CN111015068B - 一种小尺寸轴瓦高效焊接平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，包括:支撑架；轴瓦夹持装置，安装在支撑架上，包括第一转盘、多个转动安装在第一转盘上的卡盘、以及用于驱动第一转盘转动的第一驱动模块，多个卡盘成圆周阵列分布在第一转盘上；以及焊接摩刷装置，安装在支撑架上，与轴瓦夹持装置相对设置，包括第二转盘，多个安装在第二转盘靠近卡盘一侧上的焊枪和焊刷，以及用于驱动第二转盘转动、并能带动第二转盘沿第一转盘轴向靠近或远离第一转盘以使得焊枪和焊刷靠近或远离卡盘的第二驱动模块，焊枪和焊刷分别均匀分布在第二转盘的圆周两侧，并与卡盘一一对应设置。采用转盘式焊刷，一次能同时加工多个轴瓦，有利于小尺寸轴瓦的大规模、批量化生产，以满足需求。
Description
技术领域
本发明涉及轴瓦加工生产设备技术领域，尤其涉及一种小尺寸轴瓦高效焊接平台。
背景技术
滑动轴承是大型机械里的重要零件，轴瓦在滑动轴承安装中是和轴颈直接接触的部分，由于轴瓦工作环境的需要，故要求轴瓦工作表面的摩擦系数要小、和足够的疲劳强度、较好的跑合能力以及良好的耐腐蚀性。为了使轴承有效工作，轴瓦内表面合金层的添加尤为必要。
在工艺上传统的方法采用的是浇注或压合的方法，传统的加工工艺方法不仅会使金属自身的内部结构被破坏，导致的性能降低，容易产生偏析、脱壳、龟裂、气泡等缺陷。同时传统放大加工在轴瓦表面的材料寿命普遍较短。焊接是利用高温让基体与焊丝结合的加工方式。由于焊接温度较高，所以能使原子间实现永久连接，是属于化学冶金结合。覆盖在基体表面上的焊接层一般会认为均匀致密无孔隙的，所以焊层能承受较大的冲击和轴瓦工作时的高负载，但是现有的轴瓦焊接设备参差不齐，导致加工工序与加工标准都比较混杂。甚至有些加工厂为了节省加工成本，擅自改变加工工序和加工方法，导致加工出来的轴瓦达不到使用要求。而且由于这一工艺加工起来较困难，所以一些设备为达到质量要求，在数量和成本上仍比较落后。而自动化技术的发展使焊接自动化能很好的融入工业生产线，不仅适合批量生产，更能规模化生产。因此轴瓦的焊接在满足质量的要求下加工时间和加工效率还存在一定的提升空间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，以提高小尺寸轴瓦的焊接效率。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，包括:
支撑架；
轴瓦夹持装置，安装在所述支撑架上，包括第一转盘、多个转动安装在所述第一转盘上的卡盘、以及用于驱动所述第一转盘转动的第一驱动模块，多个所述卡盘成圆周阵列分布在所述第一转盘上；以及
焊接摩刷装置，安装在所述支撑架上，与所述轴瓦夹持装置相对设置，包括第二转盘，多个安装在所述第二转盘靠近卡盘一侧上的焊枪和焊刷，以及用于驱动所述第二转盘转动、并能带动所述第二转盘沿所述第一转盘轴向靠近或远离所述第一转盘以使得所述焊枪和焊刷靠近或远离所述卡盘的第二驱动模块，所述焊枪和焊刷分别均匀分布在所述第二转盘的圆周两侧，并与所述卡盘一一对应设置。
进一步，所述支撑架呈长方体框架结构，包括四根竖直设置的支撑脚和依次连接在相邻两根支撑脚之间的连接杆，所述轴瓦夹持装置和焊接摩刷装置分别位于支撑架的两端设置。
进一步，所述第一驱动模块包括第一电机和减速箱，所述减速箱安装在支撑架上，所述第一转盘通过第一转轴与所述减速箱连接。
进一步，所述卡盘通过轴承座转动安装在所述第一转盘上，所述卡盘背部同心设置有第二转轴，所述第二转轴转动安装在所述轴承座内，穿过所述轴承座的一端上设置有齿轮，相邻两根所述第二转轴之间通过链条连接，其中一根第二转轴通过第二电机驱动。
进一步，所述卡盘为气动卡盘。
进一步，所述焊枪平行于所述第二转盘轴向滑动穿设在所述第二转盘上，多个所述第二转盘之间通过弧形杆连接，所述弧形杆与所述第二转盘之间设置有气缸，用于带动所述弧形杆运动以带动所述焊枪平行于所述第二转盘轴向移动。
进一步，所述第二驱动模块包括水平移动单元和设置在所述水平移动单元上的转动驱动单元；
所述水平移动单元包括固定安装在所述支撑架上的液压缸、安装在液压缸上的推动板、以及安装在所述推动板上的焊盘支架，所述推动板的两端滑动安装在所述支撑架两侧上；
所述转动驱动单元为步进电机，所述第二转盘通过轴承转动安装在焊盘支架上，所述步进电机的驱动轴与所述第二转盘同心设置以驱动所述第二转盘转动。
进一步，所述推动板的两端均安装有一对上下相对的滚轮，所述支撑架的两侧设置有与所述滚轮相对的滑轨，所述滑轨设置有两道，位于一对滚轮之间设置，所述滚轮滚动安装在滑轨上。。
进一步，所述焊刷转动安装在所述第二转盘上，并通过第三电机驱动。
进一步，所述焊刷表面安装有用于对轴瓦内表面进行粗糙度检测的光纤传感器。
本发明的有益效果：
本发明所采用的小尺寸轴瓦高效焊接平台，采用转盘式焊刷，一次能同时加工多个轴瓦，且各个轴瓦的加工质量几乎一样，所以只需严格把控一个轴瓦的生产过程，就可对其他轴瓦并行操作，有利于小尺寸轴瓦的大规模、批量化生产，以满足需求。
附图说明
图1是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的结构示意图一；
图2是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的结构示意图二；
图3是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的第二转盘的结构示意图；
图4是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的第二驱动模块在支撑架上的安装结构示意图；
图5是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的第二驱动模块的结构示意图一；
图6是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的第二驱动模块的结构示意图二；
图7是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的轴瓦夹持装置的结构示意图一；
图8是本发明一种小尺寸轴瓦高效焊接平台的第一转盘的背面结构示意图；
其中，支撑架1、轴瓦夹持装置2、第一转盘3、卡盘4、焊接摩刷装置5、第二转盘6、焊枪7、焊刷8、支撑脚9、连接杆10、第一电机11、减速箱12、轴承座13、齿轮14、第二电机15、弧形杆16、气缸17、液压缸18、推动板19、焊盘支架20、步进电机21、滚轮22、滑轨23、第三电机24。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
如图1-图8所示，本发明的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，用于焊接内径尺寸小于200mm的轴瓦，包括支撑架1；轴瓦夹持装置2，安装在支撑架1上，包括第一转盘3、多个转动安装在第一转盘3上的卡盘4、以及用于驱动第一转盘3转动的第一驱动模块，多个卡盘4成圆周阵列分布在第一转盘3上；以及焊接摩刷装置5，焊接摩刷装置5安装在支撑架1上，与轴瓦夹持装置2相对设置，包括第二转盘6，多个安装在第二转盘6靠近卡盘4一侧上的焊枪7和焊刷8，以及用于驱动第二转盘6转动、并能带动第二转盘6沿第一转盘3轴向靠近或远离第一转盘3以使得焊枪7和焊刷8靠近或远离卡盘4的第二驱动模块，焊枪7和焊刷8分别均匀分布在第二转盘6的圆周两侧，并与卡盘4一一对应设置。
本实施例中，卡盘4设置有8个，卡盘4用于夹持轴瓦，为便于进行自动化控制，本实施例中的卡盘4为三爪气动卡盘，通过电磁阀控制与卡盘4相连接的气室来控制卡盘4动作。并且，针对三爪气动卡盘最大的缺点磨损问题加以改进，在每个卡爪内表面压合高强度合金，有效防止磨损，延长卡盘4的使用寿命。同时，在卡盘4与轴瓦接触部分设置一压变传感器，用于检测卡爪对轴瓦的夹持力，一方面防止夹持力不足，导致轴瓦脱落；一方面防止夹持力过大，损坏轴瓦，由于各个卡盘设定值相同，经济性考虑，只设置一个压变传感器。
具体的，支撑架1呈长方体框架结构，包括四根竖直设置的支撑脚9和依次连接在相邻两根支撑脚9之间的连接杆10，轴瓦夹持装置2和焊接摩刷装置5分别位于支撑架1的两端设置。
具体的，第一驱动模块包括第一电机11和减速箱12，减速箱12安装在支撑架1上，第一转盘3通过第一转轴与减速箱12连接。第一电机11通过减速箱12带动第一转盘3转动，方便工人在合适的操作位置向卡盘4上依次装载轴瓦或在轴瓦完成焊接以后将轴瓦依次取下，工人不需要改变操作位置即可进行操作。
卡盘4通过轴承座13转动安装在第一转盘3上，卡盘4背部同心设置有第二转轴，第二转轴转动安装在轴承座13内，穿过轴承座13的一端上设置有齿轮14，相邻两根第二转轴之间通过链条连接，其中一根第二转轴通过第二电机15驱动。具体到本实施例中，采用两个第二电机15采用一拖四的方式进行驱动，即一个第二电机15通过齿形链传动同时拖动四个卡盘4转动，从而在卡盘4上安装轴瓦后，能够同步带动轴瓦转动，使每个轴瓦的焊接速度保持一致。
焊枪7平行于第二转盘6轴向滑动穿设在第二转盘6上，多个第二转盘6之间通过弧形杆16连接，弧形杆16与第二转盘6之间设置有气缸17，用于带动弧形杆16运动以带动焊枪7平行于第二转盘6轴向移动。气缸17伸出时，带动弧形杆16逐渐向远离第二转盘6的方向运动，从而带动焊枪7的焊头靠近第二转盘6，从而对轴瓦内壁从固定端向另一端进行焊接；同理当气缸17收缩时，带动弧形杆16向靠近第二转盘6的方向运动，从而带动焊枪7的焊头远离第二转盘6，伸入轴瓦的固定端进行焊接。
具体的，第二驱动模块包括水平移动单元和设置在水平移动单元上的转动驱动单元；水平移动单元包括固定安装在支撑架1上的液压缸18、安装在液压缸18上的推动板19、以及安装在推动板19上的焊盘支架20，推动板19的两端滑动安装在支撑架1两侧上；转动驱动单元为步进电机21，第二转盘6通过轴承转动安装在焊盘支架20上，步进电机21的驱动轴与第二转盘6同心设置以驱动第二转盘6转动。
为保证推动板19运动时的稳定性，推动板19的两端均安装有一对上下相对的滚轮22，支撑架1的两侧设置有与滚轮22相对的滑轨23，滑轨23设置有两道，位于一对滚轮22之间设置，滚轮22滚动安装在滑轨23上。
焊刷8转动安装在第二转盘6上，并通过第三电机24驱动，第三电机24驱动焊刷8转动，从而对轴瓦的内壁进行刷洗。并且，焊刷8表面安装有用于对轴瓦内表面进行粗糙度检测的光纤传感器，检测轴瓦内表面质量是否满足要求，满足则进行下一步骤，不满足则停止工作并检查焊枪与焊刷等是否损坏。
本发明的小尺寸轴瓦高效焊接平台主要操作步骤如下：
步骤1:采用机械手或人工装夹轴瓦，根据压变传感器反馈调定卡盘压力大小，使之既不会破坏轴瓦表面，也不会发生松动现象，气动卡盘也设有安全气压值，作为第二重保障；
步骤2：液压缸18推动第二转盘6移动至指定加工位置；
步骤3：开始加工，焊枪7上的送丝机工作，第二电机15驱动轴瓦开始进行缓慢的顺时针同步转动，气缸17通过弧形杆16带动各焊枪同步工进，因为焊刷8未工作，所以此时第二转盘6不用移动；
步骤4：待四个轴瓦一轮焊接完毕后，步进电机21顺时针旋转半周，原焊接位置轮换为焊刷位置，第三电机24驱动焊刷8顺时针转动，开始第一轮刷洗，由于轴瓦和焊刷8同为顺时针转动，轴瓦的缓慢转动和焊刷8的快速刷洗，使轴瓦内表面被刷洗的更加均匀；原焊刷位置轮换为焊接位置，进行第一轮焊接，液压缸18推动第二转盘6移动使焊枪7、焊刷8进行工进，第二转盘6移动速度为焊刷8工进速度，由于焊枪7与焊刷8工进速度不同，这时弧形杆16带动焊枪7进行工进调节，使工进速度满足要求，上述轮换重复两遍，第三遍进行精焊和精刷，第四遍只用焊刷8进行刷磨，光纤传感器工作，检测轴瓦内表面质量是否满足要求，满足则进行下一步骤，不满足则停止工作并检查焊枪7与焊刷8等是否损坏等；
步骤5：焊接平台停车，卸下轴瓦，进行下一步工作。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (7)
1.一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于,包括:
支撑架(1)；
轴瓦夹持装置(2)，安装在所述支撑架(1)上，包括第一转盘(3)、多个转动安装在所述第一转盘(3)上的卡盘(4)、以及用于驱动所述第一转盘(3)转动的第一驱动模块，多个所述卡盘(4)成圆周阵列分布在所述第一转盘(3)上；以及
焊接摩刷装置(5)，安装在所述支撑架(1)上，与所述轴瓦夹持装置(2)相对设置，包括第二转盘(6)，多个安装在所述第二转盘(6)靠近卡盘(4)一侧上的焊枪(7)和焊刷(8)，以及用于驱动所述第二转盘(6)转动、并能带动所述第二转盘(6)沿所述第一转盘(3)轴向靠近或远离所述第一转盘(3)以使得所述焊枪(7)和焊刷(8)靠近或远离所述卡盘(4)的第二驱动模块，所述焊枪(7)和焊刷(8)分别均匀分布在所述第二转盘(6)的圆周两侧，并与所述卡盘(4)一一对应设置；
所述焊枪(7)平行于所述第二转盘(6)轴向滑动穿设在所述第二转盘(6)上，多个所述焊枪(7)之间通过弧形杆(16)连接，所述弧形杆(16)与所述第二转盘(6)之间设置有气缸(17)，用于带动所述弧形杆(16)运动以带动所述焊枪(7)平行于所述第二转盘(6)轴向移动；
所述第二驱动模块包括水平移动单元和设置在所述水平移动单元上的转动驱动单元；
所述水平移动单元包括固定安装在所述支撑架(1)上的液压缸(18)、安装在液压缸(18)上的推动板(19)、以及安装在所述推动板(19)上的焊盘支架(20)，所述推动板(19)的两端滑动安装在所述支撑架(1)两侧上；
所述转动驱动单元为步进电机(21)，所述第二转盘(6)通过轴承转动安装在焊盘支架(20)上，所述步进电机(21)的驱动轴与所述第二转盘(6)同心设置以驱动所述第二转盘(6)转动；
所述推动板(19)的两端均安装有一对上下相对的滚轮(22)，所述支撑架(1)的两侧设置有与所述滚轮(22)相对的滑轨(23)，所述滑轨(23)设置有两道，位于一对滚轮(22)之间设置，所述滚轮(22)滚动安装在滑轨(23)上。
2.根据权利要求1所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述支撑架(1)呈长方体框架结构，包括四根竖直设置的支撑脚(9)和依次连接在相邻两根支撑脚(9)之间的连接杆(10)，所述轴瓦夹持装置(2)和焊接摩刷装置(5)分别位于支撑架(1)的两端设置。
3.根据权利要求2所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述第一驱动模块包括第一电机(11)和减速箱(12)，所述减速箱(12)安装在支撑架(1)上，所述第一转盘(3)通过第一转轴与所述减速箱(12)连接。
4.根据权利要求3所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述卡盘(4)通过轴承座(13)转动安装在所述第一转盘(3)上，所述卡盘(4)背部同心设置有第二转轴，所述第二转轴转动安装在所述轴承座(13)内，穿过所述轴承座(13)的一端上设置有齿轮(14)，相邻两根所述第二转轴之间通过链条连接，其中一根第二转轴通过第二电机(15)驱动。
5.根据权利要求4所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述卡盘(4)为气动卡盘。
6.根据权利要求1所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述焊刷(8)转动安装在所述第二转盘(6)上，并通过第三电机(24)驱动。
7.根据权利要求1所述的一种小尺寸轴瓦高效焊接平台，其特征在于：所述焊刷(8)表面安装有用于对轴瓦内表面进行粗糙度检测的光纤传感器。
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