CN110371676B - 一种新型纯电动粉末输送装置 - Google Patents

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Abstract

一种新型纯电动粉末输送装置,属于机械领域，包括动力系统、变速系统、粉末螺旋输送系统、气动管路系统和机架。其中动力系统包括调速电机、联轴器。变速系统包括四个小齿轮、四个大齿轮、四个轴、螺旋轴及轴承。粉末螺旋输送系统包括螺旋轴、输粉筒、连接环、端盖、粉槽。气动管路系统包括螺旋桨、文丘里导管、连接环。调速电机转动一方面通过变速系统的调速过程控制螺旋轴的转速从而控制下粉量，另一方面通过变速系统的调速过程使轴带动的螺旋桨高速转动产生高压气体，将螺旋轴输出的粉末送出。本发明只需要一种能源，通过调速电机能精确控制送粉精度并提供高压气源，避免对压缩气源的依赖性，扩展了使用范围，也优化控制过程，降低控制难度。

Description

一种新型纯电动粉末输送装置
技术领域
本发明涉及一种粉末输送系统，属于零件表面裂纹缺陷激光修复和激光焊接过程中粉末输送领域以及其他需要进行粉末输送的技术领域。
背景技术
激光熔覆修复技术在当今社会得到了广泛的应用，激光焊接技术更是社会生产生活中应用广泛的一项技术，因为激光焊接修复工艺具有非常多的优点，修复后的材料性能甚至优于原有的基材性能。焊接和激光修复过程中势必需要进行补料，绝大多数情况下是进行粉末的填充。所以粉末输送装置是激光熔覆修复和激光焊接领域乃至其他需要粉末输送领域必不可少的装置。目前现有的送粉装置普遍采用多种动力源进行控制，配合难度大。绝大多数的送粉装置都需要外接压缩气源，从而提供输出粉末的动力，这样对装置使用的条件提出了很高的要求，大大的降低了装置使用的便捷性和广泛性。
基于此现状设计了一款单一电源作为动力源的送粉装置。本装置实现了“一源多控”，只需要一个电源就能满足所有能源需求，直接通过调速电机控制螺旋送粉的速度，控制精确。并且通过电机能产生所需的高压气源，很大程度上扩大了使用的范围，避免了高压气源的限制，真正的达到了高精度，多场合，超便捷的使用要求。
发明内容
本发明提供了一种纯电动粉末输送装置，主要解决了现有粉末输送装置需要多种控制动力源，并且对压缩气源强依赖的缺陷。
本发明采用的技术方案为：
一种新型纯电动粉末输送装置，其特征在于：主要包括动力系统、变速系统、粉末螺旋输送系统、气动管路系统、机架系统等部分组成。其中动力系统包括调速电机4、联轴器3。变速系统包括小齿轮A7、小齿轮B9、小齿轮C25、小齿轮D22、大齿轮A1、大齿轮B8、大齿轮C24、大齿轮D23、轴A2、轴B5、轴C11、轴D26、螺旋轴16轴承12。粉末螺旋输送系统包括螺旋轴16、输粉筒18、连接环B19、端盖B17、粉槽20、粉槽盖21。气动管路系统包括螺旋桨13、文丘里导管14、连接环A15。机架系统包括机架A28、机架B10、机架C27、端盖A6。调速电机转动一方面通过变速系统的调速过程控制螺旋轴的转速从而控制下粉量，另一方面通过变速系统的调速过程使轴C带动的螺旋桨高速转动产生高压气体，将螺旋轴输出的粉末送出。
上述的动力系统包括调速电机4、联轴器3。调速电机4机体通过螺钉安装在机架A28、机架B10上的电机安装架上。联轴器3将电机轴和轴A2连接以传递扭矩。
上述的变速系统包括小齿轮A7、小齿轮B9、小齿轮C25、小齿轮D22、大齿轮A1、大齿轮B8、大齿轮C24、大齿轮D23、轴A2、轴B5、轴C11、轴D26、螺旋轴16、轴承12。其中轴A2通过联轴器3与调速电机4连接是主动轴，通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中。其他轴和轴A2的位置关系如下：轴B5位于轴A2的垂直正下方通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。轴C11位于轴B5的垂直正下方通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。轴D26和轴A2水平布置，安装在机架B10、机架C27组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。螺旋轴16和轴A2同轴，位于轴A2远离电机的端部，通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，同样与轴D26的轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。在此机构中所有大齿轮具有相同的尺寸，所有的小齿轮具有相同的尺寸。所述的轴承12均为深沟球轴承，在轴A2、轴B5、轴C11、轴D26上分别设置两个，通过轴承12将各个轴定位安装在机架相应的位置上，并保证各个轴平顺的转动。变速系统的传动关系如下：安装在轴A2上的大齿轮A1与安装在轴B5上的小齿轮A7啮合传动，实现第一级加速。安装在轴B5大齿轮B8与安装在轴C11上的小齿轮B9啮合传动，实现第二级加速。轴C11是螺旋桨连接轴，至此达到了螺旋桨连接轴和轴A2主动轴之间的二级加速过程。另一传动支路中，安装在轴A2上的小齿轮C25与安装在轴D26上的大齿轮C24啮合传动，实现了第一级减速。安装在轴D26的小齿轮D22与安装在螺旋轴16上的大齿轮D23啮合传动，实现了第二级减速。至此达到了螺旋轴16和轴A2主动轴之间的二级减速过程。通过上述的加速和减速的过程我们实现了螺旋轴16和螺旋桨连接轴之间的四级变速过程。从而保证了在螺旋轴16正常调节粉末输送量的转动过程中，螺旋桨连接轴能够保证足够的转速使螺旋桨产生足够压力的压缩气体。其中轴A2主动轴和被加速的轴C11之间是径向布置，轴A2主动轴和螺旋轴16之间是轴向布置，我们绝对不限制加速级和减速级的数量，我们可以根据实际需要进行增减加速级和减速级的数量，以达到传动比的要求。我们也不限制各级传动之间的齿轮的传动比，可以根据具体传动比要求配置大小齿轮的传动比。上述的齿轮和轴之间均通过键连接传递扭矩。
上述的粉末螺旋输送系统包括螺旋轴16、输粉筒18、连接环B19、端盖B17、粉槽20、粉槽盖21。输粉筒18两端开口，在靠近法兰结构的一端设置垂直筒轴线向上的管路，并直通筒体。在远离法兰结构的一端设有垂直筒轴线向下管路，并直通筒体。法兰结构通过螺钉安装在机架A28、机架B10组成的对应安装位置，输粉筒18的轴线和螺旋轴16的轴线共线，并且螺旋轴16插入输粉筒18中进行螺旋输送工作。端盖B17在输粉筒18远离法兰结构的端部通过螺纹结构进行连接，将输粉筒18密封。粉槽20通过连接环B19上设置的螺纹结构和输粉筒18上靠近法兰结构向上的支管路进行连接。粉槽盖21和粉槽20之间通过螺纹结构进行连接。
上述的气动管路系统包括螺旋桨13、文丘里导管14、连接环A15。螺旋桨13通过键连接和轴C11进行连接传递扭矩。文丘里导管14的大径端通过螺纹结构和机架A28、机架B10组成的螺旋桨舱进行连接，向上的分支与输粉筒18远离法兰结构的一端垂直筒轴线向下管路通过连接环A15上的螺纹结构连接。文丘里导管14具有文丘里结构。
上述的机架系统包括机架A28、机架B10、机架C27、端盖A6。机架A28、机架B10、机架C27、之间形成轴承安装槽以提供各个轴系的安装位置，端盖A6通过螺纹结构将外置的轴承安装槽密封并提供轴承的轴向定位。各个机架之间通过螺栓螺母连接。
本发明的有益效果为：本发明只需要电源一种能源，通过调速电机能精确控制送粉精度并提供高压气源，避免了对压缩气源的依赖性，扩展了使用范围，也优化了控制过程，降低了控制难度。
附图说明
图1为送粉装置整体结构图；
图2为送粉装置整体结构轴侧图；
图3为机架A轴测图；
图4为机架B轴测图；
图5为机架C轴测图；
图6为输粉筒轴测图；
图7为输粉筒剖视图；
图8为文丘里导管轴测图；
图9为文丘里导管剖视图；
其中：1大齿轮A；2轴A；3联轴器；4调速电机；5轴B；6端盖A；7小齿轮A；8大齿轮B；9小齿轮B；10机架B；11轴C；12轴承；13螺旋桨；14文丘里导管；15连接环A；16螺旋轴；17端盖B；18输粉筒；19连接环B；20粉槽；21粉槽盖；22小齿轮D；23大齿轮D；24大齿轮C；25小齿轮C；26轴D；27机架C；28机架A。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
如图1至图2所示，一种新型纯电动粉末输送装置，其特征在于：主要包括动力系统、变速系统、粉末螺旋输送系统、气动管路系统、机架系统等部分组成。调速电机转动一方面通过变速系统的调速过程控制螺旋轴的转速从而控制下粉量，另一方面通过变速系统的调速过程使轴C带动的螺旋桨高速转动产生高压气体，将螺旋轴输出的粉末送出。
上述的动力系统包括调速电机4、联轴器3。调速电机4机体通过螺钉安装在机架A28、机架B10上的电机安装架上。联轴器3将电机轴和轴A2连接以传递扭矩。
上述的变速系统包括小齿轮A7、小齿轮B9、小齿轮C25、小齿轮D22、大齿轮A1、大齿轮B8、大齿轮C24、大齿轮D23、轴A2、轴B5、轴C11、轴D26、螺旋轴16、轴承12。其中轴A2通过联轴器3与调速电机4连接是主动轴，通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中。其他轴和轴A2的位置关系如下：轴B5位于轴A2的垂直正下方通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。轴C11位于轴B5的垂直正下方通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。轴D26和轴A2水平布置，安装在机架B10、机架C27组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。螺旋轴16和轴A2同轴，位于轴A2远离电机的端部，通过轴承安装在机架A28、机架B10组成的轴承槽中，同样与轴D26的轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距。在此机构中所有大齿轮具有相同的尺寸，所有的小齿轮具有相同的尺寸。变速系统的传动关系如下：安装在轴A2上的大齿轮A1与安装在轴B5上的小齿轮A7啮合传动，实现第一级加速。安装在轴B5大齿轮B8与安装在轴C11上的小齿轮B9啮合传动，实现第二级加速。轴C11是螺旋桨连接轴，至此达到了螺旋桨连接轴和轴A2主动轴之间的二级加速过程。另一传动支路中，安装在轴A2上的小齿轮C25与安装在轴D26上的大齿轮C24啮合传动，实现了第一级减速。安装在轴D26的小齿轮D22与安装在螺旋轴16上的大齿轮D23啮合传动，实现了第二级减速。至此达到了螺旋轴16和轴A2主动轴之间的二级减速过程。通过上述的加速和减速的过程我们实现了螺旋轴16和螺旋桨连接轴之间的四级变速过程。从而保证了在螺旋轴16正常调节粉末输送量的转动过程中，螺旋桨连接轴能够保证足够的转速使螺旋桨产生足够压力的压缩气体。其中轴A2主动轴和被加速的轴C11之间是径向布置，轴A2主动轴和螺旋轴16之间是轴向布置，我们绝对不限制加速级和减速级的数量，我们可以根据实际需要进行增减加速级和减速级的数量，以达到传动比的要求。我们也不限制各级传动之间的齿轮的传动比，可以根据具体传动比要求配置大小齿轮的传动比。上述的齿轮和轴之间均通过键连接传递扭矩。
上述的粉末螺旋输送系统包括螺旋轴16、输粉筒18、连接环B19、端盖B17、粉槽20、粉槽盖21。输粉筒18一端开口并有法兰结构另一端开口，在靠近法兰结构的一端设置垂直筒轴线向上的管路，并直通筒体。在远离法兰结构的一端设有垂直筒轴线向下管路，并直通筒体。法兰结构通过螺钉安装在机架A28、机架B10组成的对应安装位置，输粉筒18的轴线和螺旋轴16的轴线共线，并且螺旋轴16插入输粉筒18中进行螺旋输送工作。端盖B17在输粉筒18远离法兰结构的端部通过螺纹结构进行连接，将输粉筒18密封。粉槽20通过连接环B19上设置的螺纹结构和输粉筒18上靠近法兰结构向上的支管路进行连接。粉槽盖21和粉槽20之间通过螺纹结构进行连接。
上述的气动管路系统包括螺旋桨13、文丘里导管14、连接环A15。螺旋桨13通过键连接和轴C11进行连接传递扭矩。文丘里导管14的大径端通过螺纹结构和机架A28、机架B10组成的螺旋桨舱进行连接，向上的分支与输粉筒18远离法兰结构的一端垂直筒轴线向下管路通过连接环A15上的螺纹结构连接。文丘里导管14具有文丘里结构。
上述的机架系统包括机架A28、机架B10、机架C27、端盖A6。机架A28、机架B10、机架C27、之间形成轴承安装槽以提供各个轴系的安装位置，端盖A6通过螺纹结构将外置的轴承安装槽密封并提供轴承的轴向定位。各个机架之间通过螺栓螺母连接。
具体的送粉过程为，调速电机转动从而带动轴A2转动，在粉末输送量调节支路上，通过二级减速过程控制螺旋轴16按照规定输送量要求转动。在粉槽20中的粉末流入输粉筒18中并且在螺旋结构的作用下向前输送，到达输粉筒18前端的向下的支管路管口后掉落到文丘里导管14中。从电机带动的轴A2向螺旋桨产生高压气源的支路分析，轴D26通过二级加速带动螺旋桨13高速转动产生高压气体吹向文丘里导管14的输粉口，高压气体在文丘里结构处产生负压将上一支路中掉落的粉末吸下吹出文丘里导管14，从而达到送粉的目的。
再次注明，此机构中的变速级数和个级变速中配对齿轮的传动比均可根据实际使用要求进行配比。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种纯电动粉末输送装置，其特征在于：所述的粉末输送装置包括动力系统、变速系统、粉末螺旋输送系统、气动管路系统、机架系统；
所述的动力系统包括调速电机(4)、联轴器(3)；调速电机(4)安装在机架A(28)、机架B(10)上的电机安装架上；联轴器(3)将电机轴和轴A(2)连接以传递扭矩；
所述的变速系统包括小齿轮A(7)、小齿轮B(9)、小齿轮C(25)、小齿轮D(22)、大齿轮A(1)、大齿轮B(8)、大齿轮C(24)、大齿轮D(23)、轴A(2)、轴B(5)、轴C(11)、轴D(26)、螺旋轴(16)及轴承(12)，其中所有大齿轮尺寸相同、所有小齿轮尺寸相同；所述的轴A(2)通过联轴器(3)与调速电机(4)连接是主动轴，通过轴承安装在机架A(28)、机架B(10)组成的轴承槽中；所述的轴B(5)位于轴A(2)的垂直正下方通过轴承安装在机架A(28)、机架B(10)组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距；所述的轴C(11)位于轴B(5)的垂直正下方通过轴承安装在机架A(28)、机架B(10)组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距；所述的轴D(26)和轴A(2)水平布置，安装在机架B(10)、机架C(27)组成的轴承槽中，轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距；所述的螺旋轴(16)和轴A(2)同轴，位于轴A(2)远离电机的端部，通过轴承安装在机架A(28)、机架B(10)组成的轴承槽中，同样与轴D(26)的轴中心距为大齿轮和小齿轮正确啮合状态下的中心距；其中轴A(2)主动轴和被加速的轴C(11)之间是径向布置，轴A(2)主动轴和螺旋轴(16)之间是轴向布置，上述的齿轮和轴之间均通过键连接传递扭矩；通过轴承(12)将各个轴定位安装在机架相应的位置上，并保证各个轴平顺转动；所述变速系统的传动关系如下：安装在轴A(2)上的大齿轮A(1)与安装在轴B(5)上的小齿轮A(7)啮合传动，实现第一级加速；安装在轴B(5)上的大齿轮B(8)与安装在轴C(11)上的小齿轮B(9)啮合传动，实现第二级加速；轴C(11)是螺旋桨连接轴，至此达到螺旋桨连接轴和轴A(2)主动轴之间的二级加速过程；另一传动支路中，安装在轴A(2)上的小齿轮C(25)与安装在轴D(26)上的大齿轮C(24)啮合传动，实现第一级减速；安装在轴D(26)的小齿轮D(22)与安装在螺旋轴(16)上的大齿轮D(23)啮合传动，实现第二级减速；至此达到螺旋轴(16)和轴A(2)主动轴之间的二级减速过程；通过上述的加速和减速的过程实现螺旋轴(16)和螺旋桨连接轴之间的四级变速过程，保证在螺旋轴(16)正常调节粉末输送量的转动过程中，螺旋桨连接轴能够使螺旋桨产生足够压力的压缩气体；
所述的粉末螺旋输送系统包括螺旋轴(16)、输粉筒(18)、连接环B(19)、端盖B(17)、粉槽(20)、粉槽盖(21)；所述的输粉筒(18)为两端开口结构，螺旋轴(16)通过左端开口插入输粉筒(18)中进行螺旋输送工作，输粉筒(18)右端设有端盖B(17)；所述的输粉筒(18)左侧上方设有垂直于筒轴线且直通筒体的管路，该管路上设有连接环B(19)并与粉槽(20)连接，粉槽(20)上方设有粉槽盖(21)；所述的输粉筒(18)右侧下方设有垂直于筒轴线且直通筒体的管路，该管路通过连接环A(15)与文丘里导管连通；所述的输粉筒(18)的轴线和螺旋轴(16)的轴线共线；
所述的气动管路系统包括螺旋桨(13)、文丘里导管(14)、连接环A(15)；所述的螺旋桨(13)设于机架A(28)、机架B(10)组成的螺旋桨舱内，通过键连接和轴C(11)进行连接传递扭矩；所述的文丘里导管(14)的大径端与螺旋桨舱连接，向上的分支与输粉筒(18)下方管路通过连接环A(15)上连接；
所述的机架系统包括机架A(28)、机架B(10)、机架C(27)、端盖A(6)；所述的机架A(28)、机架B(10)、机架C(27)之间形成轴承安装槽以提供各个轴系的安装位置，端盖A(6)将外置的轴承安装槽密封并提供轴承的轴向定位；
所述的调速电机(4)转动一方面通过变速系统的调速过程控制螺旋轴(16)的转速从而控制下粉量，另一方面通过变速系统的调速过程使轴C(11)带动的螺旋桨高速转动产生高压气体，将螺旋轴输出的粉末送出。
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