空心軸電機驅動的旋轉電弧窄間隙焊炬制造技術

本實用新型專利技術涉及一種旋轉電弧窄間隙焊炬，屬于焊接技術領域。它包括焊接電纜聯接頭、空心軸電機部分、電刷饋電機構、噴嘴機構及由光柵與光耦組成的測速機構。其特征在于采用空心軸電機直接驅動導電桿運動，以及采用單一壓緊彈簧使電刷與導電桿法蘭臺面成緊密滑動配合，并經固聯在電刷上的電纜通過連接件與聯接頭成導電連接實現焊接饋電，使穿過電機空心軸和導電桿中心孔從導電嘴偏心孔送出焊絲的端部產生旋轉電弧，同時配用不同形式噴嘴機構，實現旋轉電弧窄間隙焊接。本實用新型專利技術具有結構簡單緊湊，電機驅動功率小，電刷壽命高，運行噪聲低，維護方便，實用性強等優點。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及焊接
，特指一種空心軸電機驅動的旋轉電弧窄間隙焊炬。
技術介紹
旋轉電弧窄間隙焊是一種新型窄間隙焊接方法，它以機械方法使焊炬導電桿繞其自身軸線旋轉，來帶動從偏心導電嘴穿出焊絲端部的電弧作旋轉掃描運動，從而得到均勻穩定的兩側壁熔深。旋轉電弧工藝還可以用于非窄間隙電弧焊場合，以得到優良的焊縫成形。焊炬是實現旋轉電弧焊接工藝的關鍵機構。已有的高速旋轉電弧焊接設備中的窄間隙焊炬，特開昭58-176073號公報，日本國專利是通過一對齒輪傳動來實現導電桿運動的。這種機構的缺點是①采用普通電機驅動，通過齒輪傳動實現導電桿運動，傳動件消耗功率，需用較大功率電機，使得焊炬機構尺寸和重量較大，而且噪聲大，制造精度要求高。②依靠兩根獨立彈簧作用使饋電板與旋轉電刷接觸實現焊接饋電，壓緊著力范圍小，且對兩彈簧參數一致性及壓緊著力點對稱性要求高，易造成壓緊力沿圓周方向分布不均，縮短關鍵部件電刷的使用壽命。③僅采用伸入間隙型氣體保護噴嘴，使得對多層焊后幾道焊縫(特別是蓋面焊縫)的保護效果變差。已有的旋轉掃描焊炬，專利技術專利申請號03118177.5，其采用空心軸電機驅動、電刷饋電方式。這種結構的掃描焊炬缺點是①導電嘴斜向布置，不能伸入到窄間隙坡口中，因而不能用于窄間隙焊接。②焊接時的大電流直接流過電機軸，使得必須選用銅質材料制作電機軸，而為了保證電機軸有足夠的剛性和導電面積，就需要使用較大直徑的電機軸，從而增大了焊炬體積。③電刷與導電桿徑向滑動配合實現焊接饋電的方式，需用多塊電刷同時導電，使得電刷機構復雜化，同時也不方便對電刷的維護。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種結構簡單緊湊、重量輕、實用性強的旋轉電弧窄間隙焊炬。實現上述目的的技術方案是其包括聯接頭、空心軸電機部分、電刷饋電機構、噴嘴機構及由光柵與光耦組成的測速機構。其特征在于所述電刷饋電機構包括電刷罩、壓緊彈簧、電刷、導電桿、軸承座、軸承、軸向上開有偏心孔的導電嘴、連接件、連接電纜；焊接電纜通過聯接頭與焊炬相接，送絲滾輪送出的焊絲從聯接頭中心孔穿入，通過電機的空心軸、聯軸器、導電桿的中心孔，從導電嘴中的偏心孔送出；空心軸電機本體安裝在支座上；導電桿的上端穿過電刷、壓緊彈簧、電刷罩，經聯軸器與電機的空心軸相聯，下端通過軸承支撐在軸承座上，并活動性地穿過噴嘴機構；電刷罩固定在軸承座上，與電刷成動配合，電刷通過壓緊彈簧的作用與導電桿上的法蘭臺面形成導電緊密動配合，固聯在電刷上的連接電纜通過連接件與聯接頭成導電連接；導電桿的下端連接導電嘴，焊絲穿過導電嘴中的偏心孔形成導電緊密動配合。與光耦相配合的光柵套裝在聯軸器上，形成的測速機構位于電機部分的下部，電刷饋電機構的上部。上述噴嘴機構包括導氣座、噴嘴、氣體分配環、噴嘴高度調節機構，其中噴嘴高度調節機構中的導軌與導氣座固聯，調節螺桿一端穿過導氣座并與支撐板成絲杠螺母式連接，從而可帶動導氣座與導軌共同沿Z1方向滑動。噴嘴高度調節機構還可為導氣座直接與支撐板固聯，或導氣座與獨立設置的噴嘴高度調節裝置相聯；或者噴嘴機構由噴嘴固定座、扁形噴嘴、箱形噴嘴等構成，噴嘴固定座的上端與軸承座或支撐板連接、下端固聯兩個對稱布置的扁形噴嘴，箱型噴嘴與另外獨立設置的噴嘴高度調節裝置相聯，可沿Z2方向移動。本技術與現有技術相比，其優點是①采用帶有偏心孔的直型導電嘴，可用于窄間隙焊接，且通過與外置式噴嘴配合使用，可以擴展應用于非窄間隙氣體保護電弧焊。②對于中厚度以下板的窄間隙焊接，采用單一外置式氣體噴嘴，簡化了送氣系統；對于大厚度板的窄間隙焊接，采用外置式與伸入間隙型噴嘴相結合的復合式送氣系統，提高了窄間隙焊接質量。③采用單一壓緊彈簧使整體式大電流密度電刷與導電桿法蘭臺面成緊密滑動配合實現焊接饋電，減小了電刷機構體積，使得彈簧壓緊著力范圍擴大、并在圓周方向上呈均勻分布，合理的設計提高了電刷的工作可靠性和使用壽命，方便了電刷的維護。④采用空心軸電機來直接驅動導電桿運動，取消了齒輪傳動機構，簡化了機構設計，減小了驅動功率和傳動噪聲，焊炬結構緊湊、重量輕、實用性強，且經固聯在電刷上的電纜通過連接件與聯接頭成導電連接實現焊接饋電，可保證焊接電流不流過電機軸，使得可選用鋼質材料制作電機空心軸，從而提高了電機軸的剛性，減小了電機軸的外徑，從而減小了電機體積。⑤光柵套裝在聯軸器上，提高了焊炬長度方向上的空間利用率，使得焊炬長度及體積明顯縮小。以下結合附圖和實施例對本技術作進一步說明。附圖說明圖1為本技術實施例1的結構示意圖。圖2為本技術實施例2的結構示意圖。圖1和圖2中，1-送絲滾輪、2-聯接頭、3-空心軸電機上端蓋、4-電機定子、5-電機轉子、6-空心軸、7-電機外殼、8-空心軸電機下端蓋、9-電機支座、10-聯軸器、11-光柵、12-防塵罩、13-光耦、14-電刷罩、15-壓緊彈簧、16-電刷、17-導電桿、18-軸承座、19-軸承、20-導氣座、21-噴嘴、22-氣體分配環、23-導電嘴、24-焊絲、25-焊接電弧、26-螺桿、27-支撐板、28-導軌、29-保護氣體導入口、30-焊炬固定孔、31-連接件、32-連接電纜、33-噴嘴固定座、34-送氣軟管、35-扁形噴嘴、36-箱形噴嘴、37-導氣口。具體實施方式實施例1，適用于中等厚度以下板的窄間隙焊接場合。由圖1可以看出，本技術包括送絲滾輪1、聯接頭2、空心軸電機上端蓋3、電機定子4、電機轉子5、空心軸6、電機外殼7、空心軸電機下端蓋8、電機支座9、聯軸器10、光柵11、防塵罩12、光耦13、電刷罩14、壓緊彈簧15、電刷16、導電桿17、軸承座18、軸承19、導氣座20、噴嘴21、氣體分配環22、導電嘴23、焊絲24、焊接電弧25、螺桿26、支撐板27、導軌28、氣體導入口29等。如圖1所示，由送絲滾輪1送出的焊絲24從聯接頭2的中心孔穿入，通過電機的空心軸6、聯軸器10、導電桿17的中心孔，從導電嘴23中的偏心孔送出，產生焊接電弧25。其采用通用型氣體保護焊電纜聯接頭2，使得焊炬能方便地與通用焊機的饋電電纜聯接?？招妮S電機由上端蓋3、電機定子4、電機轉子5、空心軸6、電機外殼7、下端蓋8等構成，電機本體安裝在支座9上。電刷罩14固定在軸承座18上，給電刷16和壓緊彈簧15提供定位作用，并與電刷16成動配合；電刷16在壓緊彈簧15的作用下與導電桿17上的法蘭臺面形成導電緊密動配合。導電桿17的一端穿過電刷16、壓緊彈簧15、電刷罩14，經聯軸器10與電機的空心軸6相聯，另一端通過軸承19支撐在軸承座18上，并活動性地穿過導氣座20、氣體分配環22和噴嘴21。導電桿17的下端連接導電嘴23，焊絲24穿過導電嘴23中的偏心孔形成導電緊密動配合。聯接頭2、電機支座9、光耦13、軸承座18固聯在支撐板27上，形成的焊炬整體通過固定孔30與焊炬高度調節機構相聯。焊接電纜聯接頭2、空心軸電機、聯軸器10、導電桿17、電刷16、軸承19的軸心在一條直線上，以保證焊絲24的正常送進、導電桿17的平穩旋轉及合理饋電。如圖1所示，光耦13與光柵11配合使用，用于測定電機轉速；光柵11套裝在聯軸器10上，可以顯著地節約焊炬長度方向上的空間。噴嘴機構由導氣座20、噴嘴21、氣體分配本文檔來自技高網...

【技術保護點】
空心軸電機驅動的旋轉電弧窄間隙焊炬，它包括焊接電纜聯接頭（２）、空心軸電機部分、電刷饋電機構、噴嘴機構及由光柵與光耦組成的測速機構，其特征在于所述電刷饋電機構包括電刷罩（１４）、壓緊彈簧（１５）、電刷（１６）、導電桿（１７）、軸承座（１８）、軸承（１９）、軸向上開有偏心孔的導電嘴（２３）、連接件（３１）、連接電纜（３２）；焊接電纜通過聯接頭與焊炬相接，送絲滾輪（１）送出的焊絲從聯接頭（２）中心孔穿入，通過電機的空心軸（６）、聯軸器（１０）、導電桿（１７）的中心孔，從導電嘴中的偏心孔送出；空心軸電機本體安裝在支座（９）上；導電桿（１７）的上端穿過電刷（１６）、壓緊彈簧（１５）、電刷罩（１４），經聯軸器（１０）與電機的空心軸相聯，下端通過軸承（１９）支撐在軸承座（１８）上，并活動性地穿過噴嘴機構；電刷罩（１４）固定在軸承座（１８）上，與電刷（１６）成動配合，電刷（１６）通過壓緊彈簧（１５）的作用與導電桿（１７）上的法蘭臺面形成導電緊密動配合，固聯在電刷（１６）上的連接電纜（３２）通過連接件（３１）與聯接頭（２）成導電連接；導電桿（１７）的下端連接導電嘴（２３），焊絲（２４）穿過導電嘴（２３）中的偏心孔形成導電緊密動配合。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王加友，楊峰，國宏斌，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：實用新型
國別省市：32[中國|江蘇]