CN110860901A - 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置 - Google Patents

感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110860901A
CN110860901A CN201911198133.3A CN201911198133A CN110860901A CN 110860901 A CN110860901 A CN 110860901A CN 201911198133 A CN201911198133 A CN 201911198133A CN 110860901 A CN110860901 A CN 110860901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frame
friction stir
stir welding
wheel
workbench
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911198133.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110860901B (zh
Inventor
董永刚
熊照伟
黄鑫磊
赵滨
王文武
宋有年
敖金磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Wisdom Dragon Machinery Design Co ltd
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201911198133.3A priority Critical patent/CN110860901B/zh
Publication of CN110860901A publication Critical patent/CN110860901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110860901B publication Critical patent/CN110860901B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

本发明公开一种感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，涉及车轮踏面修复技术领域，包括门型结构的框架，所述框架上设置有搅拌摩擦焊装置，所述搅拌摩擦焊装置一侧设置有补料装置，激光加热装置，辊压成型装置，感应加压线圈；所述搅拌摩擦焊装置下方水平设置有垂直于所述框架的进给装置，所述进给装置上滑动设置有工作台，所述工作台上固定设置有车轮。本发明提供的一种感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，成本低，修复质量高，一致性好。

Description

感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置
技术领域
本发明涉及车轮踏面修复技术领域，特别是涉及一种车轮踏面损伤修复装置。
背景技术
列车车轮在运行过程中，车轮踏面会出现剥离，裂纹，缺损等缺陷。车轮踏面的修复普遍采用镟削的方法加工处理，恢复后的外形仍不能保持很长时间，而且检修成本高、金属切削量很大，经过多次镟修的车轮在表面质量、使用寿命以及运行稳定性方面都逐渐变差。镟修会导致轮箍逐渐变薄，直至报废。而采用一般的堆焊方法补焊车轮踏面缺陷部位，补焊层中容易有夹杂物及气孔，金属组织不均匀等缺陷。
搅拌摩擦焊接(Friction StirWelding,FSW)是英国W.M.Thomas等人于1991年发明的一种新型固相连接技术，具有接头性能好、焊后变形小、结构强度高、焊接过程环保以及易于实现生产自动化等特点，己成为铝、镁、钦等轻质合金构件的首选连接方法，并且在异种合金零部件的连接上优势显著。
因此，亟需一种新型轮对修复技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种车轮踏面损伤修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有成本低、修复质量高、一致性好等特点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，包括进给机构、工作台、框架、锁紧机构、搅拌摩擦焊机构、激光加热机构和辊压成型机构，所述工作台安装在所述进给机构上，所述工作台上固定有两个轴承座和所述锁紧机构，所述进给机构的上方架设有所述框架，所述搅拌摩擦焊机构通过竖直滑轨设置在所述框架上，所述激光加热机构和辊压成型机构安装在所述框架上；两个轴承座之间连接安装有固定轴，待修复的车轮设置在所述固定轴上，且所述固定轴的一端通过所述锁紧机构锁紧，所述激光加热机构、辊压成型机构和搅拌摩擦焊机构用于对车轮感应加热并进行修复。
优选的，所述进给机构包括底座和导轨，所述底座的两侧顶面上均安装有所述导轨，所述导轨上对称布置有滑块，所述工作台的底面固定安装在所述滑块上。
优选的，所述进给机构还包括丝杠和步进电机一，所述底座的两端中间位置分别固定设置有轴承座一和轴承座二，所述丝杠固定安装在所述轴承座一和轴承座二之间，且所述丝杠的一端通过联轴器与所述步进电机一传动连接；所述丝杠上设置有与所述工作台的底端相固定的丝杠螺母。
优选的，还包括感应加热线圈，所述感应加热线圈绕过所述辊压成型机构固定在所述框架上，且所述感应加热线圈外端接电源。
优选的，还包括保温罩，所述保温罩为可开合式保温罩，其底端通过铰链连接在所述工作台上，顶端通过卡扣相扣合，待修复的车轮被包覆于所述保温罩内。
优选的，所述辊压成型机构包括主动辊子、从动辊子、外框架、内框架和弹簧，外周面相切的主动辊子和从动辊子的两端通过轴与外框架连接，且轴的外侧安装有端盖；所述外框架通过方形销轴和T形销轴与所述内框架连接，内框架的两侧开设有切合销轴的开槽，水平设置的方形销轴两端位于开槽内且可沿开槽上下移动；所述弹簧套在竖直设置的T形销轴上，所述T形销轴的顶端穿过所述内框架上方的圆孔并通过螺母进行固定。
优选的，待修复的车轮安装在所述固定轴上后通过螺母进行固定，修复过程中，待修复的车轮相对于所述固定轴无转动。
优选的，所述锁紧机构包括机箱和三爪卡盘，所述三爪卡盘固定在所述机箱上并用于锁紧所述固定轴的一端；所述机箱内设置有蜗轮蜗杆机构，所述三爪卡盘的内侧端面与蜗轮的蜗轮轴相连接，驱动所述蜗轮运动的蜗杆的一端与步进电机二传动连接。
优选的，所述框架上还安装有补料机构。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，车轮旋转，感应加热线圈将车轮踏面均匀加热，以降低车轮表层金属变形抗力并提高其塑性；之后搅拌摩擦头破坏踏面金属表层实现踏面表层金属冶金重构，车轮外的保温罩避免踏面金属在高温下氧化；独特设计的辊压成型模具，辊子设计有一定锥角，完全切合车轮踏面，并且通过弹簧和滑轨，可以给踏面一定的压力，随着修复过程中材料的增多，踏面越来越厚，该装置也可随踏面厚度自动调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明主视图；
图3是本发明辊压成型机构的立体图；
图4是本发明辊压装置辊子部分侧视图；
图5是本发明工作台部分的立体图；
图6是本发明保温罩部分的局部主视图；
1-进给机构、2-框架、3-感应加热线圈、4-辊压成型机构、41-主动辊子、42-从动辊子、43-弹簧、44-内框架、45-螺母、46-外框架、47-端盖、48-T形销轴、49-方型销轴、5-搅拌摩擦焊机构、6-补料机构、7-激光加热机构、8-车轮、9-保温罩、10-滚动轴承、11-轴、12-锁紧机构、13-工作台、14-搅拌摩擦焊头、15-三爪卡盘、16-铰链、17-螺母、18-步进电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种车轮踏面损伤修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有成本低、修复质量高、一致性好等特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-6所示，本发明提供一种感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，包括进给机构1，位于进给机构1上的工作台13；位于进给机构1上方的框架2，通过竖直滑轨设置在框架2上的搅拌摩擦焊机构5，以及固定于框架上的激光加热机构7，补料机构6，辊压成型机构4；感应加热线圈3绕过辊压成型机构4固定在框架上，外端接电源；安装于工作台13上的锁紧机构12和两个滚动轴承10，连接于两个滚动轴承7上的固定轴11和固定在固定轴11上的车轮8；通过铰链16连接在工作台13上的保温罩9。
辊压成型机构4中，主动辊子41和从动辊子42通过轴与外框架46连接，主动辊子41与从动辊子43相切。端盖47固定在轴与外框架46的连接处，内框架44通过方形销轴49、T形销轴48与外框架46连接，内有切合销轴的开槽，可上下移动，弹簧43套在与T形销轴48上，T形销轴穿过内框架44上方的圆孔，外端有螺纹，螺母45连接在T形销轴上，可张紧弹簧。
其中，激光加热机构7和补料机构6固定在框架2上，搅拌摩擦焊机构5可在Z轴方向上下移动。车轮8通过螺母17固定在固定轴11上，与固定轴11之间无相对转动，固定轴11安装在两个滚动轴承10上，固定轴11的一端被锁紧机构8上的三爪卡盘15夹住，使固定轴11不能转动，滚动轴承7和锁紧机构12都按一定的距离固定在工作台13上，工作台13滑动安装在进给机构1上，工作台13可以在进给机构1上水平移动，锁紧机构12在三抓卡盘15将固定轴11锁紧之后，在步进电机18的带动下可以周向转动，从而可以实现带动车轮3按一定的速度的自转和水平移动。
本发明结构简单，工作方便，如图1所示，工作时，将车轮8在工作台13上安装好，通过锁紧机构12的三爪卡盘15将要修复的车轮锁紧，进给机构1驱动工作台13向搅拌摩擦焊焊头14移动，当车轮8靠近搅拌摩擦焊焊头14时，保温罩9闭合，感应加热线圈3开始加热，锁紧机构12中的步进电机18带动轴和车轮匀速转动，进给机构1缓慢驱动工作台按一定速度移动，补料机构6融化焊丝后经导流管引流，用于填充车轮8踏面，激光加热机构7发射激光对车轮8踏面进行局部加热并辅助焊丝熔化，搅拌摩擦焊焊头14旋转，破坏车轮8踏面金属表层，并实现车轮8踏面表层金属冶金重构，辊压成型机构4将破坏的踏面压实成型，从而实现车轮踏面的螺旋修复。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：包括进给机构、工作台、框架、锁紧机构、搅拌摩擦焊机构、激光加热机构和辊压成型机构，所述工作台安装在所述进给机构上，所述工作台上固定有两个轴承座和所述锁紧机构，所述进给机构的上方架设有呈门型的所述框架，所述搅拌摩擦焊机构通过竖直滑轨设置在所述框架上，所述激光加热机构和辊压成型机构安装在所述框架上；两个轴承座之间连接安装有固定轴，待修复的车轮设置在所述固定轴上，且所述固定轴的一端通过所述锁紧机构锁紧，所述激光加热机构、辊压成型机构和搅拌摩擦焊机构用于对车轮感应加热并进行修复。
2.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：所述进给机构包括底座和导轨，所述底座的两侧顶面上均安装有所述导轨，所述导轨上对称布置有滑块，所述工作台的底面固定安装在所述滑块上。
3.根据权利要求2所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：所述进给机构还包括丝杠和步进电机一，所述底座的两端中间位置分别固定设置有轴承座一和轴承座二，所述丝杠固定安装在所述轴承座一和轴承座二之间，且所述丝杠的一端通过联轴器与所述步进电机一传动连接；所述丝杠上设置有与所述工作台的底端相固定的丝杠螺母。
4.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：还包括感应加热线圈，所述感应加热线圈绕过所述辊压成型机构固定在所述框架上，且所述感应加热线圈外端接电源。
5.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：还包括保温罩，所述保温罩为可开合式保温罩，其底端通过铰链连接在所述工作台上，顶端通过卡扣相扣合，待修复的车轮被包覆于所述保温罩内。
6.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于:所述辊压成型机构包括主动辊子、从动辊子、外框架、内框架和弹簧，外周面相切的主动辊子和从动辊子的两端通过轴与外框架连接，且轴的外侧安装有端盖；所述外框架通过方形销轴和T形销轴与所述内框架连接，内框架的两侧开设有切合销轴的开槽，水平设置的方形销轴两端位于开槽内且可沿开槽上下移动；所述弹簧套在竖直设置的T形销轴上，所述T形销轴的顶端穿过所述内框架上方的圆孔并通过螺母进行固定。
7.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：待修复的车轮安装在所述固定轴上后通过螺母进行固定，修复过程中，待修复的车轮相对于所述固定轴无转动。
8.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：所述锁紧机构包括机箱和三爪卡盘，所述三爪卡盘固定在所述机箱上并用于锁紧所述固定轴的一端；所述机箱内设置有蜗轮蜗杆机构，所述三爪卡盘的内侧端面与蜗轮的蜗轮轴相连接，驱动所述蜗轮运动的蜗杆的一端与步进电机二传动连接。
9.根据权利要求1所述的感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置，其特征在于：所述框架上还安装有补料机构。
CN201911198133.3A 2019-11-29 2019-11-29 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置 Active CN110860901B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911198133.3A CN110860901B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911198133.3A CN110860901B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110860901A true CN110860901A (zh) 2020-03-06
CN110860901B CN110860901B (zh) 2021-12-28

Family

ID=69657109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911198133.3A Active CN110860901B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110860901B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112719273A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 燕山大学 基于半固态浆料的表面预处理及修复辊压一体装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2442815Y (zh) * 2000-10-19 2001-08-15 醴陵市瓷业机械厂 单头液压深坯滚压成型机
CN1923443A (zh) * 2005-08-29 2007-03-07 姜堰市大伦精机制造有限公司 油井套管修复方法及数控修复机床
KR20070080278A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 조종인 핸드폰용 액세서리의 링체 절삭장치
US20090218837A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Thomas Edward Mantkowski Method for repair of rail wheels and repaired article
KR20110094771A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 오경완 차량용 휠 수리 장치
CN102476153A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 陈永 辊压扭绞机构
CN103182396B (zh) * 2011-12-30 2014-12-10 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种冷床保温罩
CN105033473A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 武汉法利莱切焊系统工程有限公司 一种激光焊接用自适应压轮设备
CN105666031A (zh) * 2016-04-11 2016-06-15 吉林省光铸光电科技有限公司 轨道车辆轮对的修复设备及修复方法
CN205393809U (zh) * 2015-12-09 2016-07-27 燕山大学 一种脉冲电流辅助搅拌摩擦焊的装置
CN206854793U (zh) * 2017-05-17 2018-01-09 东莞市捷信机电设备有限公司 一种新型焊接装置
CN109352262A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 重庆世潮机械有限公司 一种滚丝轮修复装置
CN110253209A (zh) * 2019-07-18 2019-09-20 燕山大学 一种用于车轮踏面损伤修复的轴向进给及拆装机构
CN209478949U (zh) * 2018-12-10 2019-10-11 新郑市众和医药包装有限公司 一种覆膜机的平整亮光式纸塑压合装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2442815Y (zh) * 2000-10-19 2001-08-15 醴陵市瓷业机械厂 单头液压深坯滚压成型机
CN1923443A (zh) * 2005-08-29 2007-03-07 姜堰市大伦精机制造有限公司 油井套管修复方法及数控修复机床
KR20070080278A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 조종인 핸드폰용 액세서리의 링체 절삭장치
US20090218837A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Thomas Edward Mantkowski Method for repair of rail wheels and repaired article
KR20110094771A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 오경완 차량용 휠 수리 장치
CN102476153A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 陈永 辊压扭绞机构
CN103182396B (zh) * 2011-12-30 2014-12-10 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种冷床保温罩
CN105033473A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 武汉法利莱切焊系统工程有限公司 一种激光焊接用自适应压轮设备
CN205393809U (zh) * 2015-12-09 2016-07-27 燕山大学 一种脉冲电流辅助搅拌摩擦焊的装置
CN105666031A (zh) * 2016-04-11 2016-06-15 吉林省光铸光电科技有限公司 轨道车辆轮对的修复设备及修复方法
CN206854793U (zh) * 2017-05-17 2018-01-09 东莞市捷信机电设备有限公司 一种新型焊接装置
CN209478949U (zh) * 2018-12-10 2019-10-11 新郑市众和医药包装有限公司 一种覆膜机的平整亮光式纸塑压合装置
CN109352262A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 重庆世潮机械有限公司 一种滚丝轮修复装置
CN110253209A (zh) * 2019-07-18 2019-09-20 燕山大学 一种用于车轮踏面损伤修复的轴向进给及拆装机构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《轻金属材料加工手册》编写组: "《轻金属材料加工手册 下》", 31 May 1980 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112719273A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 燕山大学 基于半固态浆料的表面预处理及修复辊压一体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110860901B (zh) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2349339C (en) Improved method of solid state welding and welded parts
CN205817190U (zh) 一种清根机
US10016840B2 (en) Fabrication of pipe strings using friction stir welding
CN110860901B (zh) 感应加热搅拌摩擦焊与辊压成型的车轮踏面损伤修复装置
WO2020015230A1 (zh) 一种带辅助拉绳装置的静止四轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及同时焊接中空型材的四个表面对接焊缝的方法
CN100415416C (zh) 一种辊式楔横轧机在线修模装置及修复方法
CN209816282U (zh) 一种热轧中间辊激光熔覆设备
CN116140762B (zh) 一种螺旋钢管埋弧焊机
CN109227009B (zh) 液力变矩器焊接机
CN217253587U (zh) 一种列车轮对轮缘及踏面激光再制造修复系统
CN110355461B (zh) 一种基于激光加热搅拌摩擦焊的车轮踏面修复装置
CN111687639B (zh) 长尺寸外圆表面高速激光熔覆及后处理装置与方法
CN105414969B (zh) 辗环机锥辊补焊装置
CN209792839U (zh) 一种连铸辊堆焊机
CN110253209A (zh) 一种用于车轮踏面损伤修复的轴向进给及拆装机构
CN205888325U (zh) 一种修复轧辊的堆焊设备
CN205290354U (zh) 辗环机锥辊补焊装置
CN217776003U (zh) 一种辊筒自动焊接装置
CN214558455U (zh) 一种轻量化材料焊接装置
CN210615500U (zh) 一种汽车生产用多角度激光焊机
CN212654981U (zh) 一种基于电磁技术的分布式制动装置
CN219791828U (zh) 一种轧辊缠绕装置
CN216829332U (zh) 一种高质量的轧辊堆焊修复装置
CN219074725U (zh) 一种焊接设备
CN212144504U (zh) 托轮模拟在线车削装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230111

Address after: 230000 b-1018, Woye Garden commercial office building, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: HEFEI WISDOM DRAGON MACHINERY DESIGN Co.,Ltd.

Address before: No.438, west section of Hebei Street, Haigang District, Qinhuangdao City, Hebei Province

Patentee before: Yanshan University

TR01 Transfer of patent right