CN106141421A - 一种大吨位双头摩擦焊机及其焊接方法 - Google Patents

一种大吨位双头摩擦焊机及其焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大吨位双头摩擦焊机,包括床身,床身的上表面中间位置处设置有导轨面,导轨面上活动安装有移动夹具,床身的两端分别对称安装有结构相同的焊机装置,移动夹具能够向两个焊机装置来回移动。本发明还公开了该大吨位双头摩擦焊机的焊接方法。本发明通过在床身左右两侧对称设置结构完全相同的焊接装置,实现只采用一台摩擦焊机就可一次上料、一次装夹完成大直径非开挖钻杆的摩擦焊接工作,提高了生产效率,减少了设备资金投入,减少设备占地面积。

Description

一种大吨位双头摩擦焊机及其焊接方法
技术领域
[0001] 本发明属于焊接设备技术领域,具体涉及一种大吨位双头摩擦焊机,本发明还涉 及该摩擦焊机的焊接方法。
背景技术
[0002] 非开挖钻杆是由待加工钻杆杆体和待加工钻杆杆体两端分别焊接的内接头以及 外接头构成的,在制造直径φ18:0~300:mm的非开挖钻杆时,由于焊接零件的直径大、待 加工钻杆杆体长度长、重量大,因此为了便于操作,传统的工艺方法是采用手工电焊和二氧 化碳气体保护焊这类熔化焊的方法焊接制造,但是这种方法制造的钻杆两端的焊缝存在缺 陷,焊缝重量差,钻杆使用中容易发生断裂,影响施工。而采用摩擦焊接的方法虽然焊缝重 量好,但是在焊接完一端焊缝后再焊接另一端焊缝时,由于待加工钻杆杆体长、重量大,内 接头、外接头的重量也大,因此焊接零件的上下料、装夹耗时长,使得焊接效率低下。大吨位 摩擦焊机的价格较高,而现有技术中为了进行批量生产,必须同时使用两台摩擦焊机,这样 资金投入大、设备占地大、生产成本较高。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种大吨位双头摩擦焊机,解决现有技术中的摩擦焊机在制 造直径φ180~300mra的非开挖钻杆时上下料、夹装耗时长,焊接效率低的问题。
[0004] 本发明还提供该摩擦焊机的焊接方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:一种大吨位双头摩擦焊机,包括床身,床身的上表面 中间位置处设置有导轨面,导轨面上活动安装有移动夹具,床身的两端对称安装有结构相 同的焊机装置,移动夹具能够向两个焊机装置来回移动。
[0006] 本发明的特点还在于:
[0007] 焊机装置包括主轴箱,主轴箱内安装有主轴,主轴的两端均伸出主轴箱,主轴靠近 移动夹具的一端安装有夹盘,主轴远离移动夹具的一端安装有皮带轮传动装置;夹盘靠近 移动夹具的端面安装有接头。
[0008] 移动夹具包括底座,底座底部四角分别设置有滑块,滑块匹配安装在导轨面上;底 座上部两端分别设置有夹具,两个夹具之间从上到下固接安装有施力油缸A及施力油缸B, 施力油缸A及施力油缸B的正投影分别位于两个夹具的前后两端。
[0009] 施力油缸A及施力油缸B均是双活塞杆的油缸,施力油缸A的两个活塞杆A分别位于 施力油缸A的两侧,两个活塞杆A分别穿过与其相邻的夹具后与相应的主轴箱相连;施力油 缸B的两个活塞杆B分别位于施力油缸B的两侧,两个活塞杆B也分别穿过与其相邻的夹具后 与相应的主轴箱相连。
[0010] 皮带轮传动装置包括主轴皮带轮、主电机、电机皮带轮及传动皮带,主轴皮带轮安 装在主轴远离移动夹具的一端,电机皮带轮安装在主电机的输出轴上,传动皮带的两端分 别安装在主轴皮带轮及电机皮带轮上。
[0011] 本发明的另一个技术方案是:一种利用上述大吨位双头摩擦焊机的焊接方法,具 体按照以下步骤实施:
[0012] 步骤1、由左侧的夹盘夹持左侧的接头、同时由右侧的夹盘夹持右侧的接头,并由 移动夹具夹持住待加工钻杆杆体;
[0013]步骤2、左侧的主电机转动并通过左侧的电机皮带轮、传动皮带、主轴皮带轮带动 左侧的主轴、夹盘以及接头旋转,施力油缸A和施力油缸B的左侧有杆腔同时通入压力油,施 力油缸A和施力油缸B带动移动夹具向左侧的主轴箱移动,进行左侧的接头与待加工钻杆杆 体的焊接工作;
[0014] 步骤3、左侧的接头与待加工钻杆杆体的焊接工作结束后,左侧的夹盘松开,施力 油缸A和施力油缸B的右侧有杆腔同时通入压力油、施力油缸A和施力油缸B的左侧有杆腔同 时泄掉压力油,移动夹具向右侧的主轴箱移动,同时右侧的主电机转动并通过右侧的电机 皮带轮、传动皮带、主轴皮带轮带动右侧的主轴、夹盘以及接头旋转,进行右侧的接头与待 加工钻杆杆体的焊接工作;
[0015] 步骤4、右侧的接头与待加工钻杆杆体的焊接工作结束后,右侧的夹盘松开,施力 油缸A和施力油缸B的左侧有杆腔同时通入压力油,施力油缸A和施力油缸B的右侧有杆腔同 时泄掉压力油,移动夹具向左移动到中间位置后停止运动,左右两侧的夹具同时松开,最后 将焊接好的钻杆卸下,即完成。
[0016] 本发明的有益效果是:本发明一种大吨位双头摩擦焊机,通过在床身左右两侧对 称设置结构完全相同的焊接装置,实现只采用一台摩擦焊机就可一次上料、一次装夹完成 大直径非开挖钻杆的摩擦焊接工作,提高了生产效率,减少了设备资金投入,减少设备占地 面积。
附图说明
[0017] 图1为本发明一种大吨位双头摩擦焊机的主视结构示意图;
[0018] 图2为本发明一种大吨位双头摩擦焊机的俯视结构示意图。
[0019] 图中,1.床身,2.主轴皮带轮,3.主轴箱,4.主轴,5.夹盘,6.活塞杆A,7.移动夹具, 7-1 ·底座,7-2 ·滑块,7-3 ·夹具,7-4 ·施力油缸A,7-5 ·施力油缸B,8 ·接头,9 ·活塞杆B,10 ·导 轨面,11.主电机,12.电机皮带轮,13.传动皮带。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
[0021 ]本发明一种大吨位双头摩擦焊机,如图1、图2所示,包括床身1,床身1的上表面中 间位置处设置有导轨面10,导轨面10上活动安装有移动夹具7,床身1的两端对称安装有结 构相同的焊机装置,移动夹具7能够向两个焊机装置来回移动。该焊机装置包括主轴箱3,主 轴箱3内安装有主轴4,主轴4的两端均伸出主轴箱3,主轴4靠近移动夹具7的一端安装有夹 盘5,主轴4远离移动夹具7的一端安装有皮带轮传动装置;皮带轮传动装置包括主轴皮带轮 2、主电机11、电机皮带轮12及传动皮带13,主轴皮带轮2安装在主轴4远离移动夹具7的一 端,电机皮带轮12安装在主电机11的输出轴上,传动皮带13的两端分别安装在主轴皮带轮2 及电机皮带轮12上。夹盘5靠近移动夹具7的端面安装有接头8。移动夹具7包括底座7-1,底 座7-1底部四角分别设置有滑块7-2,滑块7-2匹配安装在导轨面10上;底座7-1上部两端分 别设置有夹具7-3,两个夹具7-3之间从上到下固接安装有施力油缸A7-4及施力油缸B7-5, 施力油缸A7-4及施力油缸B7-5的正投影分别位于两个夹具7-3的前后两端。施力油缸A7-4 及施力油缸B7-5均是双活塞杆的油缸,施力油缸A7-4的两个活塞杆A6分别位于施力油缸 A7-4的两侧,两个活塞杆A6分别穿过与其相邻的夹具7-3后与相应的主轴箱3相连;施力油 缸B7-5的两个活塞杆B9分别位于施力油缸B7-5的两侧,两个活塞杆B9也分别穿过与其相邻 的夹具7-3后与相应的主轴箱3相连。
[0022] 本发明的大吨位双头摩擦焊机工作时,左侧的夹盘5夹持一个接头8(左侧)、右侧 的夹盘5夹持另一个接头8(右侧),移动夹具7夹持住待加工钻杆杆体,左侧的主电机11转动 并通过电机皮带轮12、传动皮带13、主轴皮带轮2带动左侧的主轴4、夹盘5、左侧的接头8旋 转,施力油缸A7-4和施力油缸B7-5的左侧有杆腔同时通入压力油,施力油缸A7-4和施力油 缸B7-5带动移动夹具7向左侧的主轴箱3移动,进行左侧的接头8与待加工钻杆杆体摩擦、主 轴制动、顶锻保压焊接步骤;焊接结束后,左侧的夹盘5松开,施力油缸A7-4和施力油缸B7-5 的右侧有杆腔同时通入压力油、施力油缸A7-4和施力油缸B7-5的左侧有杆腔同时泄掉压力 油,移动夹具7向右侧的主轴箱3移动,同时右侧的主电机11转动并通过电机皮带轮12、传动 皮带13、主轴皮带轮2带动右侧的主轴4、右侧的夹盘5、右侧的接头8旋转,进行右侧的接头8 与待加工钻杆杆体摩擦、主轴制动、顶锻保压焊接步骤,焊接结束后,右侧的夹盘5松开,施 力油缸A7-4和施力油缸B7-5的左侧有杆腔同时通入压力油,施力油缸A7-4和施力油缸B7-5 的右侧有杆腔同时泄掉压力油,使得移动夹具7向左移动到中间位置后停止运动,左右两侧 的夹具7-3同时松开,将焊接好的钻杆由摩擦焊机中卸下。
[0023] 在上述焊接步骤中,两个主轴4的旋转方向为:当面对主轴4时,其均为逆时针旋 转。

Claims (6)

1. 一种大吨位双头摩擦焊机,其特征在于,包括床身(1),床身(1)的上表面中间位置处 设置有导轨面(10),导轨面(10)上活动安装有移动夹具(7),床身(1)的两端对称安装有结 构相同的焊机装置,所述移动夹具(7)能够向两个焊机装置来回移动。
2. 根据权利要求1所述的一种大吨位双头摩擦焊机,其特征在于,所述焊机装置包括主 轴箱(3),主轴箱(3)内安装有主轴(4),主轴(4)的两端均伸出主轴箱(3),主轴(4)靠近所述 移动夹具(7)的一端安装有夹盘(5),主轴(4)远离所述移动夹具(7)的一端安装有皮带轮传 动装置;所述夹盘(5)靠近所述移动夹具(7)的端面安装有接头(8)。
3. 根据权利要求2所述的一种大吨位双头摩擦焊机,其特征在于,所述移动夹具(7)包 括底座(7-1),底座(7-1)底部四角分别设置有滑块(7-2),滑块(7-2)匹配安装在所述导轨 面(10)上;所述底座(7-1)上部两端分别设置有夹具(7-3),两个夹具(7-3)之间从上到下固 接安装有施力油缸A(7-4)及施力油缸B(7-5),施力油缸A(7-4)及施力油缸B(7-5)的正投影 分别位于两个夹具(7-3)的前后两端。
4. 根据权利要求3所述的一种大吨位双头摩擦焊机,其特征在于,所述施力油缸A(7-4) 及施力油缸B(7-5)均是双活塞杆的油缸,施力油缸A(7-4)的两个活塞杆A(6)分别位于施力 油缸A(7-4)的两侧,两个活塞杆A(6)分别穿过与其相邻的夹具(7-3)后与相应的主轴箱(3) 相连;施力油缸B(7-5)的两个活塞杆B(9)分别位于施力油缸B(7-5)的两侧,两个活塞杆B (9)也分别穿过与其相邻的夹具(7-3)后与相应的主轴箱(3)相连。
5. 根据权利要求2所述的一种大吨位双头摩擦焊机,其特征在于,所述皮带轮传动装置 包括主轴皮带轮(2)、主电机(11)、电机皮带轮(12)及传动皮带(13),所述主轴皮带轮(2)安 装在主轴(4)远离所述移动夹具(7)的一端,所述电机皮带轮(12)安装在所述主电机(11)的 输出轴上,所述传动皮带(13)的两端分别安装在主轴皮带轮(2)及电机皮带轮(12)上。
6. -种大吨位双头摩擦焊机的焊接方法,其特征在于,所采用的大吨位双头摩擦焊机 的结构如下:包括床身(1),床身(1)的上表面中间位置处设置有导轨面(10),导轨面(10)上 活动安装有移动夹具(7),床身(1)的两端对称安装有结构相同的焊机装置,所述移动夹具 (7)能够向两个焊机装置来回移动; 所述焊机装置包括主轴箱(3),主轴箱(3)内安装有主轴(4),主轴(4)的两端均伸出主 轴箱(3),主轴(4)靠近所述移动夹具(7)的一端安装有夹盘(5),主轴(4)远离所述移动夹具 (7) 的一端安装有皮带轮传动装置;所述夹盘(5)靠近所述移动夹具(7)的端面安装有接头 (8) ; 所述移动夹具(7)包括底座(7-1),底座(7-1)底部四角分别设置有滑块(7-2),滑块(7-2)匹配安装在所述导轨面(10)上;所述底座(7-1)上部两端分别设置有夹具(7-3),两个夹 具(7-3)之间从上到下固接安装有施力油缸A(7-4)及施力油缸B(7-5),施力油缸A(7-4)及 施力油缸B(7-5)的正投影分别位于两个夹具(7-3)的前后两端; 所述施力油缸A(7-4)及施力油缸B(7-5)均是双活塞杆的油缸,施力油缸A(7-4)的两个 活塞杆A(6)分别位于施力油缸A(7-4)的两侧,两个活塞杆A(6)分别穿过与其相邻的夹具 (7-3)后与相应的主轴箱(3)相连;施力油缸B(7-5)的两个活塞杆B(9)分别位于施力油缸B (7-5)的两侧,两个活塞杆B(9)也分别穿过与其相邻的夹具(7-3)后与相应的主轴箱(3)相 连; 所述皮带轮传动装置包括主轴皮带轮(2)、主电机(11)、电机皮带轮(12)及传动皮带 (13),所述主轴皮带轮(2)安装在主轴(4)远离所述移动夹具(7)的一端,所述电机皮带轮 (12)安装在所述主电机(11)的输出轴上,所述传动皮带(13)的两端分别安装在主轴皮带轮 (2)及电机皮带轮(12)上; 具体按照以下步骤实施: 步骤1、由左侧的夹盘(5)夹持左侧的接头(8)、同时由右侧的夹盘(5)夹持右侧的接头 (8),并由移动夹具(7)夹持住待加工钻杆杆体; 步骤2、左侧的主电机(11)转动并通过左侧的电机皮带轮(12)、传动皮带(13)、主轴皮 带轮(2)带动左侧的主轴(4)、夹盘(5)以及接头(8)旋转,施力油缸A(7-4)和施力油缸B(7-5)的左侧有杆腔同时通入压力油,施力油缸A(7-4)和施力油缸B(7-5)带动移动夹具(7)向 左侧的主轴箱(3)移动,进行左侧的接头(8)与待加工钻杆杆体的焊接工作; 步骤3、左侧的接头(8)与待加工钻杆杆体的焊接工作结束后,左侧的夹盘(5)松开,施 力油缸A(7-4)和施力油缸B(7-5)的右侧有杆腔同时通入压力油、施力油缸A(7-4)和施力油 缸B (7-5)的左侧有杆腔同时泄掉压力油,移动夹具(7)向右侧的主轴箱(3)移动,同时右侧 的主电机(11)转动并通过右侧的电机皮带轮(12)、传动皮带(13)、主轴皮带轮(2)带动右侧 的主轴(4 )、夹盘(5)以及接头(8)旋转,进行右侧的接头(8)与待加工钻杆杆体的焊接工作; 步骤4、右侧的接头(8)与待加工钻杆杆体的焊接工作结束后,右侧的夹盘(5)松开,施 力油缸A(7-4)和施力油缸B(7-5)的左侧有杆腔同时通入压力油,施力油缸A(7-4)和施力油 缸B(7-5)的右侧有杆腔同时泄掉压力油,移动夹具(7)向左移动到中间位置后停止运动,左 右两侧的夹具(7-3)同时松开,最后将焊接好的钻杆卸下,即完成。
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