CN115365720A - 一种具有导电滑环的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有导电滑环的焊接设备，包括通过供电电缆连接的电控箱和焊接机头，在供电电缆上设置有导电滑环(1)，导电滑环(1)包括可相对旋转的固定壳(11)和导电转轴(12)，在固定壳(11)上设置有的电刷(13)，电刷(13)为导体，通过电缆与电控箱电连接，导电转轴(12)为绝缘体，在导电转轴(12)上设置有导电层(121)和导电柱(122)；导电层(121)为环状，垂直于导电转轴(12)的旋转轴设置，导电柱(122)与导电转轴(12)的旋转轴平行，导电柱(122)与焊接机头电连接，电刷(13)与导电层(121)紧贴。本发明提供的具有导电滑环的焊接设备，焊接机头可以无限回转，回转过程中，各种供电电缆不会出现自旋以及相互缠绕的问题。

Description

一种具有导电滑环的焊接设备

技术领域

本发明涉及一种具有导电滑环的焊接设备，涉及焊接设备技术领域。

背景技术

核电领域的蒸汽发生器制造过程中，需要在如人孔、端面、内壁、拐角等位置进行TIG焊接，还需要进行蒸发器泵壳与安全端对接TIG焊接。

由于蒸发器本身重量和体积限制，施焊时蒸发器产品需要固定不动，而TIG焊接设备进行相应部位自动化焊接，现有的焊接方法需要人工拖动TIG焊接设备进行焊接，费时费力，并且容易造成核电蒸发器设备的损坏。

尤其是在蒸发器泵壳与安全端、出口接管等进行环缝对接时，焊接面为一个巨大的环形，此时，需要TIG焊接设备以环形面轴心为转轴进行多轮的旋转焊接，即焊机头进行无限回转，以保证焊接质量。

TIG焊接设备不仅需要供电用于钨极焊接和热丝加热，有时还需要向焊接机头各部位如摄像头、照明灯、微型滑板等部位进行供电，在TIG焊接设备旋转焊接过程中，不同种类的供电电缆会产生自旋以及相互缠绕旋转，造成焊接设备晃动导致焊接稳定性降低、以及焊接设备损坏，甚至出现供电电缆漏电造成生产事故。

由于上述原因，有必要研究一种适用于蒸汽发生器的焊接设备，使得焊接机头在无限回转过程中，各种供电电缆不会出现自旋以及相互缠绕的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，设计出一种具有导电滑环的焊接设备，所述焊接设备包括电控箱和焊接机头，电控箱和焊接机头之间通过供电电缆连接，

在供电电缆上设置有导电滑环1，所述导电滑环1包括可相对旋转的固定壳11和导电转轴12，在固定壳11上设置有的电刷13，所述电刷13为导体，电刷13通过电缆与电控箱电连接，

所述导电转轴12为绝缘体，在导电转轴12上设置有导电层121和导电柱122，导电层121和导电柱122均为导体，二者电连接；

导电层121为环状，垂直于导电转轴12的旋转轴设置，导电柱122与导电转轴12的旋转轴平行，

所述导电柱122的一端凸出于导电转轴12表面，使得能够导电柱122与焊接机头电连接，

所述电刷13与导电层121紧贴，使得导电转轴12旋转时，电刷13与导电层121之间仍然能够导通。

在一个优选的实施方式中，所述焊接机头上设置有焊枪和热丝单元，其中，所述焊枪用于给钨极通电融化焊丝以进行焊接，所述热丝单元用于对焊丝进行预热；

所述电控箱具有多种电源，焊枪、热丝单元连接不同种类的电源。

在一个优选的实施方式中，所述电刷13具有多个，分布为多层结构，每层至少具有一个电刷13，每层电刷13与电控箱的一种类型的电源电连接；

所述导电层121和导电柱122具有多个，多个导电层121形成多层结构，每个环形导电层121仅与一个导电柱122电连接，

每层电刷13仅与一个导电层121紧贴。

在一个优选的实施方式中，所述电刷13包括与固定壳11固定连接的刷架132，以及安装于刷架132内部的刷芯131，

所述刷芯131一端为弧形，使得其能够与环形导电层121的侧面贴合。

在一个优选的实施方式中，在刷架132与刷芯131之间设置有弹簧，通过弹簧压迫刷芯131，使得刷芯131能够紧贴导电层121。

在一个优选的实施方式中，多个导电层121之间设置有绝缘垫

在一个优选的实施方式中，在导电层121的内侧，以及在导电转轴12对应位置设置有销轴孔，以将二者通过销轴固定为一体。

在一个优选的实施方式中，所述固定壳11包括可扣合在一起的壳盖体111和壳底座112，

所述壳盖体111具有多处镂空以供电刷13穿过，所述壳底座112为平板，中部具有通孔以供导电柱122漏出，

所述刷架132固定在壳底座112上。

在一个优选的实施方式中，在导电转轴12与固定壳11接触位置设置有轴承14。

本发明还提供了一种焊接设备回转方法，通过设置可相对转动的电刷13与导电层121，电刷与电控箱连接，导电层与焊接机头连接，使得焊接设备回转时，供电电缆不产生缠绕。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)焊接机头可以无限回转，回转过程中，各种供电电缆不会出现自旋以及相互缠绕的问题；

(2)结构简单，使用寿命长。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环整体结构示意图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环剖面结构示意图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环内电刷与导电层结构示意图；

图4示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环固定壳结构示意图；

图5示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环内电刷与导电层结构示意图；

图6示出根据本发明一种优选实施方式的具有导电滑环的焊接设备中导电滑环内电刷与导电层结构示意图。

附图标号说明：

1-导电滑环；

11-固定壳；

12-导电转轴；

13-电刷；

14-轴承；

111-壳盖体；

112-壳底座；

121-导电层；

122-导电柱；

131-刷芯；

132-刷架。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的一种具有导电滑环的焊接设备，所述焊接设备包括电控箱和焊接机头，电控箱和焊接机头之间通过供电电缆连接，

在供电电缆上设置有导电滑环1，所述导电滑环1包括可相对旋转的固定壳11和导电转轴12，如图1所示，

进一步地，所述固定壳11为绝缘体，在固定壳11上设置有的电刷13，所述电刷13为导体，电刷13通过电缆与电控箱电连接，所述导电转轴12为绝缘体，在导电转轴12上设置有导电层121和导电柱122，导电层121和导电柱122为导体；

导电层121为环状，垂直于导电转轴12的旋转轴设置，导电柱122与导电转轴12的旋转轴平行，如图2所示，

所述导电柱122与焊接机头电连接，

所述电刷13与导电层121紧贴，使得导电转轴12旋转时，电刷13与导电层121之间仍然能够导通。

根据本发明，在焊接设备旋转焊接过程中，通过导电转轴12相对电刷13的旋转，解决了供电电缆旋转缠绕问题。

在一个优选的实施方式中，所述焊接机头上设置有焊枪和热丝单元，其中，所述焊枪用于给钨极通电融化焊丝以进行焊接，所述热丝单元用于对焊丝进行预热；

所述电控箱具有多种电源，焊枪、热丝单元连接不同种类的电源。

进一步优选地，在所述焊接机头上还设置有摄像头、照明灯等辅助焊接部件，在所述电控箱中设置有摄像头、照明灯等辅助焊接部件的供电电源。

进一步优选地，所述电刷13具有多个，分布为多层结构，每层至少具有一个电刷13，每层电刷13与电控箱的一种类型的电源电连接；

所述导电层121和导电柱122具有多个，多个导电层121形成多层结构，每个环形导电层121仅与一个导电柱122电连接，

每层电刷13仅与一个导电层121紧贴。根据本发明，由于每个环形导电层121仅与一个导电柱122电连接，从而实现了不同种类的电源分隔传递。

进一步地，在本发明中，对每个环形导电层121仅与一个导电柱122电连接的具体实现方法不做限定，本领域技术人员可根据实际需要进行实现，例如，在导电柱122外套设绝缘套，使得导电柱122与其它无需电连接的导电层121接触时不会产生电导通。

根据本发明一个优选的实施方式，在导电层121的内侧，以及在导电转轴12对应位置设置有销轴孔，以将二者通过销轴固定。

发明人发现，虽然可以通过导电柱122将导电层121与导电转轴12固定在一起，但是由于导电层持续与电刷摩擦会产生较大的径向力，该径向力最终会施加在导电柱122与导电层121的连接位置，从而降低了导电柱122与导电层121之间的连接强度，导致装置使用寿命的降低。在本发明中，通过设置销轴将导电层121与导电转轴12固定，可以极大降低径向力对导电柱122与导电层121连接位置的破坏。

根据本发明，所述具有导电滑环的焊接设备用于焊接核电领域的蒸汽发生器，蒸汽发生器对焊接质量要求极高，因此，要求焊接设备在旋转焊接时不能有大的抖动，即导电滑环旋转需要顺滑，不能出现旋转卡顿、导电转轴晃动等现象。

在一个优选的实施方式中，每层电刷13具有四个，四个电刷13均匀分布在导电层121的周向，使得导电层121受力均匀，避免导电层121出现偏磨现象导致导电转轴12出现晃动。根据本发明一个优选的实施方式，如图3所示，所述电刷13包括与固定壳11固定连接的刷架132，以及安装于刷架132内部的刷芯131，

所述刷架132为盒体，

所述刷芯131一端为弧面，使得其能够与环形导电层121的侧面贴合。

为提高导电滑环旋转的顺滑性能，降低旋转卡顿、旋转抖动问题，在一个优选的实施方式中，所述电刷13与导电层121之间还设置有多个柱状的导电滚子15，如图5所示。

发明人发现，直接使用刷芯131与环形导电层121接触，长期使用后，容易导致刷芯131出现偏磨，导致环形导电层121受力不均，出现环形导电层121异常磨损，极易出现旋转卡顿以及旋转抖动问题。在本发明中，通过设置柱状的导电滚子15，将电刷13与导电层121之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，不仅极大降低了磨损速率，还提高了导电滑环旋转的顺滑性能。

在一个实施方式中，所述导电滚子15的上下端部和侧部设置有挡边151，所述挡边151固定在电刷13上，用于将导电滚子15固定在电刷13上。

在一个更优选的实施方式中，如图6所示，所述导电滚在15均匀设置在环形导电层121的周向，在所述导电滚子15的上下端部设置挡边151，通过挡边151将导电滚子15固定在环形导电层121上。由于导电滚子15不再与某一个电刷13相固定，即多个电刷13共用所有的导电滚子15，可以避免某个导电滚子15磨损较大，导致导电滑环转动时出现晃动问题。在一个优选的实施方式中，在刷架132与刷芯131之间设置有弹簧，通过弹簧压迫刷芯131，将刷芯131挤压向导电层121。

在一个优选的实施方式中，所述刷芯131的另一端长方体，所述刷架132为方状盒体，使得刷架132能够套设在刷芯131上，方状盒体的刷架132起到导向作用，使得刷芯131仅能向环形导电层121的径向方向运动，避免了刷芯131晃动，减少了刷芯131的偏磨概率。

进一步地，所述刷架132为导体，与电控箱连接的电缆固定在刷架132上。

将电缆固定在刷架132，相比于直接将其与刷芯131连接，避免了电缆晃动导致刷芯131与导电层121或导电滚子15结合不紧密出现电源供电不稳现象。根据本发明一个优选的实施方式，多个导电层121之间设置有绝缘垫，以保证多种电源之间不会互通。

根据本发明一个优选的实施方式，所述固定壳11包括可扣合在一起的壳盖体111和壳底座112，

所述壳盖体111具有多处镂空以供电刷13穿过，所述壳底座112为平板，中部具有通孔以供导电柱122漏出，如图4所示，

进一步优选地，所述刷架132固定在壳底座112上。由于壳盖体111具有较多的镂空区域，导致壳盖体111整体机械强度不足，发明人发现，虽然刷架132紧邻壳盖体111，直接将刷架132固定在壳盖体111上较为方便，但是当直接将刷架132固定在壳盖体111上时，壳盖体111容易出现变形，影响使用寿命，基于此，发明人对该处进行了改进，将刷架固定在壳底座112上，以增强装置的机械强度。

根据本发明一个优选的实施方式，在导电转轴12与固定壳11接触位置设置有轴承14，如图2所示。

本发明还提供了一种焊接设备回转方法，通过在供电电缆上设置可相对转动的电刷13与导电层121，电刷与电控箱连接，导电层与焊接机头连接，电刷13与导电层121之间滑动摩擦，使得焊接设备回转时，供电电缆不产生缠绕。

优选地，通过设置多层电刷13和多个导电层121，将不同类型的电源通过不同层的电刷、导电层传递至焊接机头。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有导电滑环的焊接设备，所述焊接设备包括电控箱和焊接机头，电控箱和焊接机头之间通过供电电缆连接，其特征在于，

在供电电缆上设置有导电滑环(1)，所述导电滑环(1)包括可相对旋转的固定壳(11)和导电转轴(12)，在固定壳(11)上设置有的电刷(13)，所述电刷(13)为导体，电刷(13)通过电缆与电控箱电连接，

所述导电转轴(12)为绝缘体，在导电转轴(12)上设置有导电层(121)和导电柱(122)，导电层(121)和导电柱(122)均为导体，二者电连接；

导电层(121)为环状，垂直于导电转轴(12)的旋转轴设置，导电柱(122)与导电转轴(12)的旋转轴平行，

所述导电柱(122)的一端凸出于导电转轴(12)表面，使得能够导电柱(122)与焊接机头电连接，

所述电刷(13)与导电层(121)紧贴，使得导电转轴(12)旋转时，电刷(13)与导电层(121)之间仍然能够导通。

2.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

所述焊接机头上设置有焊枪和热丝单元，其中，所述焊枪用于给钨极通电融化焊丝以进行焊接，所述热丝单元用于对焊丝进行预热；

所述电控箱具有多种电源，焊枪、热丝单元连接不同种类的电源。

3.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

所述电刷(13)具有多个，分布为多层结构，每层至少具有一个电刷(13)，每层电刷(13)与电控箱的一种类型的电源电连接；

所述导电层(121)和导电柱(122)具有多个，多个导电层(121)形成多层结构，每个环形导电层(121)仅与一个导电柱(122)电连接，

每层电刷(13)仅与一个导电层(121)紧贴。

4.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

所述电刷(13)包括与固定壳(11)固定连接的刷架(132)，以及安装于刷架(132)内部的刷芯(131)，

所述刷芯(131)一端为弧形，使得其能够与环形导电层(121)的侧面贴合。

5.根据权利要求4所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

在刷架(132)与刷芯(131)之间设置有弹簧，通过弹簧压迫刷芯(131)，将刷芯(131)挤压向导电层(121)。

6.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

多个导电层(121)之间设置有绝缘垫。

7.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

在导电层(121)的内侧，以及在导电转轴(12)对应位置设置有销轴孔，以将二者通过销轴固定为一体。

8.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

所述固定壳(11)包括可扣合在一起的壳盖体(111)和壳底座(112)，

所述壳盖体(111)具有多处镂空以供电刷(13)穿过，所述壳底座(112)为平板，中部具有通孔以供导电柱(122)漏出，

所述刷架(132)固定在壳底座(112)上。

9.根据权利要求1所述的具有导电滑环的焊接设备，其特征在于，

在导电转轴(12)与固定壳(11)接触位置设置有轴承(14)。

10.一种焊接设备回转方法，其特征在于，通过设置可相对转动的电刷(13)与导电层(121)，电刷与电控箱连接，导电层与焊接机头连接，使得焊接设备回转时，供电电缆不产生缠绕。

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