CN215468715U - 一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，包括机架、升降机构、旋转机构、供电机构、焊接机构、工作台及控制柜；所述供电机构由电刷保持架、电刷辊及绝缘板组成。本实用新型所述装置结构简单、操作方便、灵活可控、加工效率及焊接质量高，除轴承座内孔外，也可对其他零件的外圆、内孔或复杂表面进行旋转焊接。

Description

一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置。

背景技术

轴承座是钢铁冶金行业常见的机械零部件，根据其使用场合不同，其型号尺寸差别较大。旋转类零件大多需要利用轴承座实现支撑，在钢铁冶金行业，轧机工作辊、支承辊以及各类输送辊道均设置有钢铁冶金轴承座。在长期运行过程中，轴承座在极限工况下，常常出现内孔磨损失效。在目前推进“碳达标、碳中和”的背景下，实现机械零件的修旧利废和新品强化，有效延长其服役寿命具有重要意义。

焊接作为金属与金属间结合的重要工艺，在生产加工和设备维修中得到广泛应用。焊接按类别分包括：电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊和等离子弧焊等。焊接具有连接性好、焊接结构刚度大、整体性好和工艺适用性广泛等优点，但焊接也有缺点，比如：高能量的焊接点对操作者的眼睛伤害极大、焊接时产生的废气被人体吸入会引发身体疾病、焊接过程中很容易烧伤操作者或引起触电事故等。实现自动化焊接是解决上述问题的有效方法。但是目前，还没有针对钢铁冶金轴承座的自动化焊接设备，导致钢铁冶金轴承座内孔强化焊接仍然存在劳动强度大、效率低、作业精度差的问题，急需设计一种针对钢铁冶金轴承座的自动化焊接设备，改善作业环境、提高作业效率。

公告号为CN207840536U的中国实用新型专利公开了“一种用于旋转焊接的多位焊接设备”，包括装置主体和底部架，装置主体的底部设有底部架，底部架固定连接在装置主体中，装置主体上端的左右两侧分别设有旋转架，两个旋转架均固定连接在装置主体中，底部架中端的上侧设有调整气缸，调整气缸固定连接在装置主体中。该种用于旋转焊接的多位焊接设备，由于多面焊接钢轴的内部设有移动臂轴，且多面焊接钢轴均呈“长方形”状固定连接在底膜中，使得多面焊接钢轴增大了与焊接面的接触面积，解决了以往旋转焊接设备结构简单和功能单一的缺陷，使得该设备可以应对结构复杂且焊接面不是平面的焊接件的焊接，提升了实用性。该焊接设备虽然实现了对非平面的旋转焊接，但未实现自动化焊接，且只针对特定工件开发，不具有普遍适用性。

公告号为CN210792122U的中国实用新型专利公开了“一种小型化的旋转焊接机”，包括机座、机架、升降组件、压头组件、旋转组件及轴向力隔离装置，其提供的是一种用于将塑料件通过摩擦熔融焊接在一起的设备，工作过程中产生的轴向力得以隔离开而不传递到电机或减速机的输出轴并且能够保证该焊接机的轴向定位精度。但该设备只能用于小型且塑料零部件的摩擦焊接工艺，而非金属焊丝焊接。

发明内容

本实用新型提供了一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，结构简单、操作方便、灵活可控、加工效率及焊接质量高，除轴承座内孔外，也可对其他零件的内孔、外圆或复杂表面进行旋转焊接。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，包括机架、升降机构、旋转机构、供电机构、焊接机构、工作台及控制柜；所述升降机构设于机架上，所述旋转机构设于升降机构中的升降悬臂上；所述供电机构由电刷保持架、电刷辊及绝缘板组成；所述电刷保持架与旋转机构相连，所述电刷辊与升降悬臂固连，电刷保持架设于电刷辊的外侧且两者同轴设置，电刷保持架与旋转机构相连并且能够在旋转机构带动下相对电刷辊水平转动；电刷辊的中部通电，电刷保持架通过多个电刷头与电刷辊上的多个金属片接触实现转动取电；所述焊接机构通过绝缘板与电刷保持架相连并实现两者之间的电隔离；所述工作台设于焊接机构的下方，用于装卡待焊接的工件；所述控制柜内设控制器，控制器的控制端分别与升降机构、旋转机构及焊接机构中的驱动装置相连。

所述机架由底座及支撑架组成，支撑架为三角形结构，支撑架与底座之间通过螺栓连接。

所述升降机构由升降电机、升降丝杠、升降悬臂及滑轨组成；支撑架的中部设升降丝杠，升降电机设于支撑架的顶部，升降电机的输出轴与升降丝杠的上端相连，升降丝杠的下端与支撑架底部之间设推力球轴承一；升降丝杠两侧的支撑架上分别设滑轨，升降悬臂与升降丝杠之间通过传动螺纹配合连接，升降悬臂上设滑槽与滑轨配合滑动；升降电机的驱动端连接控制器的控制端。

所述旋转机构为带传动机构，由旋转电机、大带轮、小带轮及皮带组成；大带轮、小带轮均设于升降悬臂的底部，旋转电机设于升降悬臂的内部，旋转电机的输出轴穿过升降悬臂后与小带轮相连，小带轮通过皮带与大带轮传动连接；大带轮与电刷辊同轴设置，并通过轴承与电刷辊相连，大带轮与电刷保持架固定连接；旋转电机的驱动端连接控制器的控制端。

所述电刷保持架由顶板、中板、底板及支撑杆组成；顶板、中板及底板均为占整圆2/3面积的圆缺形板，三者平行设置，并通过多个支撑杆连接形成笼形结构，绝缘板设于圆缺形板的直边侧；电刷辊的下端依次穿过顶板和中板上的通孔后通过推力球轴承二与底板转动连接；位于中板与底板之间的电刷辊上沿纵向间隔设置多个金属片，靠近电刷辊的电刷保持架中设绝缘圆棒，绝缘圆棒上与金属片一一对应地设有多个电刷头。

所述电刷保持架在与焊接机构相对的一侧设配重块。

所述焊接机构由焊丝架、焊丝、送丝机构、送丝软管及焊枪组成；所述送丝机构由一对矫直轮及一对送丝轮组成；焊丝的一端缠绕于焊丝架上，另一端依次经过矫直轮、送丝轮、送丝软管后通过焊枪送出；所述绝缘板的外侧设V形架，焊丝架、送丝机构分别与V形架固定连接，且送丝机构位于V形架的围护范围内。

所述控制柜上设有多个操控按钮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)可实现对于钢铁冶金轴承座等零部件的外圆、内孔或复杂表面的自动旋转焊接，避免人工焊接对操作人员的损害，降低作业风险；

2)装置结构简单、操作方便、灵活可控，仅需一名操作工人便可实现焊接作业，提高了加工效率；

3)有利于提高焊接质量，保障同批零部件焊接的一致性。

附图说明

图1是本实用新型所述钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置的立体结构示意图一。

图2是本实用新型所述钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置的立体结构示意图二。

图3是本实用新型所述钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置的侧视图。

图4是图3中的Ⅰ部放大图。

图5是本实用新型所述钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置的立体结构示意图三。

图6是图5中的Ⅱ部放大图。

图7是本实用新型所述控制柜的面板布置图。

图8是本实用新型所述升降机构的控制原理图。

图9是本实用新型所述旋转机构的控制原理图。

图10是本实用新型所述焊接机构的控制原理图一。

图11是本实用新型所述焊接机构的控制原理图二。

图中：1.升降电机 2.电线一 3.线卡 4.支撑架 5.电线二 6.升降丝杠 7.滑轨8.旋转电机 9.升降悬臂 10.小带轮 11.皮带 12.大带轮 13.电刷保持架 14.电刷辊 15.电刷头 16.电线三 17.电线四 18.配重块 19.推力球轴承二 20.送丝软管 21.软管接头22.焊枪 23.推力球轴承一 24.工件 25.工作台 26.底座 27.螺栓一 28.螺栓二 29.控制柜 30.焊丝架 31.焊丝 32.送丝机构 33.矫直轮 34.送丝轮 35.V形架 36.绝缘板 37.螺栓三

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本实用新型所述一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，包括机架、升降机构、旋转机构、供电机构、焊接机构、工作台25及控制柜29；所述升降机构设于机架上，所述旋转机构设于升降机构中的升降悬臂9上；所述供电机构由电刷保持架13、电刷辊14及绝缘板36组成；所述电刷保持架13与旋转机构相连，所述电刷辊14与升降悬臂9固连，电刷保持架13设于电刷辊14的外侧且两者同轴设置，电刷保持架13与旋转机构相连并且能够在旋转机构带动下相对电刷辊14水平转动；电刷辊14的中部通电，电刷保持架13通过多个电刷头15与电刷辊14上的多个金属片接触实现转动取电；所述焊接机构通过绝缘板36与电刷保持架13相连并实现两者之间的电隔离；所述工作台25设于焊接机构的下方，用于装卡待焊接的工件24；所述控制柜29内设控制器，控制器的控制端分别与升降机构、旋转机构及焊接机构中的驱动装置相连。

所述机架由底座26及支撑架4组成，支撑架4为三角形结构，支撑架4与底座26之间通过螺栓连接。

所述升降机构由升降电机1、升降丝杠6、升降悬臂9及滑轨7组成；支撑架4的中部设升降丝杠6，升降电机1设于支撑架4的顶部，升降电机1的输出轴与升降丝杠6的上端相连，升降丝杠6的下端与支撑架4底部之间设推力球轴承一23；升降丝杠6两侧的支撑架4上分别设滑轨7，升降悬臂9与升降丝杠6之间通过传动螺纹配合连接，升降悬臂9上设滑槽与滑轨7配合滑动；升降电机1的驱动端连接控制器的控制端。

所述旋转机构为带传动机构，由旋转电机8、大带轮12、小带轮10及皮带11组成；大带轮12、小带轮10均设于升降悬臂9的底部，旋转电机8设于升降悬臂9的内部，旋转电机8的输出轴穿过升降悬臂9后与小带轮10相连，小带轮10通过皮带11与大带轮12传动连接；大带轮12与电刷辊14同轴设置，并通过轴承与电刷辊14相连，大带轮12与电刷保持架13固定连接；旋转电机8的驱动端连接控制器的控制端。

所述电刷保持架13由顶板、中板、底板及支撑杆组成；顶板、中板及底板均为占整圆2/3面积的圆缺形板，三者平行设置，并通过多个支撑杆连接形成笼形结构，绝缘板36设于圆缺形板的直边侧；电刷辊14的下端依次穿过顶板和中板上的通孔后通过推力球轴承二19与底板转动连接；位于中板与底板之间的电刷辊14上沿纵向间隔设置多个金属片，靠近电刷辊14的电刷保持架13中设绝缘圆棒，绝缘圆棒上与金属片一一对应地设有多个电刷头15。

所述电刷保持架13在与焊接机构相对的一侧设配重块18。

所述焊接机构由焊丝架30、焊丝31、送丝机构32、送丝软管20及焊枪22组成；所述送丝机构32由一对矫直轮33及一对送丝轮34组成；焊丝31的一端缠绕于焊丝架30上，另一端依次经过矫直轮33、送丝轮34、送丝软管20后通过焊枪22送出；所述绝缘板36的外侧设V形架35，焊丝架30、送丝机构32分别与V形架35固定连接，且送丝机构32位于V形架35的围护范围内。

所述控制柜上设有多个操控按钮。

本实用新型所述一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置的操作方法如下：

1)将待加工的工件24装卡于工作台25上，通过控制柜29接通电源并进行操控；

2)启动升降电机1，通过升降丝杠6带动升降悬臂9升降移动，调节焊枪22的高度；

3)启动旋转电机8，通过带传动机构带动电刷保持架13转动，同时带动焊枪22转动；电刷保持架13与电刷辊14相对转动过程中，通过金属片与电刷头15接触实现转动取电，向焊枪22连续供电；

4)从焊丝架30引出的焊丝31经矫直后，通过送丝轮34穿过送丝软管20向焊枪22连续输送，焊枪22旋转完成工件24内孔的焊接作业。

以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

【实施例】

如图1、图2所示，本实施例中，一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置包括机架、升降机构、旋转机构、焊接机构、供电机构、控制柜29及工作台25。

所述机架包括支撑架4及底座26，机架为整个焊接装置提供支撑；支撑架4采用稳定的三角形结构，支撑架4底部通过多个螺栓二28与底座26固定连接，底座26置于平地上。

所述升降机构包括升降电机1、电线一2、升降丝杠6、推力球轴承一23、滑轨7、升降悬臂9，其中电线一2用于连接控制柜29的电源输出端及升降电机1，电线一2通过线卡3与支撑架4固定，两条滑轨7分别用螺栓一27固定在支撑架4的两侧。

所述旋转机构包括旋转电机8、电线二5、小带轮10、皮带11(本实施例采用三角带)及大带轮12，其中电线二5用于连接控制柜29的电源输出端及旋转电机8。

控制柜29外接总电源，并为整个设备提供动力，并控制整个焊接装置的操作。控制柜29的面板上设多个操控按钮(如图7所示)，其中上升按钮、下降按钮用于控制升降机构中的升降悬臂升降移动，正转按钮、反转按钮用于通过旋转机构控制焊枪转动实现旋转焊接。正点按钮、反点按钮、上点按钮、下点按钮分别用于控制焊枪进行点焊操作。

按下上升按钮或下降按钮后，启动升降电机1，带动升降丝杠6转动，通过升降丝杠6上的外螺纹与升降悬臂9对应端的孔内螺纹配合传动(如升降丝杠6逆时针转动时升降悬臂9做上升运动，升降丝杠6顺时针转动时升降悬臂9做下降运动)；通过滑轨7与升降悬臂9两侧的滑槽配合进行升降时的导向，防止升降悬臂9发生偏移或者倾斜。

按下旋转按钮后，启动旋转电机8，旋转电机8带动小带轮10旋转，小带轮10与大带轮12通过皮带11传动连接，而大带轮12和电刷保持架13固定连接，当小带轮10带动大带轮12转动时，电刷保持架13随大带轮12转动。电刷辊14与升降悬臂9固定连接，电刷保持架13和电刷辊14之间形成相对运动。与电刷保持架13固定连接的焊接机构随电刷保持架13的转动而作旋转运动，从而完成旋转焊接。

如图3、图4所示，所述焊接机构包括焊丝架30、送丝机构32、送丝软管20、焊枪22，其中焊枪22固定于绝缘板36的下方。送丝机构32包括一对矫直轮33、一对送丝轮34，从焊丝架30引出的焊丝31，通过一对矫直轮33矫直后进入一对送丝轮34之间，通过送丝轮34的相对转动将焊丝31从软管接头21送入送丝软管20中，穿过送丝软管20后焊丝31从焊枪22出口连续送出，完成焊接作业。

如图5、图6所示，供电机构包括电刷保持架13、电刷辊14、电刷头15、电线三16、电线四17、螺栓三37。电刷支持架13与大带轮12固定连接，并随大带轮12的转动而转动，而电刷辊14与升降悬臂9固定连接，不做旋转运动，只是随升降悬臂9做升降运动。所以，当旋转电机8启动后，电刷保持架13与电刷辊14会产生相对运动。电刷保持架13在靠近电刷辊处设绝缘圆棒，绝缘圆棒上沿纵向等距安装有7个电刷头15，电刷头15与电刷辊14上的7个金属片一一对应地相互接触，电刷头15与金属片接触的一侧为分叉结构，电刷头15的另一侧通过螺栓三37与绝缘圆棒固连，7个电刷头15分别与7根电线连接，7根电线汇成电线四17。电刷辊14的电流通过金属片传到电刷头15，然后通过电线四17、电线三16供给焊接机构中的各用电部位。

控制柜29内配有断电保护等安全措施，通过控制柜29内的控制器(本实施例采用PLC控制器)实现焊接过程的控制，主要包括：焊枪22的升降运动、焊枪22的旋转运动、送丝机构32的走行动作、焊接机构的供气以及焊接过程的自动运行(如图8-图11所示)。

根据待焊接工件24的形状或特殊性加工要求，工作台25可选择通用工作台或专用工作台。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，包括机架、升降机构、旋转机构、供电机构、焊接机构、工作台及控制柜；所述升降机构设于机架上，所述旋转机构设于升降机构中的升降悬臂上；所述供电机构由电刷保持架、电刷辊及绝缘板组成；所述电刷保持架与旋转机构相连，所述电刷辊与升降悬臂固连，电刷保持架设于电刷辊的外侧且两者同轴设置，电刷保持架与旋转机构相连并且能够在旋转机构带动下相对电刷辊水平转动；电刷辊的中部通电，电刷保持架通过多个电刷头与电刷辊上的多个金属片接触实现转动取电；所述焊接机构通过绝缘板与电刷保持架相连并实现两者之间的电隔离；所述工作台设于焊接机构的下方，用于装卡待焊接的工件；所述控制柜内设控制器，控制器的控制端分别与升降机构、旋转机构及焊接机构中的驱动装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述机架由底座及支撑架组成，支撑架为三角形结构，支撑架与底座之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述升降机构由升降电机、升降丝杠、升降悬臂及滑轨组成；支撑架的中部设升降丝杠，升降电机设于支撑架的顶部，升降电机的输出轴与升降丝杠的上端相连，升降丝杠的下端与支撑架底部之间设推力球轴承一；升降丝杠两侧的支撑架上分别设滑轨，升降悬臂与升降丝杠之间通过传动螺纹配合连接，升降悬臂上设滑槽与滑轨配合滑动；升降电机的驱动端连接控制器的控制端。

4.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述旋转机构为带传动机构，由旋转电机、大带轮、小带轮及皮带组成；大带轮、小带轮均设于升降悬臂的底部，旋转电机设于升降悬臂的内部，旋转电机的输出轴穿过升降悬臂后与小带轮相连，小带轮通过皮带与大带轮传动连接；大带轮与电刷辊同轴设置，并通过轴承与电刷辊相连，大带轮与电刷保持架固定连接；旋转电机的驱动端连接控制器的控制端。

5.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述电刷保持架由顶板、中板、底板及支撑杆组成；顶板、中板及底板均为占整圆2/3面积的圆缺形板，三者平行设置，并通过多个支撑杆连接形成笼形结构，绝缘板设于圆缺形板的直边侧；电刷辊的下端依次穿过顶板和中板上的通孔后通过推力球轴承二与底板转动连接；位于中板与底板之间的电刷辊上沿纵向间隔设置多个金属片，靠近电刷辊的电刷保持架中设绝缘圆棒，绝缘圆棒上与金属片一一对应地设有多个电刷头。

6.根据权利要求1或5所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述电刷保持架在与焊接机构相对的一侧设配重块。

7.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述焊接机构由焊丝架、焊丝、送丝机构、送丝软管及焊枪组成；送丝机构由一对矫直轮及一对送丝轮组成；焊丝的一端缠绕于焊丝架上，另一端依次经过矫直轮、送丝轮、送丝软管后通过焊枪送出；所述绝缘板的外侧设V形架，焊丝架、送丝机构分别与V形架固定连接，且送丝机构位于V形架的围护范围内。

8.根据权利要求1所述的一种钢铁冶金轴承座内孔自动焊接装置，其特征在于，所述控制柜上设有多个操控按钮。

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