；動力裝置，設(shè)置在機(jī)座上，通過傳動裝置與機(jī)身內(nèi)的螺旋軸一端連接，驅(qū)動所述的螺旋軸轉(zhuǎn)動；機(jī)頭，設(shè)置在機(jī)身的一端，機(jī)頭上設(shè)有導(dǎo)向套和模具，螺旋軸的另一端設(shè)置在機(jī)頭內(nèi)。該冷涂裝置通過在機(jī)體內(nèi)設(shè)置螺旋軸，以在主軸方向上的直線運動和沿主軸的旋轉(zhuǎn)運動形成螺旋壓涂的方式，將制備涂層的涂料涂敷在導(dǎo)向套導(dǎo)入到模具內(nèi)的工件表面上。以連續(xù)的方式進(jìn)行涂料的涂敷，處理工件方便，且螺旋壓涂方式保證涂料的壓力和密度的均勻度，使處理后工件表面涂層均勻、密實。
文檔編號C23C24/00GK201109796SQ20072017379
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者張增志 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)