CN110394572A - 一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，包括若干沿旋转圆盘的周向均匀设置的具有焊轮的焊接机构，所述若干焊接机构通过若干径向调节机构分别安装于旋转圆盘上，所述焊接机构在相对应的所述径向调节机构驱动下沿钢丝网骨架的径向向靠近或远离钢丝网骨架的方向运动，以构成焊轮压迫焊点处的纬线的压力提高或降低；于所述旋转圆盘上安装有通过旋转圆盘转动而驱动用于冷却各所述焊轮并可根据焊接速度快慢自调节冷却量的自适应冷却机构。本发明具有提升钢丝网骨架的焊点强度，提升焊接结构使用寿命，且可根据焊接速度的不同自适应调节冷却效果，以使焊轮得到较佳冷却效果的特点，适用于钢塑复合管道生产中钢丝网骨架焊接技术领域。

Description

一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置

技术领域

本发明属于钢塑复合管道生产的技术领域，具体地说，涉及一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置。

背景技术

现在各种塑料和金属或非金属增强材料复合而成的管材被大量应用，钢骨架塑料复合管利用焊接钢网骨架与塑料形成互穿结构保证管材结构的长期稳定性。钢骨架塑料复合管具有防腐性好、压力高、易安装等特点，被广泛应用于市政、石油、化工等对管材质量要求较高的领域。

在钢骨架塑料复合管生产过程中，利用焊机将纬线钢丝和经线钢丝焊接成网状结构，之后钢丝网骨架在模具内与聚乙烯塑料进行复合并形成互穿，最终形成钢骨架塑料复合管。钢丝网骨架的焊接强度是影响钢骨架塑料复合管管材压力等级的一个重要因素，现有的焊接技术采用悬勒焊接，即：焊轮将钢丝纬线绕在经线上，在绕的过程中实现焊接，由于焊轮离经线距离较远，大于3倍纬线的丝径，纬线和经线焊接时焊点处受到的径向压力较小，焊点强度较低，且现有的焊接冷却效果较差或者没有设置冷却机构对焊轮进行冷却。

发明内容

本发明提供一种提升钢丝网骨架的焊点强度，提升焊接结构使用寿命，且可根据焊接速度的不同自适应调节冷却效果，以使焊轮得到较佳冷却效果的钢丝网骨架焊接装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，包括若干沿旋转圆盘的周向均匀设置的具有焊轮的焊接机构，所述若干焊接机构通过若干径向调节机构分别安装于旋转圆盘上，所述焊接机构在相对应的所述径向调节机构驱动下沿钢丝网骨架的径向向靠近或远离钢丝网骨架的方向运动，以构成焊轮压迫焊点处的纬线的压力提高或降低；于所述旋转圆盘上安装有通过旋转圆盘转动而驱动用于冷却各所述焊轮并可根据焊接速度快慢自调节冷却量的自适应冷却机构。

进一步的，所述自适应冷却机构包括通过若干安装架分别一一安装于各所述焊轮处的风冷单元，各所述安装架分别安装于所述旋转圆盘上，于所述若干风冷单元之间构造有用于驱动风冷单元动作的传动组件。

进一步的，所述风冷单元包括安装于相对应的所述安装架上并向相对应的所述焊轮延伸的安装轴，于所述安装轴靠近焊轮的一端端部转动安装有扇叶。

进一步的，所述传动组件包括一外齿圈和数量与所述风冷单元相同的齿轮，各所述齿轮分别套装于相对应的所述安装轴上并与其转动连接，且各齿轮与相对应的所述扇叶固连，所述外齿圈固设于所述旋转圆盘的所述焊轮一侧并与地面相对静止，各所述齿轮分别与外齿圈外啮合。

进一步的，所述焊接机构包括与所述旋转圆盘滑动连接的滑动安装块，于滑动安装块内转动连接有导电铜轴，导电铜轴的轴线与钢丝网骨架的轴线平行，于导电铜轴靠近和远离钢丝网骨架的轴向两端分别固连有焊轮导电环和碳刷导电环，于滑动安装块上固定安装有碳刷保持架，碳刷固定于碳刷保持架上并与碳刷导电环接触，焊轮安装于焊轮导电环上，于所述滑动安装块与碳刷保持架接触的表面处铺设有绝缘板，于所述导电铜轴上且位于焊轮导电环和碳刷导电环之间的位置处套装有绝缘套。

进一步的，于所述绝缘套与滑动安装块之间装配有旋转钢套，所述旋转钢套套装并固定于绝缘套上，且旋转钢套与滑动安装块转动连接。

进一步的，所述径向调节机构包括安装于所述旋转圆盘上并抵接于所述焊接机构上的顶接部，和与顶接部传动连接用于驱动顶接部将焊接机构沿钢丝网骨架的径向运动的驱动部。

进一步的，所述顶接部包括安装于所述旋转圆盘上的固定块，所述焊机机构位于所述钢丝网骨架与所述固定块之间，于所述固定块上构造有至少一根导杆，所述导杆的一端沿旋转圆盘的径向延伸并与焊接机构滑动连接。

进一步的，所述驱动部包括沿所述旋转圆盘径向贯穿所述固定块并与固定块螺纹连接的操作手杆，于所述操作手杆靠近所述焊接机构的一端转动连接有顶块，所述顶块与各所述导杆滑动连接，且于各导杆上且位于顶块与焊接机构之间的位置处套装有压紧弹簧。

进一步的，于所述旋转圆盘上且靠近所述焊接机构处安装有纬线螺距调节机构，所述纬线螺距调节机构包括螺纹连接于所述旋转圆盘上的调节螺杆，所述调节螺杆的轴线与旋转圆盘的法线平行，于调节螺杆靠近所述焊轮的一端处同轴转动安装有调节轮，于所述调节轮的周向表面上形成有沿调节轮的径向向内凹陷的环形沟槽。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：在纬线和经线进行连续焊接时，通过调节径向调节机构，使径向调节机构驱动焊接机构的焊轮对在焊点处的纬线施加一定的压力，进而提升纬线和经线的焊接强度，且焊轮施加在焊点处压力的大小通过径向调节机构来调整，以调整最佳压力，从而得到最优的焊接强度；且由于在旋转圆盘上安装有自适应冷却机构，自适应冷却机构用于冷却各所述焊轮，并可根据焊接速度快慢自调节冷却量，以使焊轮达到最佳的冷却状态；由此可知，本发明具有提升钢丝网骨架的焊点强度，提升焊接结构使用寿命，且可根据焊接速度的不同自适应调节冷却效果，以使焊轮得到较佳冷却效果的特点。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例去除自适应冷却机构的结构示意图；

图2为本发明实施例去除自适应冷却机构另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例焊接机构的结构示意图；

图4为本发明实施例焊接机构的轴向结构剖视图；

图5为本发明实施例去除自适应冷却机构的结构侧视图；

图6为图5中A部位的放大图；

图7为本发明实施例沿旋转圆盘的法线方向视角的结构示意图；

图8为图7中B部位的放大图；

图9为本发明实施例纬线螺距调节机构的结构示意图；

图10为本发明实施例的结构示意图；

图11为图10中C部位的放大图；

图12为本发明实施例自适应冷却机构的局部结构示意图。

标注部件：1-焊轮，2-焊轮导电环，3-绝缘环，4-旋转钢套，5-绝缘套，6-滑动安装块，7-绝缘板，8-碳刷保持架，9-碳刷，10-碳刷导电环，11-导电铜轴，12-调节轮，13-调节螺杆，14-旋转圆盘，15-滑动安装块，16-导杆，17-压紧环，18-操作手杆，19-调节手轮，20-顶块，21-压紧弹簧，22-防护板，23-纬线钢丝，24-经线钢丝，25-电极焊台，26-安装架，27-安装轴，28-齿轮，29-扇叶，30-外齿圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，如图1、图2及图10所示，包括旋转圆盘14、多个焊接机构及与焊接机构数量相同的径向调节机构。其中，上述的多个焊接机构沿旋转圆盘14的周向均匀设置，径向调节机构分别与焊接机构一一相对应设置，在旋转圆盘14上安装有自适应冷却机构，自适应冷却机构通过旋转圆盘14转动而驱动用以冷却各个焊接机构，且自适应冷却机构可根据焊接速度快慢自调节冷却量。旋转圆盘14套装在电极焊台25上，多根经线钢丝24沿电极焊台25的周向均布，且各根经线钢丝24沿旋转圆盘14的轴向延伸，径向调节机构和相对应的焊接机构分别安装在旋转圆盘14上，焊接机构在相对应的径向调节机构驱动下沿钢丝网骨架的径向向靠近或远离钢丝网骨架的方向运动，以实现焊接机构的焊轮1压迫焊点处的纬线，使纬线与经线之间的压力提高或降低。本发明的工作原理为：在纬线和经线进行连续焊接时，通过调节径向调节机构，使径向调节机构驱动焊接机构的焊轮1对在焊点处的纬线施加一定的压力，进而提升纬线和经线的焊接强度，且焊轮1施加在焊点处压力的大小通过径向调节机构来调整，以调整最佳压力，从而得到最优的焊接强度，因此提升焊接后钢丝网骨架的使用寿命，且可根据焊接速度的不同自适应调节冷却效果，以使焊轮1得到较佳冷却效果。

本发明焊接机构优选的实施例为，如图2-4所示，在旋转圆盘14上开有豁口，豁口沿旋转圆盘14的径向向钢丝网骨架延伸，焊接机构包括滑动安装块6、导电铜轴11、焊轮导电环2、碳刷导电环10、碳刷保持架8及碳刷9。其中，滑动安装块6装配在豁口内，并通过豁口与旋转圆盘14滑动连接，在导电铜轴11上且沿其轴向间隔安装有轴承，且轴承装配在滑动安装块6上，导电铜轴11设置在滑动安装块6内，并通过轴承与滑动安装块6转动连接，且导电铜轴11的轴线与钢丝网骨架的轴线平行，焊轮导电环2和碳刷导电环10分别固定安装在导电铜轴11靠近和远离钢丝网骨架的轴向两端。碳刷保持架8固定安装在滑动安装块6上，碳刷9固定安装在碳刷保持架8上并与碳刷导电环10接触，焊轮1安装在焊轮导电环2上。焊接电流传输路径为：焊机正极→碳刷9→碳刷导电环10→导电铜轴11→焊轮导电环2→焊轮1→纬线、经线进行焊接→焊机负极，除上述导电部件外，其他安装部件均进行了绝缘处理，有效避免了电流流失，保证焊接质量。本实施例具体的绝缘处理方法为，在滑动安装块6与碳刷保持架8接触的表面处铺设有绝缘板7，在导电铜轴11上且位于焊轮导电环2和碳刷导电环10之间的位置处套装有绝缘套5；在绝缘套5与滑动安装块6之间装配有旋转钢套4，旋转钢套4套装并固定在绝缘套5上，且旋转钢套4与滑动安装块6转动连接；在旋转钢套4与焊轮导电环2之间装配有绝缘环3。旋转钢套4和导电铜轴11之间通过绝缘套5进行绝缘处理，碳刷保持架8与滑动安装块6之间通过绝缘板7进行绝缘处理，焊轮导电环2与旋转钢套4之间通过绝缘环3进行绝缘处理。且由于旋转钢套4与滑动安装块6通过轴承进行配合，实现焊轮1的旋转的同时降低了焊接阻力。焊接机构分为焊接区和导电区，焊接区为焊轮1部分，导电区为与焊轮1电连接的其他组成部分，且焊接区与导电区分别位于豁口沿旋转圆盘14轴向的两侧，在焊接区侧的豁口处装配有防护板22，由于在焊接过程中会产生一定的焊渣，会对导电结构产生影响，进而影响焊接质量和使用寿命，通过防护板22将焊接区和导电区进行隔离，避免了焊渣对导电质量的影响，提高焊接系统的使用寿命和导电性能。

本发明径向调节机构优选的实施例为，如图7、图8所示，径向调节机构包括顶接部和驱动部，顶接部安装在旋转圆盘14上并抵接在焊接机构的滑动安装块6上，驱动部与顶接部传动连接，并用于驱动顶接部将焊接机构的焊轮1沿钢丝网骨架的径向运动。其中，顶接部具体的结构为，顶接部包括固定块15和至少一根导杆16，固定块15安装在旋转圆盘14的豁口开口端，焊机机构的滑动安装块6位于钢丝网骨架与固定块15之间，上述的至少一根导杆16固定在固定块15上，且每根导杆16的一端沿旋转圆盘14的径向延伸并与滑动安装块6滑动连接，具体的滑动连接方式是，滑动安装块6上与导杆16相对应的位置处开有供导杆16插入的导孔，导杆16插入相对应的导孔内以实现导杆16与滑动安装块6的滑动连接。驱动部具体的结构为，驱动部包括操作手杆18、调节手轮19、压紧环17及顶块20，操作手杆18沿旋转圆盘14径向贯穿固定块15并与固定块15螺纹连接，调节手轮19安装在操作手杆18的一端，操作手杆18的另一端与压紧环17转动连接，该压紧环17固定安装在顶块20上，顶块20与上述的各个导杆16滑动连接，且在每个导杆16上且位于顶块20与焊接机构的滑动安装块6之间的位置处套装有压紧弹簧21。如图5、图6所示，本实施例具体的压力调节原理为：旋转调节手轮19，操作手杆18旋进或旋出，操作手杆18驱动顶块20靠近或远离钢丝网骨架运动，从而调整压紧弹簧21施加在滑动安装块6上的弹性压紧力，进而改变焊轮1作用在焊点正上方的压力。

本发明自适应冷却机构优选的实施例为，如图10-12所示，自适应冷却机构包括与焊接机构数量相同的风冷单元，在旋转圆盘14上且位于各个焊接机构的位置处分别安装有安装架26，每个风冷单元分别安装在相对应的安装架26上，在这些风冷单元之间构造有传动组件，该传动组件用于驱动风冷单元动作而对焊接机构的焊轮1进行冷却。其中，风冷单元具体的结构为：风冷单元包括安装轴27和扇叶29，安装轴27固定安装在相对应的安装架26上，且安装轴27沿旋转圆盘14的中心线向相对应的焊轮1延伸，扇叶30通过轴承转动安装在安装轴27靠近焊轮1的一端端部。传动组件具体的结构为：传动组件包括一个外齿圈30和数量与风冷单元相同的齿轮28，每个齿轮28分别套装在相对应的安装轴27上并与安装轴27转动连接，且各个齿轮28与相对应的扇叶29固定连接在一起，外齿圈30固定设置在旋转圆盘14的焊轮1所在一侧，且外齿圈30时刻保持与地面相对静止状态，即外齿圈30固定在地面上，各个齿轮28分别与外齿圈30外啮合，且齿轮28与外齿圈30的中心线平行。本发明自适应冷却机构各个齿轮28分别通过相对应的安装架26固定在旋转圆盘14上，与旋转圆盘14同步公转，同时与外齿圈30相互外啮合，且齿轮28的轴心相对于旋转圆盘14的位置固定，即以旋转圆盘14为参考基准，扇叶29相对于焊轮1位置固定。齿轮28转动的动力来源于旋转圆盘14的旋转，通过旋转圆盘14的旋转带动齿轮28沿外齿圈30的周向公转的同时发生自转，齿轮28自转带动相对应的扇叶29旋转，产生连续吹风对相对应的焊轮1进行冷却，连续吹风不仅可以降低焊接过程中焊轮1的温度，同时可以将焊渣吹散，提升焊接质量，提高焊轮1使用寿命。且齿轮28自转速度随着焊接速度即焊接旋转圆盘14速度的提升而提升，且两者之间存在较高的转速比，可以自动适应焊接速度调整风冷的效果，且风冷的效果由选用的齿轮28和外齿圈30之间的传动比来决定。综上可知，本发明的自适应冷却机构，在充分利用现有的旋转圆盘14的动力基础上，无需增加额外的动力，实现焊轮1的持续冷却，且随着焊接速度的提升，焊轮1冷却效率同步提升，有效保证焊接质量，提升焊轮1使用寿命。

由于现有的焊机在调整纬线螺距时，需要停机调整，造成停机废品，且调整工艺复杂，为了克服上述问题，实现螺距的在线调节和快速调节，本发明在旋转圆盘14上且靠近焊接机构处安装有纬线螺距调节机构。其中，纬线螺距调节机构优选的结构为，如图9所示，纬线螺距调节机构包括调节螺杆13和调节轮12，调节螺杆13螺纹连接在旋转圆盘14上，且调节螺杆13的轴线与旋转圆盘14的法线平行；调节轮12通过轴承安装在调节螺杆13靠近焊轮1的一端处，调节轮12与调节螺杆13的轴线重合，同时调节轮12通过卡簧限制在调节螺杆13上防止其沿调节螺杆13的轴向窜动，在调节轮12的周向表面上形成有沿调节轮12的径向向内凹陷的环形沟槽。纬线钢丝23穿过环形沟槽和焊轮1的周向表面，并通过焊轮1的顶接和焊接固定在上述多个经线钢丝24的所构成的圆筒状结构的外表面上，操作人员通过螺纹旋动调节螺杆13，使调节螺杆13带动调节轮12沿旋转圆盘14的轴向运动，进而使调节轮12带动纬线钢丝23运动，实现纬线螺距的在线快速调节。本发明纬线螺距调节机构的设置数量与焊接机构相同，且分别与各焊接机构相对应设置。其中，焊接机构、径向调节机构和纬线螺距调节机构的结构和与旋转圆盘14的位置及连接关系均为上述各实施例的布设方式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：包括若干沿旋转圆盘的周向均匀设置的具有焊轮的焊接机构，所述若干焊接机构通过若干径向调节机构分别安装于旋转圆盘上，所述焊接机构在相对应的所述径向调节机构驱动下沿钢丝网骨架的径向向靠近或远离钢丝网骨架的方向运动，以构成焊轮压迫焊点处的纬线的压力提高或降低；于所述旋转圆盘上安装有通过旋转圆盘转动而驱动用于冷却各所述焊轮并可根据焊接速度快慢自调节冷却量的自适应冷却机构。

2.根据权利要求1所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述自适应冷却机构包括通过若干安装架分别一一安装于各所述焊轮处的风冷单元，各所述安装架分别安装于所述旋转圆盘上，于所述若干风冷单元之间构造有用于驱动风冷单元动作的传动组件。

3.根据权利要求2所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述风冷单元包括安装于相对应的所述安装架上并向相对应的所述焊轮延伸的安装轴，于所述安装轴靠近焊轮的一端端部转动安装有扇叶。

4.根据权利要求3所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述传动组件包括一外齿圈和数量与所述风冷单元相同的齿轮，各所述齿轮分别套装于相对应的所述安装轴上并与其转动连接，且各齿轮与相对应的所述扇叶固连，所述外齿圈固设于所述旋转圆盘的所述焊轮一侧并与地面相对静止，各所述齿轮分别与外齿圈外啮合。

5.根据权利要求1所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述焊接机构包括与所述旋转圆盘滑动连接的滑动安装块，于滑动安装块内转动连接有导电铜轴，导电铜轴的轴线与钢丝网骨架的轴线平行，于导电铜轴靠近和远离钢丝网骨架的轴向两端分别固连有焊轮导电环和碳刷导电环，于滑动安装块上固定安装有碳刷保持架，碳刷固定于碳刷保持架上并与碳刷导电环接触，焊轮安装于焊轮导电环上，于所述滑动安装块与碳刷保持架接触的表面处铺设有绝缘板，于所述导电铜轴上且位于焊轮导电环和碳刷导电环之间的位置处套装有绝缘套。

6.根据权利要求5所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：于所述绝缘套与滑动安装块之间装配有旋转钢套，所述旋转钢套套装并固定于绝缘套上，且旋转钢套与滑动安装块转动连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述径向调节机构包括安装于所述旋转圆盘上并抵接于所述焊接机构上的顶接部，和与顶接部传动连接用于驱动顶接部将焊接机构沿钢丝网骨架的径向运动的驱动部。

8.根据权利要求7所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述顶接部包括安装于所述旋转圆盘上的固定块，所述焊机机构位于所述钢丝网骨架与所述固定块之间，于所述固定块上构造有至少一根导杆，所述导杆的一端沿旋转圆盘的径向延伸并与焊接机构滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：所述驱动部包括沿所述旋转圆盘径向贯穿所述固定块并与固定块螺纹连接的操作手杆，于所述操作手杆靠近所述焊接机构的一端转动连接有顶块，所述顶块与各所述导杆滑动连接，且于各导杆上且位于顶块与焊接机构之间的位置处套装有压紧弹簧。

10.根据权利要求1所述的一种具有自适应冷却机构的钢丝网骨架焊接装置，其特征在于：于所述旋转圆盘上且靠近所述焊接机构处安装有纬线螺距调节机构，所述纬线螺距调节机构包括螺纹连接于所述旋转圆盘上的调节螺杆，所述调节螺杆的轴线与旋转圆盘的法线平行，于调节螺杆靠近所述焊轮的一端处同轴转动安装有调节轮，于所述调节轮的周向表面上形成有沿调节轮的径向向内凹陷的环形沟槽。