CN208008882U - 一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机，它以所述大型罐体作为真空镀室外壁形成临时镀室，将电弧源组件安装在竖立于镀室内的支承物上，然后以一密闭箱体作为弧靶安装座，将电弧源组件的电弧靶固定其上，并将电弧靶引线端密封在所述密封箱体内，然后再通过与该密闭箱体连通的一波纹管在真空镀室内形成一条与外界连通的非真空引线通道，将电弧源组件的水、电、气线路由该通道引出到炉外与相应部分连接。本实用新型镀膜机能方便的解决其真空镀室内的电弧靶的水、电、气线路引出时的连接与密封问题的。

Description

一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机

技术领域

本实用新型涉及一种用于大型罐体内壁镀膜的真空阴极电弧镀膜机，所述大型罐体指一端开口另一端具有外凸的弧形封顶盖，直径1.5米—3.3米x高2.5米—3.8 米的罐体。

背景技术

常用真空阴极电弧镀膜机用于镀硬质耐磨的工模具保护膜、或镀硬质耐划花耐腐蚀的日用品装饰膜，最典型的镀层是氮化钛，它呈金黄色，有较高硬度，有较好的耐磨耐蚀性能，常被用于工模具保护膜和各种用品的装饰膜。大型的镀膜机要数镀不锈钢饰板(如长3.2米x宽1.2米)的镀膜机，立式镀室直径2-5米x高2-4米，又如镀不锈钢长管(如直径40毫米x6米)的镀膜机，卧式镀室直径2米x长7米，这类型镀膜机都是30--50只电弧靶位，安置在镀室外壁上，向炉内工件发射靶材镀料等离子体，在工件外表面沉积成膜，或在工件外表面镀料(如Ti)与反应气体(如 N)合成化合物膜(TiN)。这些机型技术比较成熟了，但要求在大型罐体的内壁上，用真空阴极电弧镀TiN膜的镀膜设备，国内外尚未有报导。

实用新型内容

综合而言，为了能圆满解决大型罐体内壁真空镀膜难题，新型镀膜机应具有如下特点：(1)镀膜时，被镀的大型罐体的内腔需要抽真空；(2)由于需要在罐体内壁上镀膜，镀膜时，电弧源要安装在大型罐体内的支承物上，连接电弧源的水、电、气都要引入罐体内腔；(3)电弧源的设置方式还要能完成大型罐体弧形封顶盖的仰角镀膜；(4)罐体内径有多种尺寸，电弧源镀膜时要适应这些尺寸变化；(5)罐体高度有多种尺寸，电弧源镀膜时也要适应这种高度的变化。这些要求，现有镀膜机都无法实现。

现有镀膜机的电弧源都是固定在真空镀室外壁上，而这种新型镀膜机要求电弧源安装在真空镀室内的支承物上，连接电弧源的水、电、气管线都要引入真空镀室。因电弧源要完成罐体内壁的周向镀膜，不同内径、不同高度罐体的镀膜，以及实现仰角镀膜，所以，其必然为一运动件。本实用新型首要问题，解决这种镀膜机真空镀室内电弧源的水、电、气线路引出时的连接和密封问题。

本实用新型的发明目的是，提供一种能方便的解决，其真空镀室内的电弧靶的，水、电、气线路引出时的，连接与密封问题的，大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机。

本实用新型的发明目的通过如下技术方案实现：一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机，包括机架、底盘、电弧源组件和支承物；

所述底盘由所述机架支撑而水平设置，所述底盘用于与所述大型罐体的开口端密封对接，形成以所述大型罐体作为真空镀室外壁的临时镀室，所述支承物竖立在所述底盘中央，所述电弧源组件安装在所述支承物上，其前端为电弧靶，靶面朝向所述大型罐体内壁，所述电弧源组件包括弧靶组件和弧靶支承组件，所述弧靶组件通过所述弧靶支承组件安装在所述支承物上，所述弧靶组件包括一个以上所述电弧靶，还包括一弧靶安装座，所述弧靶安装座为一密闭箱体，所述电弧靶被密封安装在该密闭箱体的端面上，所述密闭箱体连通有一波纹管，并通过该波纹管穿过所述底盘伸到炉外，以便在真空的镀室内形成一条与外界连通的非真空通道，所述电弧源组件的水、电、气线路均从所述密闭箱体经所述通道引出炉外以与相应部分连接。

本实用新型以待镀工件大型罐体为真空镀室外壁，形成临时镀室，电弧源组件安装在镀室内的支承物上，可满足上述对大型罐体镀膜机的要求(1)、(2)。而本实用新型这种在真空镀室内设置一个连通大气的非真空通道，然后利用该通道引线，巧妙又尽量简单的解决了上述要求(2)中真空区内电弧源组件的水、电、气线路的连接和密封问题。

所述支承物为旋转架组件，它旋转密封的安装在所述底盘上，所述镀膜机还包括驱动机构和传动机构，所述驱动机构通过所述传动机构与所述旋转架组件相连，驱动所述旋转架组件旋转并带动其上的所述电弧源组件作旋转运动，另所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述电弧源组件作升降运动，并在所述电弧源组件上升到接近所述大型罐体顶部时，驱使所述电弧源组件前端像高低板一样绕一支点旋转仰起，与所述大型罐体的弧形封顶盖相对。驱动机构通过传动机构带动旋转架组件旋转从而带动电弧源组件作旋转运动，电弧源组件的旋转运动，可实现电弧靶对罐体内壁的圆周镀膜，驱动机构通过传动机构驱动电弧源组件上下升降运动，可实现对罐体内壁不同高度的镀膜，电弧源组件镀膜时的升降和旋转运动，使镀层均匀，而且可降低电弧源排布密度，同时也构成后续功能扩展的基础如使本实用新型能镀不同高度、不同直径的罐体。而电弧源组件前端仰起的高低板运动，可实现对罐体弧形封顶盖的镀膜，从而使本实用新型镀膜机满足要求(3)。所述旋转架组件上附有铜制拖链，所述波纹管等附在所述拖链上，当所述电弧源组件运动时，所述波纹管随所述拖链运动，拖链对所述波纹管的运动起导向作用。

所述弧靶支承组件可伸缩以靠近或远离罐体内壁，从而调整所述弧靶组件镀膜时的靶基距，以便适应不同直径罐体的镀膜，从而使本实用新型镀膜机满足要求(4)。

所述弧靶支承组件包括弧靶架、靶配重板、两弧靶支撑架抱箍、弧靶支撑架和两支弧靶罩伸缩支承杆，所述弧靶架两侧分别设有一弧靶架套管，两支所述弧靶罩伸缩支承杆并排设置，前端固连所述弧靶安装座，后端先分别穿过一所述弧靶支撑架抱箍后，再分别套入所述弧靶架一侧的所述弧靶架套管内，所述弧靶支撑架抱箍通过所述弧靶支撑架固定在所述弧靶架上，所述弧靶架套管上设有用于定位所述弧靶罩伸缩支承杆的紧定结构，所述靶配重板安装在所述弧靶架的尾端，其位置可调节，以平衡弧靶架另一端靶弧组件的重量，使电弧源组件保持水平；所述弧靶架通过水平的铰轴铰接在所述升降台上。

所述弧靶组件只有一个，所述电弧靶在所述弧靶安装座上分两列错位排布。只设置一弧靶组件，电弧靶集中设置，利于安排其管线的引入，而两列电弧靶错位排布，则更有利于镀膜均匀。并且，所述驱动机构驱动所述旋转架组件上的所述电弧源组件作360度的正反转运动，即旋转360度后即反转复位，以保证导入镀室的管线不缠绕。本实用新型通过采用光电传感器组件，监控所述旋转架组件的运动，来实现对所述电弧源组件360度正反转运动的控制。

作为优选的实施方式，所述旋转架组件的结构为：所述旋转架组件包括旋转架、升降台、转盘、转动轴和限位器，所述旋转架为一竖立支架，它通过所述转盘固定在所述转动轴上，所述转动轴则旋转密封地安装在所述底盘中央并穿出；

所述升降台用于活动安装所述电弧源组件，其安装在所述旋转架上，可沿所述旋转架上升和下降，所述限位器安装在所述旋转架顶部，当所述升降台作上升运动，靠近所述旋转架顶部时，所述限位器与所述升降台上电弧源组件的尾端接触，下压所述电弧源组件的尾端，随所述升降台的继续上升，所述限位器使所述电弧源组件的前端像高低板一样绕一支点旋转仰起，与所述大型罐体的弧形封顶盖相对；

所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，而所述传动机构包括第一传动机构、第二传动机构、升降台传动轴和第三传动机构；

所述第一驱动机构通过所述第一传动机构，与穿出所述底盘的所述转动轴的外端相连，第一驱动机构通过驱动所述转动轴转动从而带动所述旋转架旋转，所述旋转架与所述转盘之间形成有一个与其外围真空镀室隔绝的非真空腔室，所述第二驱动机构安装在该腔室中，所述升降台传动轴旋转密封地安装在所述非真空腔室的腔壁上且穿出，所述第二驱动机构通过所述第二传动机构与所述升降台传动轴相连，驱动所述升降台传动轴旋转，所述升降台传动轴跨越非真空区到真空区，将所述第二驱动机构的动力传递到真空区，然后通过所述第三传动机构与所述升降台相连，通过所述第三传动机构带动所述升降台沿所述旋转架作升降运动。上述实施方式具有如下特点：其利用转轴实现非真空区到真空区的动力传递，转轴的动密封技术成熟，实现方便；且该实施方式中，旋转运动和升降运动，由两套独立的驱动机构分别控制，调速方便。所述转动轴为一筒状空心轴，所述非真空腔室通过空心的所述转动轴与炉外连通，基于转动轴、转盘与旋转架固定在一起，三者之间没有相对运动，所以引入炉内的管线，均优先由空心的所述转动轴的内腔引入。

为了在不调整旋转架组件高度等参数的情况下，适应不同高度的罐体镀膜，满足要求(5)，本实用新型镀膜机还包括用于补偿高度，使罐体高度能与所述旋转架组件适配的附加法兰，所述附加法兰一面用于与所述底盘密封对接，另一面设置有密封圈，用于与相应直径的罐体的开口端密封对接。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型巧妙地利用大型罐体工件作为真空镀膜室的外壁，通过把罐体扣在镀膜机底盘的真空密封圈上，构建临时的真空镀膜室，节省了构建大型真空镀膜室的成本开支；本实用新型弧靶组件的电弧靶密封安装在密闭箱体式的弧靶安装座上，密闭箱体通过波纹管连通炉外，在真空的镀室内形成一条与外界连通的非真空接线通道，电弧靶的电缆、控制电路、压缩空气管、水管均由该接线通道导出与炉外相应部分连接，巧妙地解决了通入真空环境中的处于运动状态的电线、水管、气管的密封难题；

2)本实用新型采用真空炉内置电弧源组件，把其支承在竖立于炉中轴上的旋转架组件上，利用旋转架组件的旋转实现罐体内壁的圆周镀膜,利用其升降运动实现对罐体内壁不同高度的镀膜，再利用高低板原理，通过巧妙设计，让电弧源组件在运动到接近大型罐体顶部时，前端仰起，与大型罐体的弧形封顶盖相对，实现对罐体弧形封顶盖的仰角镀膜，本实用新型不仅可实现对罐体内表面的无死角镀膜，而且可保证镀层的均匀，降低电弧源排布密度；

3)本实用新型靶基距可调，使本实用新型可适应多种尺寸内径的罐体的镀膜；本实用新型另设用于补偿高度的附加法兰，使在不调整旋转架组件高度等参数的情况下，就能简单适应罐体高度的变化；本实用新型仅设置一个弧靶组件，电弧靶集中安装，接线简单；弧靶组件360度正反转动，在保证镀层均匀的情况下，线路缠绕问题相对简化；

4)本实用新型旋转架组件与驱动机构和传动机构的配合，可方便的实现动力从非真空区到真空区的传递，从而驱动真空区中的所述电弧源组件，在水平面内作旋转运动和在竖直方向上作升降运动，且所述旋转运动和升降运动由两套独立的驱动机构分别控制，从而实现调速方便；上述本实用新型可方便的实现动力从非真空区到真空区的传递的陈述，基于如下基础：本实用新型第一驱动机构和第二驱动机构动力，从非真空区到真空区的传递，均通过转轴实现，而转轴的动密封已是很成熟的技术，易于操作。

附图说明

图1为本实用新型大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ处放大图，展示机架连接绝缘结构；

图3为图1中Ⅱ处放大图，展示外电机传动部分的结构；

图4为图3中Ⅱ-Ⅰ处放大图，展示外传动装置的结构；

图5a为图3中Ⅱ-Ⅱ处转盘托轮组件的侧视图；

图5b为图3中Ⅱ-Ⅱ处转盘托轮组件的俯视图；

图6为图3中Ⅱ-Ⅲ处放大图，展示转盘靠位压轮的结构；

图7a为旋转架的正视图；

图7b为旋转架的侧视图；

图8为图7a中Ⅲ处的放大图，展示支撑靶轴承位；

图9为图7b中Ⅳ处的放大图，展示升降台的升降传动装置；

图10为图9中Ⅳ-Ⅰ处升降台调节轮的仰视图；

图11为图9中Ⅳ-Ⅱ处升降台的导向滑轮的结构示意图；

图12为图7a中Ⅴ处的放大图，展示限位器的结构；

图13为图7a中Ⅵ处的放大图，展示升降台传动副链轮的结构；

图14a为图7b中Ⅶ处电弧源组件的结构示意图；

图14b为图14a中电弧源组件的俯视图；

图15为图14a中Ⅶ-Ⅰ处的放大图，展示弧靶组转动机构；

图16a为图7a中Ⅷ处的放大图，展示升降台传动装置的结构；

图16b为图16a的侧视图；

图17为图16a中Ⅷ-Ⅰ处的放大图、展示升降台传动轴部分的结构；

图18为图16a中Ⅷ-Ⅱ处的放大图，展示升降台限位装置的结构；

图19为图16b中Ⅷ-Ⅲ处升降台驱动链条压紧轮的结构示意图；

图20为旋转架组件的其他实施方式的结构示意图。

具体实施方式

图1为镀膜机正立面视图，表明镀膜机主体结构。机架1支承住镀膜机的主体，炉体平台2属于真空炉的底盘，被镀工件为化学罐2-4，它是一种带外凸的弧形封顶盖的圆筒状大型罐体，它倒扣在炉体平台2上，炉体平台2对应化学罐2-4开口边沿的位置设有真空密封槽和O形密封圈，化学罐2-4成为炉体的炉壁，离子镀的镀层就镀在化学罐2-4内壁上。为了适应不同直径的化学罐2-4镀膜，炉体平台2 上设有不同直径的密封槽和O形密封圈；为了适应不同高度的化学罐2-4镀膜，可在炉体平台2相应位置上垫上不同高度的带密封圈的附加法兰2-5，以补偿不同化学罐2-4的高度差。

图2为图1中Ⅰ处的局部放大图，表明机架1连接的绝缘处理方式。炉体平台 2连接支承架焊连在机架连接焊接板3上，而机架连接板1-1与机架1连接，而机架连接焊接板3与机架连接板1-1之间由机架绝缘板4隔离，用六角螺栓7把前述三者连接起来。六角螺栓7套装有机架绝缘子5和机架绝缘帽6，以保证连接绝缘。

图3为图1中Ⅱ处的局部放大图，表明外电机传动部分。它包括两部分，其一为驱动电机与减速机部分(对应第一驱动机构)，其二为外传动机构(对应第一传动机构)。驱动电机与减速机部份包括电机、电机固定与调节装置、传动皮带和传动轮、减速机与减速机固定机构、减速机输出传动齿轮等。驱动电机与减速机部分包括：带底脚无凸缘电机11、V型带12、传动皮带轮13、减速机20。电机11转动通过V型带12带动传动皮带轮13转动，从而驱动减速机20运转。减速机20的上部伸出减速机轴套14，其上套有传动小齿轮15，它们组成减速机20的输出端。电机11通过六角螺栓10固定在电机固定板9和电机调节板8上，而电机调节板8固连在机架加强无缝管1-3上。减速机20通过六角螺栓21绝缘固连在减速机固定板 24上，六角螺栓21套有减速机绝缘子22，减速机底座与减速机固定板24之间隔有减速机绝缘垫23，减速机固定板24固定在机架加强方通1-2上，减速机20上方的传动小齿轮15与转动轴27下端的传动大齿轮40咬合，如图4所示，从而带动转动轴27转动，转动轴27的上端固连转盘26，旋转架70固定支承在转盘26上(参见图7a)，转动轴27上顶端延伸部的左侧引管置有连接靶罩非真空区的波纹管16，连接电弧靶的电缆、控制导线、压缩空气导管、冷却水管均穿进波纹管16内腔送入靶罩非真空区，转动轴27上方延伸部的上顶盖为接线法兰17，转动轴27上方延伸部的右侧引管由内六角圆头螺钉19固定接线换接盲板18(此图示是设备处安装状态)。正常运转情况下，转动轴27上方延伸部的右侧引管应连接波纹管(未划出)，该波纹管连接到图16所示的旋转架大气传动舱内，让该舱内连通大气，且该舱内伺服电机等设备动力导线和信号控制线均从该波纹管内腔导入(均未划出)。转动轴 27的外壁通过动密封和静密封绝缘支承在炉体底板2-2上，2-1为炉体真空围板， 2-3为炉体底板加强筋，炉体底板2-2通过炉体真空围板2-1与其上方的炉体平台2 的内廓密封连接，构成完整的真空炉底盘。

图4为图3中Ⅱ-Ⅰ处的局部放大图，为外传动装置。它表明转动轴27与四周部件的关系。转动轴27是一筒状空心轴，其外壁通过动、静密封固定在炉体底板 2-2上，即转动轴27上段处于真空炉内，而转动轴27中空内腔连通大气。具体结构如下：由六角螺栓25把转盘26紧固在转动轴27的上顶端上，转盘26的下底面置于平面推力球轴承30上，而推力球轴承30置于平面轴承座33上，而平面轴承座 33置于平面轴承绝缘法兰34上，而33和34由六角螺栓31穿过平面轴承座绝缘子 32，被固定在炉体底板2-2上。平面推力球轴承30支承着转盘26，实现平面滚动平稳转动。转动轴27中段套装传动轴承座36，其上端与转动轴27之间套装有深沟球轴承45，传动轴承座36有内凸肩托承着整个深沟球轴承45，而转动轴27有外凸肩压着45的内轴承圈，另用六角螺栓28把传动压圈29固定在传动轴承座36上，使深沟球轴承45完全定位。传动轴承座36的中段与转动轴27之间套装骨架油封47，实现真空动密封，骨架油封47下方依次套装传动隔圈46、深沟球轴承45、传动压圈29，用六角螺栓28把传动压圈29固定在传动轴承座36上，另再配上传动垫圈39限位深沟球轴承45，把上述各部件定位。用六角螺栓38穿过传动绝缘子37 把传动轴承座36、通过传动绝缘法兰35紧固在炉体底板2-2上。转动轴27下端面用六角螺栓25固连传动大齿轮40。传感器43通过传动传感器固定板44固定在传动轴承座36上，是静止不动的。反射板42紧贴传动反射板固定板41再固连在传动大齿轮40上，反射板42随着传动大齿轮40转动，每转动一圈对传感器43发出的信号反射一次，提示镀膜机下一步该进行的动作。

图5a、5b为图3中Ⅱ-Ⅱ处转盘托轮组件的侧视和俯视放大图。它是用均布8 只球轴承的轮圈支承着转盘26下平面靠外圆处，保证转盘26平稳转动。转盘托轮组件包括托轮座、托轮轴、深沟轴承、托轮绝缘件与防尘件以及紧固件组成。其具体结构如下：托轮座48是在一块矩形平底板的两长边中部、对称地竖焊两块支承板构成，竖立支承板上部开孔，托轮轴54从一端开孔穿入，托轮轴54上套装两只深沟球轴承56，其左右分别用三只托轮隔圈55隔开，托轮轴54再穿入另一端支承板开孔，轴端头用轴用弹性挡圈57限位，托轮座底板用六角螺栓49穿过托轮防尘帽 50、托轮绝缘子51，再通过托轮防尘罩52、托轮座绝缘板53与炉体底板2-2固定。

图6为图3中Ⅱ-Ⅲ处的局部放大图，为转盘靠位压轮。它位于转盘26的上平面的外圆边沿上，包括多个均布的靠位压轮，用于转盘26的上平面限位，不让其向上跳动而平稳转动，转盘靠位压轮组件包括靠位轮固定座、靠位轮轴、靠位轮隔圈、深沟球轴承等，两只深沟球轴承67套穿在靠位轮轴69上，两只深沟球轴承67之间用靠位轮隔圈一68隔开，靠近靠位轮固定座63的深沟球轴承67用靠位轮隔圈二 66隔开限位，用六角螺栓65通过靠位轮垫圈64把靠位轮轴69横向固定在靠位轮固定座63的竖立支承板上。两只深沟球轴承67压在转盘26上平面起限位稳定作用。靠位轮固定座63为L型焊接件，其座底板压在靠位轮防尘罩59和靠位轮绝缘板58 上，用六角螺栓62穿过靠位轮防尘帽61和靠位轮绝缘子60，把靠位轮固定座63 紧固在炉体底板2-2上。

图7a、7b为旋转架正立面和侧立面的视图。旋转架70由六角螺栓75紧固在转盘26的中央，随同转盘26转动而旋转，旋转架70是数米高的竖立支架，升降台 73活动安装在旋转架70上，可沿竖立支架上升和下降，并随同旋转架70旋转。旋转架70上配置有：支撑靶轴承位Ⅲ，升降传动装置Ⅳ，限位器Ⅴ，升降台传动副轮Ⅵ，电弧源组件Ⅶ和升降台传动装置Ⅷ等。其中最关键的功能组件就是电弧源组件，靠电弧靶发射等离子体实现离子镀膜，而其他组件都是为配合电弧源组件对被镀化学罐2-4内壁镀膜位置变化，实现电弧靶升降、旋转、仰角和电弧靶相对内壁距离伸缩调节等进行镀膜而设置的。升降台73是通过双排链条72的拉动实现升降的， 74是链头，它固定在升降台73上。旋转架70上附有铜制拖链71，连接电弧源组件的波纹管等附在其上，当升降台73运动时，这些波纹管随铜制拖链71运动就有了导向。

图14a、14b是图7b中Ⅶ处电弧源组件相关视图的放大图，它包括弧靶组件和弧靶支承组件。弧靶组件包括若干电弧靶，还包括一弧靶安装座，弧靶安装座为一密闭箱体，由弧靶罩和弧靶法兰构成。弧靶组件位于图14a右边，弧靶罩115的右前端面有弧靶法兰119，它是一块电弧靶安装板，用六角螺栓118密封紧固在弧靶罩115右前端面上，其上分左右两列高度方向错位的靶位，各列安装三只电弧靶 119-1。弧靶罩115下方有密封焊连的波纹管(未画出)，弧靶罩115内腔通过波纹管连通大气，电弧靶119-1的供电、供水、供气的导线和柔性管道均沿波纹管内腔导入。弧靶支承组件由弧靶罩支架、弧靶支架配重板、弧靶支撑架、弧靶支撑架抱箍、靶组转动组件等组成。弧靶罩115后背面左右紧连两支弧靶罩伸缩支承杆115-1，它穿过弧靶支撑架抱箍117被与上述抱箍固连的弧靶支撑架116支撑着，弧靶罩伸缩支承杆115-1的另一端套入弧靶架112的弧靶架套管112-1内，当调整好伸缩距离后，则用六角螺栓114贯穿上述115-1和112-1，不让其转动和移位，再用六角螺栓113拧紧定位，弧靶架112的尾端装有靶配重板111，它可调节位置以平衡另一端靶弧组件的重量，使电弧源组件保持水平。后面有图进一步显示弧靶架112如何连接到升降台73上。

图15为图14a中Ⅶ-Ⅰ处的局部放大图，显示电弧源组件的转动连接机构。弧靶罩115背面两侧的弧靶罩伸缩杆115-1套入弧靶架112的弧靶架套管112-1内，弧靶架套管112-1的下方焊接有连接块112-2，用六角螺栓121把弧靶架抱箍一120 紧固在上述连接块112-2上，再用内六角圆柱头螺栓122把弧靶架抱箍二123紧固在弧靶架抱箍一120上，上述两抱箍之间夹套着靶组转动轴79。

图8是图7a中Ⅲ处的放大图，显示弧靶架上的靶组转动轴及其轴承结构。弧靶架112固连在左右两组弧靶架抱箍一120和弧靶架抱箍二123上，通过上、下两只弧靶架抱箍120和123固定在靶组转动轴79上。转动轴79左右两端由对称的轴承与轴承座支承着，实现转动。其轴承和轴承座的结构；升降台73在左右相应位置竖立两块支承板73-1，用六角螺栓76把靶转动轴承座77固定在该竖立支承板73-1 相应的孔位上，靶组转动轴79两端分别套穿入左右两端靶转动轴承座77内的两只深沟球轴承77-1上，两只深沟球轴承77-1之间置有靶转动轴承隔圈80，轴端的深沟球轴承77-1用孔用弹性挡圈78限位。

图9为图7b中Ⅳ处的局部放大图，显示升降台的升降传动装置。升降台73被 16A双排链条72的链头74锁住固连在一起，由传动链轮142咬合16A双排链条72，拉动升降台73升降。

图10为图9中Ⅳ-Ⅰ处的升降台调节轮组件的仰视图，升降台调节轮组件包括升降台调节轮、两只深沟球轴承、升降台调节轮轴、轴固定板等，升降台调节链轮 91的上、下端面各套装一只深沟球轴承90，深沟球轴承90套装在升降台调节轮轴 89的前段细径部分上，轴端有轴用弹性挡圈92限位，处于下端面的深沟球轴承90 抵在升降台调节轮轴89下段粗径的环肩上，升降台调节轮轴89下端头插入轴固定板89-1的孔中，并焊接固连。用六角螺栓93将轴固定板89-1横向固定在升降台 73的立板上，让升降台调节链轮91与16A双排链条72咬合适当压紧72，使链条张紧力适中，令升降台73升降更平稳。

图11为图9中Ⅳ-Ⅱ处的局部放大图，为升降台73的导向滑轮。该组件主要包括升降台滑轮、深沟球轴承、升降台滑轮轴、升降台滑轮座和升降台滑轮套筒等。升降台滑轮轴85架在升降台滑轮座81的两立板通孔上，升降台滑轮轴83中央套装深沟球轴承84，该深沟球轴承84外圈紧套装升降台滑轮83，并用孔用弹性挡圈88 限位。深沟球轴承84的内圈与升降台滑轮座81之间用升降台滑轮套87定位，升降台滑轮轴85端部由轴用弹性挡圈86限位，升降台滑轮座81焊接有平底板，用内六角圆柱头螺钉82把其固定在升降台的平底板上。采用两套导向滑轮组件，让滑轮分别抵靠着旋转架70上的竖立工字型钢的两个呈互相垂直方向的侧壁上，即两组导向滑轮组件成互为直角方向安装，一组让滑轮抵着工字钢的中心壁面上，另一组让滑轮抵着与中心壁面垂直的侧壁上，这样能使升降台73运动时保持平稳不摆动。

图12为图7a中Ⅴ处限位器的局部放大图，用于使电弧源组件仰头运动。该装置是安装在旋转架70顶部的一个框架，框架下端装有深沟球轴承和转承套，当升降台73上升到此位置时，活动安装在升降台73上的弧靶架112的尾端与上述框架下端轴承组件活动接触，升降台73被拉动继续上升时，弧靶架112的尾部被上述框架限制不能再上升，但升降台73还继谜上升，则弧靶架112上的靶组转动轴79也继续上升，因弧靶架112的尾部受阻，只能靠靶组转动轴79相对两端轴承转动来适应，这样相当于把弧靶罩115部分离开原来水平位置抬起来向上仰角，可实现朝罐体顶盖部镀膜。限位器包括转动调节固定座99，它是框架式结构，其上端焊接固连转动调节固定座连接板99-1，它是一条横樑，用六角螺栓100把它和旋转架顶板79-1 固定在一起。转动调节固定座99的左右两臂杆下端头均装有转动调节轴承组件，它由穿套在转动调节固定座99臂杆端部的转动调节轴97及套装在该轴两端的深沟球轴承95组成，深沟球轴承95的外圈的外周紧套转动调节轴承套94，深沟球轴承95 外圈外侧有孔用弹性挡圈98限位，轴端有轴用弹性挡圈101限位，深沟球轴承95 的内侧内圈与转动调节固定座99之间有转动调节轴套96限位。

图13为图7a中Ⅵ处的局部放大图，为升降台传动副链轮，它与传动链轮142 配套，组成16A双排链条72的链轮传动机构。升降台传动副链轮组件主要包括：升降台转动副链轮轴、升降台传动副链轮轴座、升降台传动副链轮、深沟球轴承及其限位构件等。用内六角圆柱头螺钉110把左右两升降台传动副链轮座103倒挂紧固在旋转架顶板70-1上，升降台传动副轮轴107两端穿套在左右两升降台传动副链轮座103的轴孔内的深沟球轴承105上，升降台传动副轮轴107中部套装有升降台传动副链轮102，它们之间用键固连，左右升降台传动副链轮座103内均套装有两只深沟球轴承105，它们之间用升降台传动副轮隔圈104相隔，升降台传动副轮轴107 的一端用轴用弹性挡圈108对深沟球轴承105的内圈限位，深沟球轴承105的外圈用孔用弹性挡圈109限位。深沟球轴承105与升降台传动副链轮102之间有升降台传动副链轮轴套106定位。

图16a、16b为图7a中Ⅷ处的局部放大图和侧视剖视图，显示升降台传动装置。该传动装置安置在旋转架大气传动舱内，由波纹管(未划出)连接处于其下方的转动轴27顶部的引管，通过转动轴27中空的内腔连通大气。动力线和信号线等均从该波纹管内腔导入(未画出)。该传动装置主要包括伺服电机及其固定构件、减速机、电机与减速机上的传动轮及它们之间与传动带，升降台传动轴组件、减速机输出链轮及传动链条、装在升降台传动轴上的副链轮、压紧轮组件、升降台限位开关组件等。图16显示伺服电机与减速机都处于旋转架的大气传动舱内，128为伺服电机， 129为伺服电机座，其底座压在伺服电机座绝缘板134上。通过穿有伺服电机座绝缘子133的六角螺栓132，把伺服电机128固定在大气传动舱底壁70-2上，六角螺栓132拧在伺服电机调节固定块135上，并横向抵在伺服电机座129上，可调节伺服电机前后位置。伺服电机128转动时，伺服电机同步带轮130带动同步带131运动，它拖动减速机同步带轮124转动，即驱动减速机126运转，减速机126也固定在旋转架大气传舱底壁70-2上。减速机126的输出轴固连减速机链轮125，它拖动减速机16A双排链条127，带动固连在升降台传动轴139上的减速机副链轮152转动，双排链条127除绕过上述的减速机链轮125和减速机副链轮152外，还绕过一只减速机链条压紧链轮156，上述三只链轮呈三角形布局，压紧链轮用来调节减速机126输出双排链条127的张紧力。

图17是图16a中Ⅷ-Ⅰ处的局部放大图，它显示升降台传动轴组件的结构。它主要包括：升降台传动轴、减速机副链轮、带立式座轴承、升降台传动轴轴承组件和升降台传动链轮等。升降台传动轴139中部套装有减速机副链轮152，用平键把减速机副链轮152固定在升降台传动轴139上，并用两只内六角平端紧定螺钉151 固定。在升降台传动轴139上离减速机副链轮152左右一段距离，分别套装两只带立式座轴承148，用六角螺栓149把带立式座轴承148紧固在升降台传动轴承座一 150上，而升降台传动轴承座一150固连在大气传动舱顶壁70-2上。升降台传动轴 139上左右两端部通过密封轴承组件，穿越大气传动舱两侧壁70-2，伸入真空炉内。在侧舱壁的真空炉内侧焊有轴承座固定块70-3，采用六角螺栓137把升降台传动轴承座二136真空密封(未画出密封圈)固定在轴承座固定块70-3上。在升降台传动承座二136内，从座底顺次安装深沟球轴承145、骨架油封147、升降台传动轴承隔垫146、深沟球轴承145，在轴承座二136的端面上，用内六角圆柱螺钉143压紧升降台传动轴承压盖144，使轴承定位并实现升降台传动轴139动密封，升降台传动轴139两轴端部用键固连升降台传动链轮142，在轴端面用六角螺栓140把升降台传动轴压盖141固定在轴端面上，且紧贴着传动链轮142的外侧面，传动链轮142 的内侧面与升降台传动轴承座二136的外侧深球轴承内圈之间、于传动轴139上套有升降台传动轴承顶套138实现限位。

图18是图16a中Ⅷ-Ⅱ处的局部放大图，它是升降台73的下降限位开关装置。它主要包括：限位撞针和限位顶针、限位撞针固定座、限位顶针的动密封装置、顶针复位装置和行程开关等。其具体结构：限位撞针固定座162的上端面固焊在升降台73的下端面上，限位撞针固定座162的下端面固焊M16螺母163，限位撞针164 的上部分是一段螺杆、螺杆拧进M16螺母进入限位撞针固定座162内，拧进深度可调节，限位撞针164的下部分是一段固焊在上段螺杆下端的一只套筒，该套筒下端面固焊有撞触圆块，限位撞针164的朝下方向对应着但并不相连的限位顶针165。限位焊接法兰167固焊在大气传动舱顶壁70-2外侧，内六角圆头螺钉174把限位密封法兰座166固连并真空密封在限位焊接法兰167的上端面，内六角圆头螺钉169 把限位弹簧套筒171固连在限位焊接法兰167的下端面上，限位顶针165中部有环状凸肩，环状凸肩上部向上穿过限位密封法兰座166内的骨架油封168和定位铜套 175，下部向下套穿过限位弹簧套筒171内的限位弹簧170，然后向下伸出限位弹簧套筒171外，限位顶针165中部环状凸肩压坐在限位弹簧170上顶端，可进入限位弹簧套筒171内，限位顶针165下端伸出，对应着行程开关172的触碰轮。定位铜套175实现限位顶针165运动定位，以骨架油封168实现限位顶针165的动密封，以限位弹簧170实现解除限位顶针165下行触撞行程开关172动作后的复位，行程开关固定座173固连在升降台大气传动舱顶壁70-2内侧，行程开关172固定在行程开关固定座173上。当升降台73上升时连同限位撞针组件一起上升，当其下降到达限位位置时，限位撞针164碰触限位顶针165，限位顶针165下行碰触行程开关172 的碰触轮，则行程开关172断开伺服电机128相应控制电路，切断电机128下行供电，电机128停转，升降台73停止下降。当电机128重启上行供电时，电机128驱动升降台73上升，同时带动撞针组件离开顶针组件，限位顶针165所压缩的限位弹簧170被释放，推动限位顶针165环状凸肩上行让限位顶针165回复原先状态。

图19是图16b中Ⅷ-Ⅲ处升降台驱动链条压紧轮的具体结构图，它显示减速机的16A双排链条的压紧轮的结构。升降台传动轴139的驱动机构，是通过减速机126 输出轴上的减速机链轮125，通过16A双排链条127拖动升降台传动轴139上的减速机副链轮152，来驱动升降台传动轴139转动的，为了传动可靠，在16A双排链条127回转途中，增置一套压紧轮装置，它主要包括：压紧轮座、压紧轮轴与轴承、以及压紧链轮。升降台压紧轮座154是在座底上焊连两块竖立支承板的结构，采用六角螺栓155把升降台压紧轮座154的底板固连在升降台压紧轮固定块153上，该固定块153固焊在升降台大气传动舱顶壁70-2上，升降台压紧轮轴159支承在升降台压紧轮座154的两竖立支承板上，并左右套装在嵌在该支承板内的深沟球轴承 157上，在升降台压紧轮轴159的一轴端用轴用弹性挡圈161限位。升降台压紧轮轴159的中部套装有升降台压紧链轮156，用平键固连并用内六角平端紧定螺钉160 固定。升降台压紧链轮156左右两侧与深沟球轴承157的内圈之间，有升降台压紧轮轴套158限位。升降台压紧链轮156紧靠双排链条127，把链条127张紧。

本实用新型镀膜机的运行过程

1)镀膜前设备运动系统运转检查：

在抽真空前检查所有运动系统，必须正常运行：(1)启动炉外电机传动系统，由电机驱动减速箱，由减速箱的输出轴齿轮咬合从炉内伸出的转盘传动轴上的大齿轮，带动转盘传动轴转动，从而带动炉内转盘转动。竖立在转盘上的旋转架隨同转盘一起绕炉中轴转动，先顺时针正转，转至光电限位器处感应到反转信号，即逆时针反转，再反转到光电限位器处又改为正转，周而复此。检查转盘周边附近上、下方向限位导轮是否起着维持转盘平稳转动作用，检查内有电线、气管、冷却水管的波纹管有无异常；(2)起动升降台传动装置：启动伺服电机驱动减速箱运转，减速箱输出轴通过链轮--链条机构拖动升降台传动轴转动，再通过该传动轴穿入真空炉内两轴端的双排链轮--链条机构，带动升降台连同活连结其上的弧靶装置一起，在互相垂直方向两组导轮导向下，沿着旋转架的竖直导轨上作平稳升降运动，当上升至靶旋转调节位高度处，弧靶装置的弧靶架尾部碰触到旋转架上端部的靶旋转调节位限位轮(轴承)时，限制了弧靶架尾部不能再上升，实际上升降台会继续上升，则驱使升降台的转轴转动，把弧靶架另一端、即弧靶罩端朝上顶方向仰起来；然后，让升降台下降，升降台的转轴反转，弧靶架连同弧靶罩端从仰角位渐恢复成水平位置，再后徐徐下降至最低限位开关处停止下降。靶弧组件的运动一边隨旋转架旋转、一边隨升降台升降，运动应流暢。(3)按照待镀膜罐体内壁直径，通过伸缩弧靶罩的支撑杆，调整电弧靶面到罐壁的距离，达到合适的靶基距。(4)检查引弧针与电弧靶面的引弧接触动作是合适可靠。以上准备工作确认正常，进入装炉作业。

2)待镀化学罐装炉：首先把待镀大型化学罐吊装在真空炉底盘上，它为带弧形封顶的圆筒体，把其开口边沿倒扣在炉体平台上，炉体平台对应化学罐开口边沿的位置设有真空密封槽和O形密封圈，化学罐成为炉体的炉壁，离子镀的镀层就镀在化学罐内壁上。为了适应不同直径的化学罐镀膜，炉体气平台上设有不同直径的密封槽和密封圈；为了适应不同高度的化学罐镀膜，可在炉体平台相应位置上垫上不同高度的带密封圈的附加法兰，以补偿不同化学罐的高度差。

3)镀膜作业；化学键体成为真空镀室的炉壁，化学罐的内壁接受镀膜，启动真空系统(末划出)，抽炉内真空，抽至本底真空度5x10^-3Pa，然后充入氬气，炉压达 x10^-2Pa，启动转盘正/反转，同时启动升降台装置弧靶组件一边360度来回旋转一边可调速升降，第一步对罐体内壁进行电弧离子轰击清洗，施加负偏压500—700V，启动6只Ti电弧靶中的2-3只，靶电流60—80A，转速每旋转一周2--3分种，上下移动速度2--3分钟移动2只靶位高度。弧靶组件上升到罐顶仰角位后，撤换另 2-3只靶起弧，以同样速度旋转和下降，直至最下限位停止。第二步打钛底层，负偏压200—250V，氬气炉压x10^-2Pa，六只Ti电弧靶全起弧，靶电流60—80A，按前述旋转速度和移动速度运行，升降一个来回后停止。第三步镀TiN膜：供入氮气，炉压1—0.6Pa，偏压50—80V，6只Ti电弧靶全开，靶电流60—80A，按前述旋转速度和移动速度运行，视镀层厚度要求决定电弧靶组件升降来回次数。第四步出炉：完成TiN膜程序后，停止旋转架转动和升降台升降，向炉内充入大气，然后吊出镀好TiN膜的化学罐，检查膜层质量，完成镀膜作业。

作为对本实用新型的补充：旋转架组件用于在驱动机构和传动机构的作用下，带动旋转架组件上的电弧源组件作升降和旋转运动，并在电弧源组件上升到接近大型罐体顶部时，驱使电弧源组件前端像高低板一样绕一支点旋转仰起，与待镀的大型罐体的弧形封顶盖相对。电弧源组件的仰头运动，主要通过限位器向下挤压活动安装的电弧源组件的尾端，使电弧源组件前端仰起实现，电弧源组件的旋转和升降运动，除了本实用新型中上述实施方式外，还可通过如下方式实现：如图20所示，转动轴a1转动安装在底盘a2上，转盘a5固定在转动轴a1上，两螺杆a3中心对称的转动安装在转盘a5上，a4为套装在螺杆a3上与螺杆螺纹适配的螺母，a6为齿轮，其固定在螺杆a3下端，a7为固定在底盘a2上的环形大齿轮，其与齿轮a6啮合。将电弧源组件安装在两螺母a4之间,驱动a1旋转，a5跟随转动，并带动螺杆a3绕转动轴a1的中轴转动，螺杆a3上齿轮a6通过与大齿轮a7的啮合，从而驱动螺杆 a3自转，由螺杆a3和螺母a4组成的丝杆结构，将这种回转运动转换成螺母a4的上下运动，从而驱动横跨在两螺母a4之间的电弧源组件旋转升降运动。

本实用新型还有其他实施方式，如设置临时镀室，旋转或固定的支承物，电弧源组件在初期设计时，就兼顾罐体侧壁和弧形顶的镀膜，针对弧形顶镀膜的电弧源，直接设计成仰角。该镀膜机虽也可以实现罐体内壁的无死角镀膜，但应用范围相对较窄。总而言之，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机，其特征在于，包括机架、底盘、电弧源组件和支承物；

所述底盘由所述机架支撑而水平设置，所述底盘用于与所述大型罐体的开口端密封对接，形成以所述大型罐体作为真空镀室外壁的临时镀室，所述支承物竖立在所述底盘中央，所述电弧源组件安装在所述支承物上，其前端为电弧靶，靶面朝向所述大型罐体内壁，所述电弧源组件包括弧靶组件和弧靶支承组件，所述弧靶组件通过所述弧靶支承组件安装在所述支承物上，所述弧靶组件包括一个以上所述电弧靶，还包括一弧靶安装座，所述弧靶安装座为一密闭箱体，所述电弧靶被密封安装在该密闭箱体的端面上，所述密闭箱体连通有一波纹管，并通过该波纹管穿过所述底盘伸到炉外，以便在真空的镀室内形成一条与外界连通的非真空通道，所述电弧源组件的水、电、气线路均从所述密闭箱体经所述通道引出炉外以与相应部分连接。

2.根据权利要求1所述的镀膜机，其特征在于，所述支承物为旋转架组件，它旋转密封的安装在所述底盘上，所述镀膜机还包括驱动机构和传动机构，所述驱动机构通过所述传动机构与所述旋转架组件相连，驱动所述旋转架组件旋转并带动其上的所述电弧源组件作旋转运动，另所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述电弧源组件作升降运动，并在所述电弧源组件上升到接近所述大型罐体顶部时，驱使所述电弧源组件前端像高低板一样绕一支点旋转仰起，与所述大型罐体的弧形封顶盖相对。

3.根据权利要求2所述的镀膜机，其特征在于，所述旋转架组件上附有铜制拖链，所述波纹管附在所述拖链上，当所述电弧源组件运动时，所述波纹管随所述拖链运动，拖链对所述波纹管的运动起导向作用。

4.根据权利要求3所述的镀膜机，其特征在于，所述弧靶支承组件可伸缩以靠近或远离罐体内壁，从而调整所述弧靶组件镀膜时的靶基距。

5.根据权利要求4所述的镀膜机，其特征在于，所述弧靶支承组件包括弧靶架、靶配重板、两弧靶支撑架抱箍、弧靶支撑架和两支弧靶罩伸缩支承杆，所述弧靶架两侧分别设有一弧靶架套管，两支所述弧靶罩伸缩支承杆并排设置，前端固连所述弧靶安装座，后端先分别穿过一所述弧靶支撑架抱箍后，再分别套入所述弧靶架一侧的所述弧靶架套管内，所述弧靶支撑架抱箍通过所述弧靶支撑架固定在所述弧靶架上，所述弧靶架套管上设有用于定位所述弧靶罩伸缩支承杆的紧定结构，所述靶配重板安装在所述弧靶架的尾端，其位置可调节，以平衡弧靶架另一端靶弧组件的重量，使电弧源组件保持水平；所述弧靶架通过水平的铰轴铰接在所述旋转架组件上。

6.根据权利要求4所述的镀膜机，其特征在于，所述弧靶组件只有一个，所述电弧靶在所述弧靶安装座上分两列错位排布；并且，所述驱动机构驱动所述旋转架组件上的所述电弧源组件作360度的正反转运动，即旋转360度后即反转复位，以保证导入镀室的管线不缠绕。

7.根据权利要求2所述的镀膜机，其特征在于，所述旋转架组件的结构为：所述旋转架组件包括旋转架、升降台、转盘、转动轴和限位器，所述旋转架为一竖立支架，它通过所述转盘固定在所述转动轴上，所述转动轴则旋转密封地安装在所述底盘中央并穿出；

所述升降台用于活动安装所述电弧源组件，其安装在所述旋转架上，可沿所述旋转架上升和下降，所述限位器安装在所述旋转架顶部，当所述升降台作上升运动，靠近所述旋转架顶部时，所述限位器与所述升降台上电弧源组件的尾端接触，下压所述电弧源组件的尾端，随所述升降台的继续上升，所述限位器使所述电弧源组件的前端像高低板一样绕一支点旋转仰起，与所述大型罐体的弧形封顶盖相对；

所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，而所述传动机构包括第一传动机构、第二传动机构、升降台传动轴和第三传动机构；

所述第一驱动机构通过所述第一传动机构，与穿出所述底盘的所述转动轴的外端相连，第一驱动机构通过驱动所述转动轴转动从而带动所述旋转架旋转，所述旋转架与所述转盘之间形成有一个与其外围真空镀室隔绝的非真空腔室，所述第二驱动机构安装在该腔室中，所述升降台传动轴旋转密封地安装在所述非真空腔室的腔壁上且穿出，所述第二驱动机构通过所述第二传动机构与所述升降台传动轴相连，驱动所述升降台传动轴旋转，所述升降台传动轴跨越非真空区到真空区，将所述第二驱动机构的动力传递到真空区，然后通过所述第三传动机构与所述升降台相连，通过所述第三传动机构带动所述升降台沿所述旋转架作升降运动。

8.根据权利要求7所述的镀膜机，其特征在于，所述转动轴为一筒状空心轴，所述非真空腔室通过空心的所述转动轴与炉外连通，引入炉内的管线，均由空心的所述转动轴的内腔引入。

9.根据权利要求7所述的镀膜机，其特征在于，所述镀膜机还包括用于补偿高度，使罐体高度能与所述旋转架组件适配的附加法兰，所述附加法兰一面用于与所述底盘密封对接，另一面设置有密封圈，用于与相应直径的罐体的开口端密封对接。