CN101733520A - 推拉脉动送丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种推拉脉动送丝装置。电机带动一个偏心轮，偏心轮上有一个能夹持焊丝的夹头。夹头内有两个夹持方向相反的斜楔，一个只允许焊丝向前，另一个只允许焊丝后退。当夹头被偏心轮带动向前时，焊丝向前送进；当夹头被带动向后时，焊丝被向后回抽。但到一定位置时，回抽焊丝的斜楔突然被打开，于是回抽停止。这样造成了焊丝一进一退，但进多退少的脉动送进作用。本装置的特点是动作可靠，结构简单轻巧，振动小。

Description

推拉脉动送丝装置

技术领域：

本发明属于焊接设备，主要用于二氧化碳和氩气保护熔化极电弧焊。

背景技术：

在气体保护焊，特别是二氧化碳气体保护焊中，为了减少飞溅，改进焊接过程，人们越来越多地用脉动送丝来代替传统上常用的等速送丝。中国专利00122314.3提供了完善的脉动送丝技术，使产生焊丝脉动运动的机构的工作可靠性得到了很大的提高。但研究发现，最有效的控制焊接过程的脉动送丝方式应该是一送一抽的，焊丝每次前进一大步，紧接着后退一小步，即所谓推拉脉动送丝方式。但中国专利00122314.3只能提供一送一停，即只推不拉这种单方向的脉动送丝方式。

US7102099及EP1901874分别提供了实施焊丝送进加回抽的脉动运动方式，但其需要的机构非常复杂笨重，因此工作时会产生很大的振动，机构工作不可靠，磨损快。过于笨重庞大的机构也很难握在工人手中进行半自动焊操作，因此大大地限制了其可以使用的范围。

生产中迫切需要一种更可靠轻巧的推拉脉动送丝装置。

发明内容：

本发明的目的是提供这样一种推拉脉动送丝装置，其焊丝的送进和回抽即使在很高的工作频率下都是准确和可靠的。机构本身应该尽可能地简单，因为只有简单才能做到重量轻尺寸小。重量轻可以减少振动，可以使机件磨损减少，提高机构工作可靠性。尺寸小，才能方便地拿在手中，可以在半自动焊上得到应用。

本发明的内容之一是用一个电机，通过一个偏心轮来带动一个送丝夹头，实施焊丝的推拉送进。这个夹头集成了两个焊丝斜楔夹持机构。这两个夹持机构方向是相反的，一个只允许焊丝向前进，另一个只允许焊丝向后退。在大部分工作周期中斜楔都是闭合的，所以，焊丝既不能向前，也不能向后，只能跟着夹头一前一后地来回运动。但在夹头后退的某个阶段，只允许焊丝后退的那个斜楔突然被打开，失去了夹持焊丝的作用。于是夹头便在焊丝上自由地滑回去完成了一个周期的运动。也就是说焊丝本来应该前进后退都一样的，但是由于在后退的中途突然不退了，所以便进得多，退得少，产生了有效的推拉脉动送进作用。

这种机构只用一个电机作恒定的等速旋转，一个偏心轮，并使用传统的斜楔夹持机构，所以工作可靠，重量轻，体积小，振动小。

本发明的内容之二是使送丝机配备了较完善的消振平衡机构。由于脉动送丝机构工作的特殊性，所以其重量即使再轻，体积再小，振动也是难避免的。本发明所提供的平衡块既能消除送丝偏心轮旋转运动所引起的振动，也能消除夹头及其他附加物的上下左右晃动所引起的振动，从而使振动减少到最小。

本发明的内容之三是提供了一个措施可以方便地把斜楔打开，使其失去夹持焊丝的作用。这样在送丝机不工作时也可以使焊丝从送丝机上方便地抽回去，解决了以往脉动送丝机不能像普通送丝机那样退丝的问题。

附图说明：

图1：本发明的推拉脉动送丝装置的结构原理图

图2：送丝夹头1正视图

图3：图2的送丝夹头1侧视剖面图

图4：偏心座正视图

图5：偏心座侧视图

图6：焊丝运动分析图

图7：焊丝阻尼管8原理图

图8：平衡块3示意图

具体实施方式：

结合附图，下面描述本发明的具体实施方案。

图1为本发明的推拉脉动送丝装置的结构原理图。图中1为送丝夹头。夹头固定在偏心轮2上。偏心轮2由电机4的轴带动旋转。电机轴上还装有平衡块3。焊丝6穿过机座5上段的孔道7，进入夹头1，从下面阻尼管8中送出。电机4也是固定在机座5上的。

图2为送丝夹头1的正视图。图3为送丝夹头的侧视剖面图。

夹头1实际上由两部分组成。图中上部为1A，下部为1B。10A为两个滚轮，滚轮中夹持着焊丝6。滚轮两侧紧贴着左右两个斜楔11A。斜楔张口向上。这样与滚轮10A一起能夹持焊丝6。焊丝可以轻松地向上提起，但当焊丝要向下运动时，会带动滚轮向着斜楔的窄口方向前进，结果焊丝会被越压越紧，所以被卡住。当斜楔11A角度合适时，焊丝是不能向下运动的。

滑片12A上有四个挡片13A(图上只标注了一个)，把滚轮10A保持在水平的位置，并可自由转动。斜楔11A固定在夹头底架14的侧面上。底架的形状犹如一个底部有大孔的方盒。斜楔11A与底架14底部平面间有一道缝，滑片12A即可在此缝内上下移动。弹簧15A一头固定在底架14上，一头压着滑片12A，使滑片上的滚轮总是轻轻地压在斜楔11A上，保证斜楔对焊丝的夹持作用。

夹头1B的基本结构与1A相似。滚轮10B装在滑片12B的挡片13B内。弹簧15B把滚轮10B压在斜楔11B上。与夹头1A不同的是斜楔11B是张口向下的，这样焊丝可以自由地向下运动而不能向上。滑片12B也是夹在斜楔和底架的底面所形成的缝隙中，在里面滑动。

除了楔口方向不同外，1A夹头的滑片12A上部还有一个冲压出来的突块17，而滑片12B上没有。滑片12A的底部是平的，而滑片12B的底部却是呈尖角鼓起的。插入片18从底架14的侧面穿过，一边宽一边窄。滑片12B的尖角鼓起平时面向插入片18的较窄的地方，并不与其相接触，所以滚轮10B由于弹簧15B的压紧能很好地保证斜楔对焊丝的夹持作用。但当插入片如图所示向左推动时，插入片的宽处将把滑片12B带滚轮10B从斜楔上顶开，滚轮不再与斜楔接触。于是，夹头在两个方向都不再起作用了，焊丝可以自由回退了。这解决了普通的带夹头的脉动送丝机不能退焊丝的问题。

夹头1A和1B也可做成独立分开的两块。但集成在一起，有利于制造和装配，如保证两个夹头间焊丝的平行度和同心度。共用一个底架14，也使夹头的总重量和尺寸减少，这一切都有利于减少脉动送丝中最讨厌的振动问题。

与斜楔配合起夹持作用的，除上述的滚轮外，也可以是传统中经常采用的其他焊丝夹持件，如前述中国专利中所描述的钢球滑块等，其作用都是一样的。

图4是偏心轮2的正视图。图5是其侧视图。

偏心轮座21装在电机轴22上。轮座21的中心O’与电机中心O相距偏心e。当电机旋转时，偏心轮座21绕电机轴心O以e为半径而转动。偏心轮座外套轴承23，轴承外还有套环24。此套环24是与夹头底架14焊在一起的，因此，当偏心轮座21转动时会带动夹头一起运动。但夹头中有焊丝通过，焊丝受上下导孔的限制，只能左右弯曲一些，不能任意转动。因此，夹头不会旋转，只能作上下左右的晃动。偏心轮座21的形状像一个盆子，盆底还有一个弧状突出25。

图6为焊丝运动分析图。图中0°表示电机旋转一周的开始时刻。图中21为偏心轮座。电机轴心为O点，偏心轮座中心为O`点。1为夹头。在0°时刻偏心轮座中心O`正好在电机轴心O的上方，滚轮10A及10B均在正常紧贴斜楔状态。焊丝6被紧紧夹持，既不能向上，也不能向下。

当电机轴以逆时针方向转了90°后，如图所示，偏心轮座的中心O`也向左转了90°。以O`为中心的夹头1也跟着移动，但由于焊丝的限制，夹头仍保持着原来与垂直线平行的方向，只是向左向下移动了一些，焊丝也被夹持着弯曲了一点而运动。焊丝上的某一点A已不再在原处了。

当电机轴继续旋转到180°时，如图所示，偏心轮座21的中心O`移动到了电机轴心O的下面。焊丝上的A点也移动到了新的位置，与原来0°时相比，焊丝前进了两个偏心距2e。

当电机继续旋转时，偏心轮座21的中心O`开始向上移动，焊丝此时也被夹持着向上移动，即开始反方向回抽。一直到某个时刻，如图上所示～270°左右，焊丝回抽到最高位置。焊丝上的A点离开原来的最低位置已有一定距离Sb了。此时，偏心轮座21上的弧状突起25已与夹头1上的突块17相接触了。然后，当偏心轮座21继续运动到如图上315°时所示，弧状突出25插入突块17底下，把突块17连带着滚轮10A从斜楔11A上抬起。使滚轮和斜楔脱离接触。这样夹头1A对焊丝的夹持作用被消除。焊丝可以任意通过夹头1A了。

在这以后，当偏心轮座21继续转动时，由于滚轮10A已经脱开，而滚轮10B本来是可以允许焊丝向前移动，或者说允许夹头沿焊丝自由后退的，因此整个夹头1不再对焊丝起任何夹持作用。夹头沿着焊丝向上滑动，焊丝停留不动。焊丝上的A点，也停留在原处，一直到360°时，一切恢复到原始状态0°。

在整个过程中，焊丝上的某点A先是向下送进了2e的距离，以后又后退了Sb，一共前进了2e-Sb的距离，这是焊丝在一个脉动过程中送进的有效量，称为步距S。S＝2e-Sb。此处2e是前进步距，等于两个偏心量，Sb称为回抽量。焊丝单位时间内真正的送丝量为S×f，f为频率，也就是电机的转动速度。

改变弧状突出25的长度，可以改变回抽作用时间的长短，从而改变回抽量Sb。改变弧状突出25在偏心轮座21上的位置也可改变回抽发生的相位，即开始和结束的时刻，为精确控制电路过程提供了一种可能。

一般来说，打开了的夹头在焊丝上滑动时造成的阻力是很小的，后退的夹头对焊丝带动的阻力也是很小的。所以在上述270°左右以后，夹头不再对焊丝起夹持作用期间焊丝是不会跟着夹头一起被摩擦力带回去的。但为了防止在高速运动中焊丝仍被继续带动，造成回抽量Sb的不恒定，在机构中设置了一个焊丝阻尼管8，如图7所示。图中81是一根空心管，两端有小孔。焊丝6从管子一端的小孔进入，从另一端小孔出去，。管子中部有一个螺丝82，压在焊丝上，使焊丝弯曲。调节螺丝可改变焊丝的弯曲程度，使焊丝通过管子的阻力改变，从而保证焊丝不会被打开的夹头的摩擦力所带动。

由于脉动送丝机构工作的特殊性，工作时往往伴随着较大的振动与噪音，有时甚至能成为决定送丝机构寿命、工作可靠性及能否被生产所接受的关键因素。

上述送丝机构中由于电机轴上带着偏心轮座21，而其重心不在电机轴心O上，所以在高速旋转时会产生强烈的振动。轮座21外面还装着夹头等许多上下左右晃动的零件，更使振动进一步加强。

这两种振动的性质是不同的，所以必须采用不同的措施加以解决。

图8所示为本发明的平衡块图。平衡块3内部为偏心圆块31，其形状和重量与偏心轮座21完全相同，只是在电机轴上的位置相差180°，相对而立。这样两个偏心件所引起的旋转振动就基本抵消了。

轴承32套在偏心圆块31的外面，轴承外又套平衡环33，该环与基座5通过弹簧34相连。当电机旋转时，平衡环33不会跟着一起转，只是上下左右地晃动。

由于平衡环33的运动方式与偏心轮座外面21所带的夹头等物体非常相似，都是上下左右的晃动，因此当选择平衡环33的重量与偏心轮座21外面所带的物体重量大致相等时，因晃动而引起的振动可以得到基本消除。

Claims (5)

1.一种推拉脉动送丝装置，由电机、偏心轮、送丝夹头、阻尼管组成，电机通过偏心轮带动送丝夹头，使夹持在夹头内的焊丝送进，其特征是：偏心轮座(21)上所带的夹头(1)由两个夹持作用相反的夹头1A和夹头1B所组成；夹头1A只允许焊丝后退，夹头1B只允许焊丝前进；当夹头(1)向前运动时焊丝被夹持前进，当夹头(1)向后运动时，焊丝被夹持一起回退，但回退到中途，夹头1A上的突块(17)被偏心轮座(21)的弧状突出(25)提起，从而使与突块(17)相连的滑片(12A)及滚轮(10A)从斜楔(11A)上提起，使夹头1A的夹持作用被消除，焊丝停止回退，夹头(1)滑回出发点。

2.根据权利要求1所述的推拉脉动送丝装置，其特征是：在夹头(1)内与斜楔(11A)、(11B)相配合的焊丝夹持物是滚轮，或者是钢球、滑块。

3.根据权利要求1所述的推拉脉动送丝装置，其特征是：夹头(1)的底架(14)内有一个插入片(18)，一部分宽，一部分窄，夹头1B的划片(12B)底部呈尖角突起。

4.根据权利要求1所述的推拉脉动送丝装置，其特征是：焊丝通道上有阻尼管(8)，两端有较焊丝直径稍大的小孔，中间孔直径较大，有螺丝(82)压住焊丝。

5.根据权利要求1所述的推拉脉动送丝装置，其特征是：电机轴上装有平衡块(3)，其内部的偏心圆块(31)的形状和重量与偏心轮座(21)完全相同，但方位相差180°，正好相对而立，外部的平衡环(33)通过弹簧(34)与机座(5)相连，其重量与偏心轮座(21)外部所带的物体大致相等。

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