CN113893980A - 一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置 - Google Patents

一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及热喷涂涂层技术领域，特别是关于一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置。该装置包括依次连接设置的后支撑座、中间连接器、同轴稳定器、定位连接器、后置锁环、母锁、子锁、前置锁环，等离子内孔喷枪水冷套管通过等离子内孔喷枪的固定锁紧装置与商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子内孔喷枪水冷套管与商用喷涂机械手同轴联动，使商用喷涂机械手转动角度范围为0°～360°。本发明集圆柱面、弧面及不规则曲面于一体，且整个零件不同心的航天发动机燃烧室热端部件内表面用热障涂层的制备，解决了我国航天发动机“卡脖子”关键技术，并能有效、稳定地控制热障涂层的性能和质量，提高生产效率。

Description

一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置
技术领域
本发明涉及热喷涂涂层技术领域，特别是关于一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置。
背景技术
我国某航天发动机燃烧室窄内腔复杂型面的热端部件，工作时瞬时承温高(目前最高可达到2800℃)，现有的材料已无法满足使用要求，必须采用热喷涂热障涂层的方式对其内表面进行有效防护。由于该热端部件内腔最窄距离仅60mm，集圆柱面、弧面及不规则曲面于一体，且整个零件不同心。对其涂层的制备存在巨大的困难，必须采用等离子内孔喷枪，利用机械手使等离子内孔喷枪可以根据工件的形状规划出路径，实现喷枪与工件联动的自动化喷涂方式。但是，目前市场上的等离子内孔喷枪由于其设计的局限性，当机械手运行快速复杂路径时，喷枪会出现严重的抖动，严重时甚至与工件会发生碰撞，无法灵活地执行预设的路径程序，严重地减少了等离子内孔喷枪的使用寿命，使涂层的性能和质量不稳定，无法实现对窄内腔复杂型面的热端部件内表面热障涂层的制备。
发明内容
为了解决上述问题，实现窄内腔复杂型面的热端部件内表面热障涂层的制备，本发明的目的在于提供一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，可使等离子内孔喷枪在执行复杂路径时高度稳定，实现窄内腔复杂型面的热端部件内表面热障涂层的制备，并能有效、稳定地控制窄内腔复杂型面的热端部件用热障涂层的性能和质量，提高生产效率。
为了达到上述的目的，本发明的技术方案是：
一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，该装置包括依次连接设置的后支撑座、中间连接器、同轴稳定器、定位连接器、后置锁环、母锁、子锁、前置锁环，具体结构如下：
等离子内孔喷枪的固定锁紧装置内形成中空结构的内腔，等离子内孔喷枪水冷套管的一端穿设于所述内腔中，等离子内孔喷枪底座通过螺钉固定在同轴稳定器的外侧，子锁固定粘接在等离子内孔喷枪水冷套管的外壁表面；定位连接器定位等离子内孔喷枪水冷套管，定位连接器为位于前部的圆柱段与位于后部的圆台段一体组合而成锥形筒状结构，定位连接器的后端带有法兰，定位连接器的前端内壁面与等离子内孔喷枪水冷套管外壁紧密贴合，定位连接器的前端外表面设有外螺纹，定位连接器通过该外螺纹与母锁连接；定位连接器的后端法兰与同轴稳定器的前端相对应，并通过螺丝连接固定。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，子锁与定位连接器通过后置锁环、母锁及前置锁环连接，后置锁环、母锁、前置锁环均设有内螺纹，后置锁环、母锁的一端依次通过内螺纹安装于定位连接器的前端，且后置锁环紧贴母锁的一端面；子锁设有外螺纹，子锁的一端通过外螺纹安装于母锁的另一端，前置锁环通过内螺纹安装于子锁上且紧贴母锁的另一端面。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，后置锁环从后方对母锁进行锁紧，前置锁环用来从前方对母锁进行锁紧，通过前置锁环和后置锁环来固定母锁，且调节母锁的位置。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，中间连接器为两端带有法兰的非闭合直筒型，且壁面呈栅式结构，同轴稳定器与后支撑座通过中间连接器连接。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，同轴稳定器为后端带法兰的圆筒形结构，同轴稳定器设计成非闭合形式，同轴稳定器固定等离子内孔喷枪底座，并与中间连接器连接，使等离子内孔喷枪与商用喷涂机械手第六轴同轴。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，后支撑座为两端带有法兰的圆筒形结构，后支撑座的前端法兰与中间连接器的后端相对应，后支撑座的前端法兰均匀加工螺纹孔，后支撑座的后端法兰与商用喷涂机械手第六轴相对应。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，中间连接器的前端与同轴稳定器的后端通过法兰连接，中间连接器的后端与后支撑座的前端通过法兰连接，后支撑座的后端与商用喷涂机械手第六轴进行连接，并与商用喷涂机械手第六轴的中心线保持同轴。
所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，等离子内孔喷枪水冷套管通过等离子内孔喷枪的固定锁紧装置与商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子内孔喷枪水冷套管与商用喷涂机械手同轴联动，使商用喷涂机械手转动角度范围为0°～360°。
本发明的设计思想是：
本发明采用模块化的设计思想，针对等离子内孔喷枪由底座至水冷套管各部位形状与尺寸设计独立的支撑结构与配件，采用螺钉固定的方式将各部件组装成完整固定锁紧装置，与等离子内孔喷枪配合度高，各部件灵活可调易于更换，并可根据不同喷枪要求对配件尺寸进行调整，扩展该装置使用范围。通过后支撑座、中间连接器、同轴稳定器、定位连接器、后置锁环、母锁、子锁、前置锁环等系列配件的有效配合，可将等离子内孔喷枪与商用喷涂机械手稳固连接，扩展喷枪前端自由度。
本发明的优点及有益效果是：
本发明等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，包括后支撑座、中间连接器、同轴稳定器、定位连接器、后置锁环、母锁、子锁、前置锁环，该装置可固定等离子内孔喷枪底座，并对等离子内孔喷枪水冷套管进行锁紧，使等离子内孔喷枪与商用喷涂机械手第六轴同轴转动，转动范围由-60°～+60°扩大至0°～360°，并使等离子内孔喷枪在快速运行过程中保持稳定，不发生抖动，实现窄内腔复杂型面的热端部件内表面热障涂层的制备。
附图说明
图1为本发明等离子内孔喷枪的整体结构示意图；图中，11等离子内孔喷枪水冷套管；12等离子内孔喷枪底座；13等离子内孔喷枪的固定锁紧装置；14等离子内孔喷枪水冷电缆；15商用喷涂机械手第六轴；16商用喷涂机械手；17等离子水冷转接箱。
图2-图3为本发明等离子内孔喷枪的固定锁紧装置结构示意图；其中，图2为分解图，图3为组装图。图中，21后支撑座；22中间连接器；23同轴稳定器；24定位连接器；25后置锁环；26母锁；27子锁；28前置锁环。
具体实施方式
以下将结合图1～图2对本发明的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置作进一步的详细描述。
参见图1，本发明较佳地实施了的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置的应用，等离子内孔喷枪包括等离子内孔喷枪水冷套管11、等离子内孔喷枪底座12、等离子内孔喷枪的固定锁紧装置13、等离子内孔喷枪水冷电缆14、商用喷涂机械手第六轴15、商用喷涂机械手16、商用水电转接箱17，具体描述如下：
等离子内孔喷枪水冷套管11通过等离子内孔喷枪的固定锁紧装置13与商用喷涂机械手第六轴15连接，实现等离子内孔喷枪水冷套管11与商用喷涂机械手16同轴联动，扩大商用喷涂机械手转动角度范围至0°～360°；等离子内孔喷枪底座12通过等离子内孔喷枪的固定锁紧装置13牢牢固定，同时在等离子喷枪水冷套管11进行快速大范围角度运行时，等离子内孔喷枪底座12对等离子内孔喷枪水冷电缆14进行保护，延长等离子内孔喷枪水冷电缆14的使用寿命。
参见图1、图2、图3，较佳的，本发明的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，包括依次连接设置的后支撑座21、中间连接器22、同轴稳定器23、定位连接器24、后置锁环25、母锁26、子锁27、前置锁环28，具体描述如下：
等离子内孔喷枪的固定锁紧装置内形成中空结构的内腔，等离子内孔喷枪水冷套管11的一端穿设于所述内腔中，等离子内孔喷枪底座12通过螺钉固定在同轴稳定器23的外侧，子锁27固定粘接在等离子内孔喷枪水冷套管11的外壁表面；定位连接器24用来定位等离子内孔喷枪水冷套管11，根据等离子内孔喷枪水冷套管11的形状，定位连接器24为位于前部的圆柱段与位于后部的圆台段一体组合而成锥形筒状结构，定位连接器24的后端带有法兰，定位连接器24的前端内壁面与等离子内孔喷枪水冷套管11外壁紧密贴合，定位连接器24的前端外表面加工出外螺纹结构，定位连接器24通过该外螺纹与母锁26连接；定位连接器24的后端法兰与同轴稳定器23的前端相对应，并通过螺丝连接固定，这种连接方式使等离子内孔喷枪水冷套管11与整个固定锁紧装置形成稳定的连接。
利用后置锁环25、母锁26及前置锁环28将子锁27与定位连接器24连接，其中：后置锁环25、母锁26、前置锁环28均设有内螺纹，后置锁环25、母锁26的一端依次通过内螺纹安装于定位连接器24的前端，且后置锁环25紧贴母锁26的一端面；子锁27设有外螺纹，子锁27的一端通过外螺纹安装于母锁26的另一端，前置锁环28通过内螺纹安装于子锁27上且紧贴母锁26的另一端面；后置锁环25用来从后方对母锁26进行锁紧，前置锁环28用来从前方对母锁26进行锁紧，通过前置锁环28和后置锁环25来固定母锁26，同时也可以通过前置锁环28和后置锁环25调节母锁26的位置。这样，就使等离子内孔喷枪水冷套管11与等离子内孔喷枪底座12固定并锁紧在该装置内。
中间连接器22为两端带有法兰的非闭合直筒型，且壁面呈栅式结构，用来连接同轴稳定器23与后支撑座21，不仅可以提高中间连接器22的长度，还可以固定等离子内孔喷枪水冷电缆14，使其不会因喷枪角度的频繁变化而受损。同轴稳定器23为后端带法兰的圆筒形结构，同轴稳定器23设计成非闭合形式，主要的作用是方便固定等离子内孔喷枪底座12，并与中间连接器22连接，保证等离子内孔喷枪与商用喷涂机械手第六轴15同轴，使其可与商用喷涂机械手第六轴15同轴稳定运动。后支撑座21为两端带有法兰的圆筒形结构，后支撑座21的前端(大端)法兰与中间连接器22的后端相对应，后支撑座21的前端法兰均匀加工6个螺纹孔，后支撑座21的后端(小端)法兰与商用喷涂机械手第六轴15相对应。中间连接器22的前端与同轴稳定器23的后端通过法兰连接，中间连接器22的后端与后支撑座21的前端通过法兰连接，后支撑座21的后端与商用喷涂机械手第六轴15进行连接，并与商用喷涂机械手第六轴15的中心线保持同轴。
等离子内孔喷枪水冷电缆14的一端与等离子内孔喷枪底座12连接，等离子内孔喷枪水冷电缆14的另一端与等离子水冷转接箱17连接，等离子内孔喷枪水冷电缆14的作用是：为等离子内孔喷枪提供电流及水冷保护。
中间连接器22对等离子内孔喷枪水冷电缆14进行固定，保护等离子内孔喷枪水冷电缆14在等离子喷枪水冷套管11快速运行和大范围角度变化过程中，不受外力的损害，等离子内孔喷枪的固定锁紧装置13通过后支撑座21与商用喷涂机械手第六轴15连接，并实现同轴运行，保证等离子喷枪水冷套管11位置精确，运行稳定。
本实施例中，等离子内孔喷枪可实现0°～360°范围内稳定、快速运行，满足航天发动机燃烧室窄内腔复杂型面的热端部件内表面涂层制备的要求。
实施例结果表明，本发明等离子内孔喷枪的固定锁紧装置可以扩大等离子内孔喷枪的角度范围至0°～360°，保证等离子内孔喷枪在快速运行中稳定，不抖动，实现内腔最窄距离仅60mm，集圆柱面、弧面及不规则曲面于一体，且整个零件不同心的航天发动机燃烧室热端部件内表面用热障涂层的制备，解决了我国航天发动机“卡脖子”关键技术，并能有效、稳定地控制热障涂层的性能和质量，提高生产效率。

Claims (8)

1.一种等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，该装置包括依次连接设置的后支撑座、中间连接器、同轴稳定器、定位连接器、后置锁环、母锁、子锁、前置锁环，具体结构如下：
等离子内孔喷枪的固定锁紧装置内形成中空结构的内腔，等离子内孔喷枪水冷套管的一端穿设于所述内腔中，等离子内孔喷枪底座通过螺钉固定在同轴稳定器的外侧，子锁固定粘接在等离子内孔喷枪水冷套管的外壁表面；定位连接器定位等离子内孔喷枪水冷套管，定位连接器为位于前部的圆柱段与位于后部的圆台段一体组合而成锥形筒状结构，定位连接器的后端带有法兰，定位连接器的前端内壁面与等离子内孔喷枪水冷套管外壁紧密贴合，定位连接器的前端外表面设有外螺纹，定位连接器通过该外螺纹与母锁连接；定位连接器的后端法兰与同轴稳定器的前端相对应，并通过螺丝连接固定。
2.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，子锁与定位连接器通过后置锁环、母锁及前置锁环连接，后置锁环、母锁、前置锁环均设有内螺纹，后置锁环、母锁的一端依次通过内螺纹安装于定位连接器的前端，且后置锁环紧贴母锁的一端面；子锁设有外螺纹，子锁的一端通过外螺纹安装于母锁的另一端，前置锁环通过内螺纹安装于子锁上且紧贴母锁的另一端面。
3.按照权利要求2所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，后置锁环从后方对母锁进行锁紧，前置锁环用来从前方对母锁进行锁紧，通过前置锁环和后置锁环来固定母锁，且调节母锁的位置。
4.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，中间连接器为两端带有法兰的非闭合直筒型，且壁面呈栅式结构，同轴稳定器与后支撑座通过中间连接器连接。
5.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，同轴稳定器为后端带法兰的圆筒形结构，同轴稳定器设计成非闭合形式，同轴稳定器固定等离子内孔喷枪底座，并与中间连接器连接，使等离子内孔喷枪与商用喷涂机械手第六轴同轴。
6.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，后支撑座为两端带有法兰的圆筒形结构，后支撑座的前端法兰与中间连接器的后端相对应，后支撑座的前端法兰均匀加工螺纹孔，后支撑座的后端法兰与商用喷涂机械手第六轴相对应。
7.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，中间连接器的前端与同轴稳定器的后端通过法兰连接，中间连接器的后端与后支撑座的前端通过法兰连接，后支撑座的后端与商用喷涂机械手第六轴进行连接，并与商用喷涂机械手第六轴的中心线保持同轴。
8.按照权利要求1所述的等离子内孔喷枪的固定锁紧装置，其特征在于，等离子内孔喷枪水冷套管通过等离子内孔喷枪的固定锁紧装置与商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子内孔喷枪水冷套管与商用喷涂机械手同轴联动，使商用喷涂机械手转动角度范围为0°～360°。
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