CN102699509B - 可旋转送料的点焊电极保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可旋转送料的点焊电极保护装置，由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成；包括门字框架，门字框架内设置一与电极固定连接、且可上下移动的内支架，内支架与门字框架之间通过第一拉簧连接；门字框架的底端面涂覆有绝缘涂层；内支架中固定有框架和悬臂金属杆，框架上支承一横转轴，轴上设置有齿轮，齿轮上设有棘轮棘爪机构，棘轮棘爪机构中的棘爪通过第二拉簧与门字框架连接；第二拉簧的拉力使棘爪时刻压在棘轮的轮齿上，棘轮配合有防倒棘爪；悬臂金属杆的末端为一竖轴，竖轴上设有一金属齿轮片，棘轮棘爪机构带动齿轮转动，齿轮拨动金属齿轮片转动。本发明可以减少电极合金化、磨损、坑蚀和热疲劳等，提高电极寿命。

Description

可旋转送料的点焊电极保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于提高点焊电极寿命的装置，尤其涉及一种可旋转送料的点焊电极保护装置。

背景技术

目前，在现代航空、汽车和家电等行业中，防锈能力较好、使用寿命高的镀锌钢板和铝合金板的应用日益增多。由于大量采用薄板结构，焊接时一般采用点焊工艺来获得良好的焊接质量。

在点焊过程中，点焊电极的主要功能是传输电流、加压和散热，点焊时的焊接电流可高达数千至数万安，电极压力可达几百兆帕，电极头部直径将随电极使用时间的增加而增加，从而会导致点焊时电流密度下降而使形成的焊点直径减小、强度下降，如在大量使用电阻点焊的汽车行业，一般情况下汽车车身需焊接5000-6000点，但现有的点焊电极一次只能焊500点左右，频繁的整修和更换电极降低了生产效率，提高了生产成本，因此，电极寿命成为衡量其点焊质量和焊接性的重要指标。所以迫切需要进行关于延长电极寿命方面的研究。

人们主要从以下三方面提高点焊电极的寿命。一是研究新型的点焊电极材料；二是选择焊接性好的焊接材料；三是改进点焊工艺和设备。目前对电极的研究都是从电极本身着手，都是提高电极材料本身的寿命，并未从根本上解决电极损耗的问题。

公开号为CN101081456，其公开日为2007年12月5日的中国发明专利中公开了一种电阻点焊电极延寿装置，如图1-1、图1-2和图1-3所示，该装置包括上移动支架6，上支架5，上移动支架6与上支架5之间为活动连接；下支架16和下移动支架12，它们之间也为活动连接；上主轴3和下主轴18，分别装在上、下主轴3、18与上、下支架5、16之间的弹簧；弧形上飞轮9和下飞轮19；上棘轮机构1和下棘轮机构13；分别位于上、下飞轮9、19上的铜片；上连杆机构和下连杆机构；上挂钩机构和下挂钩机构。上述电阻点焊电极延寿装置存在结构复杂、体积大，细部设计不尽合理，例如：步进计数装置不精确，由此造成无法将其安装到相应的设备中。

公开号为CN102019499A，其公开日为2011年4月20日的中国发明专利中公开了另外一种电阻点焊电极延寿装置，该装置由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成，保护单元包括支架体，支架体的一端设置有一与电极固定连接的且可上下移动的移动支架;支架体的下部为门字框架，门字框架内设置有可上下移动的内支架，门字框架的底部设置底座，底座的底面涂覆有绝缘涂层；内支架内设有一横轴，横轴上固连有一对齿轮，有可更换的金属齿轮片，其两侧均为与一对齿轮配合的齿条;一对齿轮上设有棘轮棘爪机构，棘轮棘爪机构中的棘爪通过拉簧与支架体连接，拉簧的拉力使棘爪时刻压在棘轮的轮齿上；棘轮棘爪机构带动两个齿轮转动，两个齿轮带动金属齿轮片移动。上述可旋转送料的点焊电极保护装置存在一些问题，该装置的机械中心和电极不在一条轴上，点焊时容易出现卡住的现象。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种可旋转送料的点焊电极保护装置，可以减少电极合金化、磨损，坑蚀和热疲劳等，提高电极寿命，从而实现保护电极的目的。

为了解决上述问题本发明可旋转送料的点焊电极保护装置予以实现的技术方案是：由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成；保护单元包括门字框架，所述门字框架内设置一与电极固定连接、且可上下移动的内支架，所述内支架与门字框架之间通过第一拉簧连接；所述门字框架的底端面涂覆有绝缘涂层；所述内支架中固定一框架和一悬臂金属杆，所述框架上支承一横转轴，所述横转轴上设置有一齿轮，所述齿轮上设有棘轮棘爪机构，所述棘轮棘爪机构中的棘爪通过第二拉簧与所述门字框架连接；所述第二拉簧的拉力使棘爪时刻压在棘轮的轮齿上，所述棘轮配合有防倒棘爪；所述悬臂金属杆的末端为一竖轴，所述竖轴上设有一金属齿轮片，所述棘轮棘爪机构带动所述齿轮转动，所述齿轮拨动所述金属齿轮片转动。

进一步讲，本发明可旋转送料的点焊电极保护装置，其中，所述门字框架和内支架上设有通孔，电极与所述内支架上的通孔为过盈配合,所述门字框架的内侧面与所述内支架的外侧面之间为滑块/滑槽配合。

所述棘轮棘爪机构包括具有三级调整功能的棘轮组，所述棘轮组包括三个棘轮及分别与三个棘轮对应的三个棘爪，将该棘轮组中的二级棘轮设为是可调换的二级棘轮，从而形成不同的组配，则可实现在点焊过程中电极在金属齿轮片同一位置处打点数的任意可调。

具有三级调整功能的棘轮组采用三级棘轮，其中，一级棘轮齿数为10，包括一个齿形较深的轮齿；二级棘轮的齿数为8或10，包括两个对称分布的齿形较深的轮齿；三级棘轮的齿数为10；当一级棘爪伸入到一级棘轮上齿形较深的轮齿，与此同时，二级棘爪才与二级棘轮接触，拨动二级棘轮转动；当二级棘爪伸入到二级棘轮上齿形较深的轮齿时，三级棘爪才与三级棘轮接触，拨动三级棘轮转动，由于三级棘轮与所述齿轮之间为固连，三级棘轮带动齿轮同步转动，进而带动金属齿轮片转动一个步长。

所述金属齿轮片为紫铜片，所述紫铜片厚度为0.5-1.2毫米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中，在电极与工件之间加入一片金属齿轮片，以金属齿轮片的消耗来代替电极的损耗。金属齿轮片采用铜片，经实验表明，电极头除了对金属齿轮片有少许物理摩擦时产生的划痕和实验最后阶段铜片被焊穿时电极粘上了少许的铝以外，电极几乎没有损坏的情况，尤以采用紫铜的焊接质量比较好，紫铜片不与电极反应，因此，能使电极几乎完全不受损耗，电极零损耗，从而解决了保护电极的技术问题。

本发明可旋转送料的点焊电极保护装置的电极支撑设置在机架的中心部位，不但结构简单、体积小、易实施，而且可以确保电极与机械中心的同轴度，克服了现有技术中因电极和机械中心不在一条轴上而引起的卡住现象。

附图说明

图1-1是现有技术中一种电极延寿装置与上电极相连部分的装配示意图；

图1-2是从图1-1后部看到的装置与上电极相连部分的装配示意图；

图1-3是图1-1中所示装置与下电极相连部分的装配示意图；

图2-1是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置的主视图；

图2-2是图2-1所示可旋转送料的点焊电极保护装置的后视局部剖视图；

图2-3是图2-1所示可旋转送料的点焊电极保护装置的俯视图；

图2-4是图2-1所示可旋转送料的点焊电极保护装置的侧视图；

图2-5是图2-1中所示金属齿轮片与齿轮啮合的俯视图；

图2-6是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中一级、二级、三级棘爪的轮廓示意图；

图2-7是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中防倒棘爪轮廓示意图；

图3-1是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中一级棘轮的轮廓示意图；

图3-2是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中一级棘轮的轮廓示意图；

图3-3是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中另一种二级棘轮的轮廓示意图；

图3-4是本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中三级棘轮的轮廓示意图。

图中：

101-门字框架              102-内支架        103-第二拉簧

104-装有三级棘爪的盖板    105-三级棘轮      106-二级棘轮

107-一级棘轮              108-电极          109-第一拉簧

110-金属齿轮片            111-金属杆        112-齿轮

113-弹簧片        114-防倒棘爪        115-一级棘爪

116-二级棘爪      117-三级棘爪        118-底端面

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图2-1、图2-2、图2-3和图2-4所示，本发明可旋转送料的点焊电极保护装置，由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成；保护单元包括门字框架101，所述门字框架101内设置一与电极108固定连接、且可上下移动的内支架102，所述门字框架101和内支架102上设有通孔，电极与所述内支架102上的通孔为过盈配合，所述门字框架101的内侧面与所述内支架102的外侧面之间为滑块/滑槽配合，所述内支架102与门字框架101之间通过第一拉簧109连接；所述门字框架101的底端面118涂覆有绝缘涂层；所述内支架102中固定一框架和一悬臂金属杆111，所述框架上支承一横转轴，所述横转轴上设置有一齿轮112，所述齿轮112上设有棘轮棘爪机构，所述棘轮棘爪机构中的棘爪104通过第二拉簧103与所述门字框架101连接；所述第二拉簧103的拉力使棘爪104时刻压在棘轮的轮齿上，所述棘轮配合有防倒棘爪114，防倒棘爪114的轮廓如图2-7所示；所述悬臂金属杆111的末端为一竖轴，所述竖轴上设有一金属齿轮片110，所述金属齿轮片110为紫铜片，所述紫铜片厚度为0.5-1.2毫米。所述金属齿轮片110可以相对竖轴转动，所述棘轮棘爪机构带动所述齿轮112转动，所述齿轮101拨动所述金属齿轮片110转动，金属齿轮片110与齿轮112的位置关系如图2-5所示。

本发明中的所述棘轮棘爪机构包括具有三级调整功能的棘轮组，所述棘轮组包括三个棘轮及分别与三个棘轮对应的三个棘爪，如图2-6所示，将该棘轮组中的二级棘轮设为是可调换的二级棘轮，从而形成不同的组配，则可实现在点焊过程中电极在金属齿轮片同一位置处打点数的任意可调。具有三级调整功能的棘轮组采用三级棘轮，如图3-1、图3-2、图3-3和图3-4所示，其中，一级棘轮107齿数为10，包括一个齿形较深的轮齿；二级棘轮106的齿数为8（图3-2）或10（图3-3），包括两个对称分布的齿形较深的轮齿；三级棘轮105的齿数为10；当一级棘爪115伸入到一级棘轮107上齿形较深的轮齿，与此同时，二级棘爪116才与二级棘轮106接触，拨动二级棘轮106转动；当二级棘爪116伸入到二级棘轮106上齿形较深的轮齿时，三级棘爪117才与三级棘轮105接触，拨动三级棘轮105转动，由于三级棘轮105与所述齿轮112之间为固连，三级棘轮105带动齿轮112同步转动，进而带动金属齿轮片110转动一个步长。

本发明可旋转送料的点焊电极保护装置中保护单元的运动过程是：

将上、下电极分别与各自的保护装置的内支架102固定，并保证上、下电极的中心轴线重合及两个保护装置的中心线重合，此时电极与金属齿轮片110刚好接触，并且内支架102，电极108和金属齿轮片110的上下相对位置不变。

首先结合图2-1、图2-2、图2-3和图2-4，并以上电极运动为例进行描述：当上电极向下运动，上、下电极上设置的门字框架101的底部均与被焊工件接触时，带动内支架102向下运动，这时第一拉簧109处于拉伸状态，内支架102带动其上的棘轮组向下运动，迫使一级棘爪115从原始随机插入的轮齿中移出。当内支架102底部与门字框架101的底部平齐时，此时，一级棘爪115正好移动到一级棘轮107的下一个齿轮的缝隙里，而当电极打完点后回收时，门字框架101的上部和内支架102的上部在第一簧109的拉力下逐步靠近，棘轮机构也向上运动，一级棘爪115正好卡在一级棘轮107的下一个轮齿的缝隙里，所以一级棘爪115将推动一级棘轮107沿圆周方向转动一个轮齿所对应的角度，此时，无论是内支架102还是棘轮组均回到原始高度。

同理，下电极部分在运动时和上电极部分相似，只是这时下电极是不动的，门字框架做先向下而后向上的运动，其向下的力是由上电极向下运动时带来的，不再赘述。

在上面的棘轮棘爪机构中已明确了可以打若干种不同的点数，这里以50点为例，如图3-1、图3-3、图3-4所示，棘轮组由三级棘轮构成，一级棘轮107和二级棘轮106上均有较深的轮齿，只有当一级棘爪115中较长的爪遇到深齿时，二级棘爪116中较短的齿才能伸进二级棘轮106的轮齿中，并带动二级棘轮106沿圆周运动，而当二级棘爪116中较短的爪伸进二级棘轮106较深的齿间隙中时，最短的三级棘爪117才能伸进三级棘轮105的轮齿中，并带动所述的齿轮112转动，也就是说通过棘轮组中不同棘轮的配合会变化出不同的打点数。

当图3-1和图3-3所示的一级棘轮、二级棘轮与图3-4所示的三级棘轮组合时，当一级棘轮每转动一周时，带动二级棘轮转动一个齿，而当二级棘轮每转动5次才能带动三级棘轮转动一个齿，因此，在电极打点时体现为电极每打50点与齿轮112啮合的金属齿轮片才转动一个较小的距离；由图3-1、图3-2和图3-4所示的三个棘轮构成的棘轮组，一级棘轮每转动一周时带动二级棘轮转动一个齿，而当二级棘轮每转动4次才能带动三级棘轮转动一个齿，因此，在电极打点时体现为电极每打40点，与所述的一对齿轮啮合的金属齿轮片才移动一个较小的距离。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种可旋转送料的点焊电极保护装置，由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成；保护单元包括门字框架（101），所述门字框架（101）内设置一与电极（108）固定连接、且可上下移动的内支架（102），所述内支架（102）与门字框架（101）之间通过第一拉簧（109）连接；所述门字框架(101)的底端面（118）涂覆有绝缘涂层；

所述内支架(102)中固定一框架和一悬臂金属杆（111），所述框架上支承一横转轴，所述横转轴上设置有一齿轮（112），所述齿轮(112)上设有棘轮棘爪机构，所述棘轮棘爪机构中的棘爪（104）通过第二拉簧（103）与所述门字框架（101）连接；所述第二拉簧（103）的拉力使棘爪（104）时刻压在棘轮的轮齿上，所述棘轮配合有防倒棘爪（114）；所述悬臂金属杆（111）的末端为一竖轴，所述竖轴上设有一金属齿轮片（110），所述棘轮棘爪机构带动所述齿轮（112）转动，所述齿轮（101）拨动所述金属齿轮片(110)转动；其特征在于，

所述门字框架（101）和内支架（102）上设有通孔，电极与所述内支架（102）上的通孔为过盈配合,所述门字框架（101）的内侧面与所述内支架（102）的外侧面之间为滑块/滑槽配合。

2.根据权利要求1所述的一种可旋转送料的点焊电极保护装置，其特征在于，所述棘轮棘爪机构包括具有三级调整功能的棘轮组，所述棘轮组包括三个棘轮及分别与三个棘轮对应的三个棘爪，将该棘轮组中的二级棘轮设为是可调换的二级棘轮，从而形成不同的组配，则可实现在点焊过程中电极在金属齿轮片同一位置处打点数的任意可调。

3.根据权利要求2所述的一种可旋转送料的点焊电极保护装置，其特征在于，具有三级调整功能的棘轮组采用三级棘轮，其中，一级棘轮（107）齿数为10，包括一个齿形较深的轮齿；二级棘轮（106）的齿数为8或10，包括两个对称分布的齿形较深的轮齿；三级棘轮（105）的齿数为10；当一级棘爪（115）伸入到一级棘轮（107）上齿形较深的轮齿，与此同时，二级棘爪（116）才与二级棘轮（106）接触，拨动二级棘轮（106）转动；当二级棘爪（116）伸入到二级棘轮（106）上齿形较深的轮齿时，三级棘爪（117）才与三级棘轮（105）接触，拨动三级棘轮（105）转动，由于三级棘轮（105）与所述齿轮（112）之间为固连，三级棘轮（105）带动齿轮（112）同步转动，进而带动金属齿轮片（110）转动一个步长。

4.根据权利要求1所述的一种可旋转送料的点焊电极保护装置，其特征在于，所述金属齿轮片（110）为紫铜片，所述紫铜片厚度为0.5‐1.2毫米。