CN205496786U - 一种土工格栅网振动摩擦焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土工格栅网振动摩擦焊接机，包括焊接架、焊接装置，焊接架顶端设有滑道，滑道内设有滑板。焊接架上设有焊接装置，焊接装置包括电机、气缸、振动架；气缸固定在滑板上；气缸连接有振动架，振动架是截面为“门”形的异形板；振动架上穿设有定位轴，振动架的侧壁上设有电机，电机输出端为偏心轴，偏心轴伸入到振动架的内部。振动架内设有振动器，振动器套接在定位轴上，振动器的中部设有长圆孔，长圆孔内设有轴承，轴承套接在偏心轴上。振动器的底端设有焊头，振动架下方的焊接架上设有底座，底座与焊头相对设置。本方案制造、维修、使用成本低，更加环保，减少对操作者健康的伤害，降低土工格栅网的制造成本。

Description

一种土工格栅网振动摩擦焊接机

技术领域

本实用新型涉及土工格栅网的制造设备技术领域，具体涉及一种土工格栅网振动摩擦焊接机。

背景技术

土工格栅网主要使用于铁路，高速路的填土路基工程之中，使路基填土的整体性更强，不易开裂下沉移位，更具稳定性的一种新型土工建材，现全国、全球已广泛使用此材料来建造加筋土工程，形成优质的路基工程。

现在的加筋土工程所用的土工格栅，主要是采用如下两类设备制造：

一是采用塑料挤出机将高分子材料（PP或PE）熔融挤压成一公尺左右宽、若干长的塑料片状，冷却后将该塑料片打上若干小孔，然后进入烘烤流水线，在一定的控制温度下达到额定温度要求，加温后用专用夹具从单向或双向将其拉伸取向，经纵向、横向拉延开后，形成一定强度的若干长的土工格栅网。

二是先用挤出机将塑料挤出拉成一定宽厚的塑料条带(比如条带宽15mm、厚2mm)，冷却后对条带进行纵向拉伸取向得到具有一定抗拉强度的条带，（或者是用塑料挤压机在机头上载入高强度的多股合金钢丝，复合挤压成型高强度条带。）然后在专用的超声波焊接机上，将塑料条带按要求纵横放置，用超声波将纵横交叉的条带焊接，形成土工格栅网。

前述的第一种制造设备有如下不足之处：

1、设备造价高；建造一条流水线约需300、400万元，故投入设备资金昂贵，使得土工格栅网的生产成本高，使得填土工程造价高。

2、抗拉强度低，每延米拉伸屈服力最大为50千牛左右，不能制造出100或更大千牛数的土工格栅，故不能满足土工工程的应用要求。

前述的第二种设备有如下不足：

1、超声波焊接后的格栅因焊接后破坏了每根条带的物理强度，从而降低了土工格栅网30％左右的强度，造成了30％的材料浪费。

2、在纵横交叉焊接节点的结合剥离强度低，故在运输过程中及施工过程中焊接点容易脱离，因而影响了加筋土工程的整体质量。

3、超声波焊接时噪声较大，超声波焊接是高频振动波的传递，工作时数十个发波器同时使用，产生大范围高分贝噪音，对操作人员的健康有较大的伤害，对生产环境造成严重的噪音污染。

4、为了保证焊接质量，超声波焊接使用的零件如发波器的机条、模头和焊头等通常采用镁铝合金制成。镁铝合金模头在使用过程中非常容易损坏，经常更换模头严重影响生产效率和进度，而且镁铝合金模头造价昂贵，损坏后无法再使用，使得生产成本较高，不利于土工格栅网的大批量生产，使填土工程的造价成本高昂。

前述的两种土工格栅制造设备都存在着：

1、设备投资高，维修费用高。

2、无法生产每延米拉伸屈服力100千牛以上的土工格栅，不能全面满足设计的填土工程所需。

3、横纵交叉的结合点剥离力最大为0.2-0.4千牛，影响加筋工程质量，力学强度较低。

4、对操作者身心健康影响严重，对环境污染严重，不利于环保。

实用新型内容

本实用新型意在克服现有技术的不足之处，提供一种土工格栅网振动摩擦焊接机，以在保证土工格栅网焊接成本的前提下使设备制造、维修、使用成本降低，更加环保，减少对操作者健康的伤害，降低土工格栅网的制造成本。

为达到上述目的，本实用新型的基础技术方案如下：一种土工格栅网振动摩擦焊接机，包括焊接架、焊接装置，所述焊接架为立式矩形框架结构，所述焊接架顶端的下侧设有滑道，滑道内设有若干滑板。焊接架上设有若干个并排设置的焊接装置，所述焊接装置包括电机、气缸、振动架。所述气缸固定在所述滑板的底端，所述气缸的输出端连接有振动架，所述振动架是截面为“门”形的异形板。所述振动架的上端穿设有定位轴，振动架的一侧壁上横向安装有电机，所述电机的输出端轴头为偏心轴，所述偏心轴伸入到振动架的内部。所述振动架内设有振动器，所述振动器的上端套接在定位轴上，振动器的中部设有竖向的长圆孔，所述长圆孔的中部设有轴承，所述轴承的外径与长圆孔的圆弧直径相等，所述轴承套接在所述偏心轴上。所述振动器的底端设有焊头，所述振动架下方的焊接架上设有底座，所述底座与焊头相对设置。

本方案的原理是：实际应用时，焊接架为焊机整体提供支撑，通过输送机构将要加工成格栅网的条带从纵向和横向两个方向输送到底座与焊头之间，条带的交叉重合点位于焊头的下方。滑道和滑板使得气缸和振动架的位置可以根据不同规格的格栅网做出改变，气缸推动振动架可以上下移动，在对条带进行一次焊接后能够间歇性的收放，方便对条带进行流水线式的焊接加工。设置振动架、定位轴方便对电机和振动器提供支撑，电机工作时偏心轴转动，偏心轴带动轴承在振动器上竖向的长圆孔内移动。轴承在偏心轴的作用下可以在长圆孔内上下移动，定位轴将振动器竖向位移空间限制使得振动器不能上下振动，偏心轴带动轴承左右移动时，由于长圆孔的侧壁将轴承的横向位移空间限制，使得振动器整体在偏心轴的偏心范围内左右高频率振动。焊接时，气缸向下推动振动器，振动器下端的焊头将条带压紧产生一定的预压紧力，焊头在偏心轴的带动下高频率振动使交叉的条带相互高频摩擦生热相互熔融为一体，完成格栅网的焊接。焊接后气缸收缩使振动架和焊头复位，完成一次焊接后重复上述操作使焊接的条带形成土工格栅网。

本方案的优点是：1、设备加工制造方便，使用的零部件获取方便，对零部件的材质要求低，加工制造成本低，机械结构简明易懂，方便维修保养，维修、使用成本低，降低了土工格栅网的加工成本，更适应市场需求。2、生产加工的土工格栅网抗拉强度能达到每延米拉伸屈服力100千牛以上，质量更好。3、焊接过程通过振动摩擦使条带交叉处物理结合，对条带材料内部结构没有造成破坏，条带交叉结合点的剥离力能达到700牛以上，力学强度高，连接更牢固。4、通过振动器和焊头的高频机械振动完成焊接，加工过程中噪音小，不会对生产环境造成噪音污染，对操作者的身体健康影响小，更加环保，更加人性化。

优选方案一，作为基础方案的一种改进，所述焊接架的顶端设有矩形的布线箱。设置布线箱方便从焊接架的顶端布置电线，使线路分布更合理，出现电气故障时更方便检修。

优选方案二，作为优选方案一的一种改进，所述底座靠近电机一侧的焊接架上设有条带导向辊，所述条带导向辊远离底座的一侧设有条带放带架。设置条带放带架方便将成型的条带输送进焊接机内进行焊接，设置条带导向辊对焊机内的条带进行导向，使焊接加工后的格栅网格分布更均匀，受力更均匀，强度更高。

优选方案三，作为优选方案二的一种改进，底座远离电机一侧的焊接架上设有格栅网导向辊，所述格栅网导向辊远离底座的一侧设有格栅网收卷架。设置格栅导向辊方便将焊接成型的格栅网按照固定方向输出焊机，设置格栅收卷架方便将焊机输出的成型格栅网收卷在一起，更方便格栅网的集中存放。

优选方案四，作为优选方案三的一种改进，所述焊头的底端和底座的上端均设有齿状的凸起。设置齿状凸起在振动器下压后，上、下相对的齿状凸起将横纵交叉的条带定位，使条带在振动器左右振动的过程中相互之间产生高频率的摩擦而发热，使条带表面熔化产生粘合作用而形成牢固的一体连接。

优选方案五，作为优选方案四的一种改进，所述焊头和振动器为高锰钢一体铸造成型。高锰钢一体成型的振动器和焊头在使用过程中更耐磨，长期使用过程中不易损坏，使用寿命更长。

优选方案六，作为优选方案五的一种改进，所述气缸外侧的滑板上设有竖向安装的定位螺栓。设置定位螺栓方便对滑板在滑道内的位置进行调整和固定，方便根据生产不同规格格栅网改变气缸的位置，使焊机的加工范围更广。

优选方案七，作为基础方案或优选方案一至优选方案七任意一个的一种改进，所述电机通过六角螺栓固定在振动架的侧壁上。这样设置使得焊接装置的整体性更好，结构更加紧凑，电机能够跟随振动架移动，在加工不同规格的格栅网时更方便调整振动架和电机。

优选方案八，作为优选方案七的一种改进，所述振动架与电机相对的侧壁上设有滑块，所述滑板远离电机一侧的下端设有竖向安装的定位板，所述定位板上设有竖向安装的直线轴承，所述滑块与直线轴承配合。设置定位板对直线轴承提供支撑，增大焊接机的强度，使焊接机的整体性更好。设置滑块和直线轴承对振动架的上下移动进行导向，使得气缸在驱动振动架上下移动的过程中振动架不会产生偏斜，避免长时间使用过程中振动架产生偏斜造成焊接成型的格栅网格分布不均、焊接点不牢固、焊接点强度不足等缺陷。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的局部主视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：焊接架1、滑板2、滑道3、振动架4、定位轴5、六角螺栓6、轴承7、电机8、定位螺栓9、气缸10、定位板11、连接套12、振动器13、偏心轴14、滑块15、焊头16、直线轴承17、格栅网收卷架18、格栅网导向辊19、底座20、条带导向辊21、条带放带架22。

实施例基本如附图1、图2所示：一种土工格栅网振动摩擦焊接机，包括焊接架1、焊接装置，所述焊接架1为立式矩形框架结构，焊接架1的顶端设有矩形的布线箱，所述布线箱的底端设有滑道3，滑道3内设有若干滑板2，焊接架1上设有至少四个并排设置的焊接装置。所述焊接装置包括电机8、气缸10、底座20，所述气缸10固定在所述滑板2的底端，气缸10外侧的滑板2上设有竖向安装的定位螺栓9。所述气缸10的输出端通过连接套12连接有振动架4，所述振动架4是截面为“门”形的异形板。所述振动架4的上端穿设有定位轴5，振动架4的一侧壁上通过六角螺栓6横向安装有电机8，所述电机8的输出端轴头为偏心轴14，所述偏心轴14伸入到振动架4的内部。所述振动架4内设有耐磨材料制成的振动器13，所述振动器13的上端套接在定位轴5上，振动架4的中部设有竖向的长圆通孔，所述长圆通孔的中部设有轴承7，所述轴承7的外径与圆弧直径相等，所述轴承7套接在所述偏心轴14上。所述振动器13的底端一体成型有焊头16，所述焊头16的底端设有齿状的凸起。所述振动架4与电机8相对的侧壁向外凸起形成滑块15，所述滑板2远离电机8一侧的下端设有竖向安装的定位板11，所述定位板11上设有竖向安装的直线轴承17，所述滑块15与直线轴承17配合。所述振动架4下方的焊接架1上设有底座20，所述底座20与焊头16相对设置，底座20靠近电机8一侧的焊接架1上设有条带导向辊21，所述条带导向辊21远离底座20的一侧设有条带放带架22。底座20远离电机8一侧的焊接架1上设有格栅网导向辊19，所述格栅网导向辊19远离底座20的一侧设有格栅网收卷架18。

本实施例中，操作时，焊接架1为焊机整体提供支撑，通过输送机构将要加工成格栅网的条带从纵向和横向两个方向输送到底座20与焊头16之间，条带的交叉重合点位于焊头16的下方。滑道3和滑板2使得气缸10和振动架4的位置可以根据不同规格的格栅网做出改变，气缸10是振动架4可以上下移动，在对条带进行一次焊接后能够间歇性的收放，方便对条带进行流水线式的焊接加工。设置振动架4、定位轴5方便对电机8和振动器13提供支撑，电机8工作时偏心轴14转动，偏心轴14带动轴承7在振动器13上竖向的长圆孔内移动。轴承7在偏心轴14的作用下可以在长圆孔内上下移动，定位轴5将振动器13竖向位移空间限制使得振动器13不能上下振动，偏心轴14带动轴承7左右移动时，由于长圆孔的侧壁将轴承7的横向位移空间限制，使得振动器13整体在偏心轴14的偏心范围内左右高频振动。振动器13下端的焊头16将条带压紧后高频振动，使交叉的条带相互高频摩擦生热相互熔融为一体，完成格栅网的焊接。设置布线箱方便从焊接架1的顶端布置电线，使线路分布更合理，出现电气故障时更方便检修。设置条带放带架22方便将成型的条带输送进焊接机内进行焊接，设置条带导向辊21对焊机内的条带进行导向，使焊接加工后的格栅网格分布更均匀，受力更均匀，强度更高。设置格栅导向辊方便将焊接成型的格栅网按照固定方向输出焊机，设置格栅收卷架方便将焊机输出的成型格栅网收卷在一起，更方便格栅网的集中存放。设置齿状凸起使焊接头在焊接条带时能将条带牢固压紧，防止条带之间错位造成格栅网格分布不均。设置定位螺栓9方便对滑板2在滑道3内的位置进行调整和固定，方便根据生产不同规格格栅网改变气缸10的位置，使焊机的加工范围更广。电机8通过六角螺栓6固定在振动架4上使得焊接装置的整体性更好，结构更加紧凑，电机8能够跟随振动架4移动，在加工不同规格的格栅网时更方便调整振动架4和电机8。设置定位板对直线轴承提供支撑，增大焊接机的强度，使焊接机的整体性更好，设置滑块15和直线轴承17对振动架4的上下移动进行导向，使得气缸10在驱动振动架4上下移动的过程中振动架4不会产生偏斜，避免长时间使用过程中振动架4产生偏斜造成焊接成型的格栅网格分布不均、焊接点不牢固、焊接点强度不足等缺陷。

本方案设备加工制造方便，使用的零部件获取方便，对零部件的材质要求低，加工制造成本低，机械结构简明易懂，方便维修保养，维修、使用成本低，降低了土工格栅网的加工成本，更适应市场需求。生产加工的土工格栅网抗拉强度能达到每延米拉伸屈服力100千牛以上，质量更好。焊接过程通过振动摩擦使条带交叉处物理结合，对条带材料内部结构没有造成破坏，条带交叉结合点的剥离力能达到700牛以上，力学强度高，连接更牢固。通过振动器13和焊头16的高频机械振动完成焊接，加工过程中噪音小，不会对生产环境造成噪音污染，对操作者的身体健康影响小，更加环保，更加人性化。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种土工格栅网振动摩擦焊接机，包括焊接架、焊接装置，其特征在于，所述焊接架为立式矩形框架结构，所述焊接架顶端的下侧设有滑道，滑道内设有若干滑板；焊接架上设有若干个并排设置的焊接装置，所述焊接装置包括电机、气缸、振动架；所述气缸固定在所述滑板的底端；所述气缸的输出端连接有振动架，所述振动架是截面为“门”形的异形板；所述振动架的上端穿设有定位轴，振动架的一侧壁上横向安装有电机，所述电机的输出端轴头为偏心轴，所述偏心轴伸入到振动架的内部；所述振动架内设有振动器，所述振动器的上端套接在定位轴上，振动器的中部设有竖向的长圆孔，所述长圆孔的中部设有轴承，所述轴承的外径与长圆孔的圆弧直径相等，所述轴承套接在所述偏心轴上；所述振动器的底端设有焊头，所述振动架下方的焊接架上设有底座，所述底座与焊头相对设置。

2.根据权利要求1所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述焊接架的顶端设有矩形的布线箱。

3.根据权利要求2所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述底座靠近电机一侧的焊接架上设有条带导向辊，所述条带导向辊远离底座的一侧设有条带放带架。

4.根据权利要求3所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：底座远离电机一侧的焊接架上设有格栅网导向辊，所述格栅网导向辊远离底座的一侧设有格栅网收卷架。

5.根据权利要求4所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述焊头的底端和底座的上端均设有齿状的凸起。

6.根据权利要求5所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述焊头和振动器为高锰钢一体铸造成型。

7.根据权利要求6所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述电机通过六角螺栓固定在振动架的侧壁上。

8.根据权利要求1至7任一所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述气缸外侧的滑板上设有竖向安装的定位螺栓。

9.根据权利要求8所述的土工格栅网振动摩擦焊接机，其特征在于：所述振动架与电机相对的侧壁上设有滑块，所述滑板远离电机一侧的下端设有竖向安装的定位板，所述定位板上设有竖向安装的直线轴承，所述滑块与直线轴承配合。