空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊炬制造技术

本实用新型专利技术涉及一种旋转电弧窄间隙焊炬，属于焊接技术领域。它包括焊接电缆联接头、空心轴电机部分、电刷馈电机构、喷嘴机构及由光栅与光耦组成的测速机构。其特征在于采用空心轴电机直接驱动导电杆运动，以及采用单一压紧弹簧使电刷与导电杆法兰台面成紧密滑动配合，并经固联在电刷上的电缆通过连接件与联接头成导电连接实现焊接馈电，使穿过电机空心轴和导电杆中心孔从导电嘴偏心孔送出焊丝的端部产生旋转电弧，同时配用不同形式喷嘴机构，实现旋转电弧窄间隙焊接。本实用新型专利技术具有结构简单紧凑，电机驱动功率小，电刷寿命高，运行噪声低，维护方便，实用性强等优点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及焊接
，特指一种空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊炬。
技术介绍
旋转电弧窄间隙焊是一种新型窄间隙焊接方法，它以机械方法使焊炬导电杆绕其自身轴线旋转，来带动从偏心导电嘴穿出焊丝端部的电弧作旋转扫描运动，从而得到均匀稳定的两侧壁熔深。旋转电弧工艺还可以用于非窄间隙电弧焊场合，以得到优良的焊缝成形。焊炬是实现旋转电弧焊接工艺的关键机构。已有的高速旋转电弧焊接设备中的窄间隙焊炬，特开昭58-176073号公报，日本国专利是通过一对齿轮传动来实现导电杆运动的。这种机构的缺点是①采用普通电机驱动，通过齿轮传动实现导电杆运动，传动件消耗功率，需用较大功率电机，使得焊炬机构尺寸和重量较大，而且噪声大，制造精度要求高。②依靠两根独立弹簧作用使馈电板与旋转电刷接触实现焊接馈电，压紧着力范围小，且对两弹簧参数一致性及压紧着力点对称性要求高，易造成压紧力沿圆周方向分布不均，缩短关键部件电刷的使用寿命。③仅采用伸入间隙型气体保护喷嘴，使得对多层焊后几道焊缝(特别是盖面焊缝)的保护效果变差。已有的旋转扫描焊炬，专利技术专利申请号03118177.5，其采用空心轴电机驱动、电刷馈电方式。这种结构的扫描焊炬缺点是①导电嘴斜向布置，不能伸入到窄间隙坡口中，因而不能用于窄间隙焊接。②焊接时的大电流直接流过电机轴，使得必须选用铜质材料制作电机轴，而为了保证电机轴有足够的刚性和导电面积，就需要使用较大直径的电机轴，从而增大了焊炬体积。③电刷与导电杆径向滑动配合实现焊接馈电的方式，需用多块电刷同时导电，使得电刷机构复杂化，同时也不方便对电刷的维护。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单紧凑、重量轻、实用性强的旋转电弧窄间隙焊炬。实现上述目的的技术方案是其包括联接头、空心轴电机部分、电刷馈电机构、喷嘴机构及由光栅与光耦组成的测速机构。其特征在于所述电刷馈电机构包括电刷罩、压紧弹簧、电刷、导电杆、轴承座、轴承、轴向上开有偏心孔的导电嘴、连接件、连接电缆；焊接电缆通过联接头与焊炬相接，送丝滚轮送出的焊丝从联接头中心孔穿入，通过电机的空心轴、联轴器、导电杆的中心孔，从导电嘴中的偏心孔送出；空心轴电机本体安装在支座上；导电杆的上端穿过电刷、压紧弹簧、电刷罩，经联轴器与电机的空心轴相联，下端通过轴承支撑在轴承座上，并活动性地穿过喷嘴机构；电刷罩固定在轴承座上，与电刷成动配合，电刷通过压紧弹簧的作用与导电杆上的法兰台面形成导电紧密动配合，固联在电刷上的连接电缆通过连接件与联接头成导电连接；导电杆的下端连接导电嘴，焊丝穿过导电嘴中的偏心孔形成导电紧密动配合。与光耦相配合的光栅套装在联轴器上，形成的测速机构位于电机部分的下部，电刷馈电机构的上部。上述喷嘴机构包括导气座、喷嘴、气体分配环、喷嘴高度调节机构，其中喷嘴高度调节机构中的导轨与导气座固联，调节螺杆一端穿过导气座并与支撑板成丝杠螺母式连接，从而可带动导气座与导轨共同沿Z1方向滑动。喷嘴高度调节机构还可为导气座直接与支撑板固联，或导气座与独立设置的喷嘴高度调节装置相联；或者喷嘴机构由喷嘴固定座、扁形喷嘴、箱形喷嘴等构成，喷嘴固定座的上端与轴承座或支撑板连接、下端固联两个对称布置的扁形喷嘴，箱型喷嘴与另外独立设置的喷嘴高度调节装置相联，可沿Z2方向移动。本技术与现有技术相比，其优点是①采用带有偏心孔的直型导电嘴，可用于窄间隙焊接，且通过与外置式喷嘴配合使用，可以扩展应用于非窄间隙气体保护电弧焊。②对于中厚度以下板的窄间隙焊接，采用单一外置式气体喷嘴，简化了送气系统；对于大厚度板的窄间隙焊接，采用外置式与伸入间隙型喷嘴相结合的复合式送气系统，提高了窄间隙焊接质量。③采用单一压紧弹簧使整体式大电流密度电刷与导电杆法兰台面成紧密滑动配合实现焊接馈电，减小了电刷机构体积，使得弹簧压紧着力范围扩大、并在圆周方向上呈均匀分布，合理的设计提高了电刷的工作可靠性和使用寿命，方便了电刷的维护。④采用空心轴电机来直接驱动导电杆运动，取消了齿轮传动机构，简化了机构设计，减小了驱动功率和传动噪声，焊炬结构紧凑、重量轻、实用性强，且经固联在电刷上的电缆通过连接件与联接头成导电连接实现焊接馈电，可保证焊接电流不流过电机轴，使得可选用钢质材料制作电机空心轴，从而提高了电机轴的刚性，减小了电机轴的外径，从而减小了电机体积。⑤光栅套装在联轴器上，提高了焊炬长度方向上的空间利用率，使得焊炬长度及体积明显缩小。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图。图2为本技术实施例2的结构示意图。图1和图2中，1-送丝滚轮、2-联接头、3-空心轴电机上端盖、4-电机定子、5-电机转子、6-空心轴、7-电机外壳、8-空心轴电机下端盖、9-电机支座、10-联轴器、11-光栅、12-防尘罩、13-光耦、14-电刷罩、15-压紧弹簧、16-电刷、17-导电杆、18-轴承座、19-轴承、20-导气座、21-喷嘴、22-气体分配环、23-导电嘴、24-焊丝、25-焊接电弧、26-螺杆、27-支撑板、28-导轨、29-保护气体导入口、30-焊炬固定孔、31-连接件、32-连接电缆、33-喷嘴固定座、34-送气软管、35-扁形喷嘴、36-箱形喷嘴、37-导气口。具体实施方式实施例1，适用于中等厚度以下板的窄间隙焊接场合。由图1可以看出，本技术包括送丝滚轮1、联接头2、空心轴电机上端盖3、电机定子4、电机转子5、空心轴6、电机外壳7、空心轴电机下端盖8、电机支座9、联轴器10、光栅11、防尘罩12、光耦13、电刷罩14、压紧弹簧15、电刷16、导电杆17、轴承座18、轴承19、导气座20、喷嘴21、气体分配环22、导电嘴23、焊丝24、焊接电弧25、螺杆26、支撑板27、导轨28、气体导入口29等。如图1所示，由送丝滚轮1送出的焊丝24从联接头2的中心孔穿入，通过电机的空心轴6、联轴器10、导电杆17的中心孔，从导电嘴23中的偏心孔送出，产生焊接电弧25。其采用通用型气体保护焊电缆联接头2，使得焊炬能方便地与通用焊机的馈电电缆联接。空心轴电机由上端盖3、电机定子4、电机转子5、空心轴6、电机外壳7、下端盖8等构成，电机本体安装在支座9上。电刷罩14固定在轴承座18上，给电刷16和压紧弹簧15提供定位作用，并与电刷16成动配合；电刷16在压紧弹簧15的作用下与导电杆17上的法兰台面形成导电紧密动配合。导电杆17的一端穿过电刷16、压紧弹簧15、电刷罩14，经联轴器10与电机的空心轴6相联，另一端通过轴承19支撑在轴承座18上，并活动性地穿过导气座20、气体分配环22和喷嘴21。导电杆17的下端连接导电嘴23，焊丝24穿过导电嘴23中的偏心孔形成导电紧密动配合。联接头2、电机支座9、光耦13、轴承座18固联在支撑板27上，形成的焊炬整体通过固定孔30与焊炬高度调节机构相联。焊接电缆联接头2、空心轴电机、联轴器10、导电杆17、电刷16、轴承19的轴心在一条直线上，以保证焊丝24的正常送进、导电杆17的平稳旋转及合理馈电。如图1所示，光耦13与光栅11配合使用，用于测定电机转速；光栅11套装在联轴器10上，可以显著地节约焊炬长度方向上的空间。喷嘴机构由导气座20、喷嘴21、气体分配本文档来自技高网...

【技术保护点】
空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊炬，它包括焊接电缆联接头（２）、空心轴电机部分、电刷馈电机构、喷嘴机构及由光栅与光耦组成的测速机构，其特征在于所述电刷馈电机构包括电刷罩（１４）、压紧弹簧（１５）、电刷（１６）、导电杆（１７）、轴承座（１８）、轴承（１９）、轴向上开有偏心孔的导电嘴（２３）、连接件（３１）、连接电缆（３２）；焊接电缆通过联接头与焊炬相接，送丝滚轮（１）送出的焊丝从联接头（２）中心孔穿入，通过电机的空心轴（６）、联轴器（１０）、导电杆（１７）的中心孔，从导电嘴中的偏心孔送出；空心轴电机本体安装在支座（９）上；导电杆（１７）的上端穿过电刷（１６）、压紧弹簧（１５）、电刷罩（１４），经联轴器（１０）与电机的空心轴相联，下端通过轴承（１９）支撑在轴承座（１８）上，并活动性地穿过喷嘴机构；电刷罩（１４）固定在轴承座（１８）上，与电刷（１６）成动配合，电刷（１６）通过压紧弹簧（１５）的作用与导电杆（１７）上的法兰台面形成导电紧密动配合，固联在电刷（１６）上的连接电缆（３２）通过连接件（３１）与联接头（２）成导电连接；导电杆（１７）的下端连接导电嘴（２３），焊丝（２４）穿过导电嘴（２３）中的偏心孔形成导电紧密动配合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王加友，杨峰，国宏斌，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]