CN206689601U - 用于钢圈焊接的闪光对焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动焊接设备技术领域，具体地说是一种用于钢圈焊接的闪光对焊机。目前大直径的环形钢圈通常采用多节弧段拼接手工焊接，焊接精度及效率较低。本实用新型技术方案包括机架总成、静、动机座总成和顶锻机构；机架总成成框架结构，静机座与动机座相对设置在该框架结构内侧；静机座与固定尾座及机架顶部绝缘固接，动机座可滑动的装配在机架顶部，两机座上分别设有第一及第二工件卡位，并设置有垂直定位基准面及水平定位基准面，以确保钢圈焊接后满足轴向端面平面度及径向圆柱度等方面的误差要求。本实用新型适用于大直径薄壁钢圈焊接或拼装焊接，其焊接的产品质量稳定，几何精度可靠，而且大幅提高了工作效率。

Description

用于钢圈焊接的闪光对焊机

技术领域

本实用新型涉及自动焊接设备技术领域，具体地说是一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，用于大直径薄壁钢圈焊接或拼装焊接。

背景技术

目前大直径圆环形状的薄壁钢圈，通常由多节弧段拼接焊接加工而成。由于大直径圆环形状的薄壁钢圈对轴向端面平面度、径向圆柱度等要求严格，采用常规的加工方法无法满足质量要求。如在大型风电轴承保持架制造中，通常做法是先制作2～3段带圆孔的圆弧钢带，其上各圆孔之间节距误差小于0.2；然后将上述的2～3段圆弧钢带拼接焊接成环形；该轴承保持架成形时要求其轴向端面平面度为0.2，径向圆柱度为0.2，焊接缝两侧圆孔之间节距误差要小于0.2；目前风电轴承保持架成形拼装焊接一般多采用手工焊接来完成，其焊接外观质量和内在质量极其不稳定，主要表现在对接焊缝处有明显的水平方向错口和垂直方向错位，焊缝内有夹渣、裂缝、气孔、砂眼等焊接缺陷，焊缝机械强度低于母体材料的机械强度，不但加工效率较低，而且手工操作的精度、焊接可靠性、产品的一致性等均无法与闪光对焊机的焊接质量相比，不能满足企业规模性加工的需要；采用闪光焊接技术进行大型薄壁钢圈焊接是国内焊接领域的一项空白。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述不足而设计的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，以解决现有技术中存在的问题，以保证焊接质量稳定可靠、产品几何精度准确一致，并大大提高了生产率。

本实用新型的技术方案是：包括机架总成、静机座总成、动机座总成和顶锻机构；

所述的机架总成包括机架、固定尾座、锁紧梁、固定支座；固定尾座及固定支座分别固定在机架顶部的左右两端，固定尾座及固定支座的上端通过锁紧梁连结，使机架、固定尾座、固定支座及锁紧梁形成稳固的框架结构，静机座与动机座相对设置安装在该框架结构内侧；

静机座外侧及底部分别与固定尾座及机架顶部绝缘固定连接，动机座下部通过滑动机构装配在机架顶部，使动机座可水平横向移动，远离或靠近静机座；

静机座与动机座的对应侧各装有一组夹紧机构，分别构成静机座总成、动机座总成；

夹紧机构包括用于实现工件卡位开合的滑座、控制滑座开合的驱动部、电极压块以及与电极压块连接的带状导体；两机座夹紧机构的滑座分别通过导向机构可滑动的装配在静、动机座上，电极压块经带状导体安装在滑座的前端，两滑座的后端分别与固定在静、动机座上的驱动部连接；

两机座的夹紧机构并列平行布设，且夹紧机构的滑座运动方向与动机座运动方向垂直；

静机座一侧的夹紧机构的电极压块与固定在静机座上的第一钳口位置相对形成第一工件卡位；动机座一侧的夹紧机构的电极压块与固定在动机座上的第二钳口位置相对形成第二工件卡位；所述的第一钳口与第二钳口的钳合面位于同一垂直平面内，构成垂直定位面；静机座设有第一水平定位板，动机座设有第二水平定位板，第一水平定位板与第二水平定位板分别位于第一、二工件卡位两侧，且两定位板的工作面位于同一水平面内，构成水平定位面；

所述顶锻机构装配在固定支座上，顶锻机构的推顶部与动机座连结并推动动机座沿滑动机构运动。

进一步，所述滑动机构为设置在动机座下部的滑杠及固定在机架顶部且与滑杠滑动配合的滑杠座。

进一步，所述的顶锻机构为水平安装在固定支座上的顶锻油缸，顶锻油缸的活塞杆端部通过顶锻法兰与动机座连结并带动动机座沿滑动机构运动。

进一步，所述导向机构的结构为两条平行设置的导向杆及设置在滑座下部的导向套。

进一步，所述夹紧机构的驱动部采用夹紧油缸液压驱动，夹紧油缸的缸体分别固定在动、静机座上。

进一步，所述的带状导体与滑座固接，电极压块与带状导体接触面上设有相对应的卡槽，卡槽内嵌装有联接键，电极压块通过螺栓紧固在联接键上。

进一步，所述的第一钳口及第二钳口均通过钳口砧铁与静机座、动机座固定连接。

进一步，所述的静机座座体与静机座的夹紧机构间、以及动机座的座体与动机座夹紧机构间均设有限位装置，该限位装置包括安装在静、动机座座体上的限位挡块及安装在静、动机座夹紧机构滑座上的限位滑块，限位挡块与限位滑块抵触配合。

进一步，所述的第一钳口与第二钳口的钳合面上设有防滑纹。

进一步，所述的第一钳口与第二钳口的钳合面上设有防滑销，第一、第二钳口的两个防滑销的间隔位置与被焊接件上的圆孔之间的节距相同。

本实用新型的有益效果是：技术新颖结构合理，实现了大直径圆环形钢圈高精度焊接，它填补了国内闪光焊接大直径圆环形钢圈技术领域的空白。该闪光对焊机在焊接钢圈时，将待焊接的两段钢圈弧段的焊口端分别卡夹在第一及二工件卡位上，通过位于静、动机座上的第一、二钳口垂直定位，第一、二水平定位板水平定位，使钢带焊接后满足轴向端面平面度及径向圆柱度等方面的误差要求，克服了采用手工焊接内在质量差、几何精度一致性差的缺陷；本实用新型实现了高质量焊接加工大直径薄壁钢圈（如大型风电轴承保持架钢圈），使焊缝机械强度与母体材料的机械强度一致，产品焊接质量稳定，几何精度高，大幅提高了工作效率及焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型的设备结构主视图；

图2为本实用新型的设备结构俯视图（去掉锁紧梁）；

图3为图1的B-B向剖视图（静机座侧）；

图4为图1的C-C向剖视图（动机座侧）；

图5为电极压块与带状导体的连接结构图；

图6为图2的D-D向剖视图（第一、二钳口局部视图）。

具体实施方式

图中：1、机架，2、固定尾座，3、锁紧梁，4、静机座，5、第一水平定位板，6、电极压块，7、动机座，8、滑杠， 9、滑杠座，10、第二水平定位板，11、顶锻法兰，12、固定支座，13、顶锻油缸，14、限位挡块，15、限位滑块， 16、滑座， 17、夹紧油缸， 18、夹紧法兰，19、钳口砧铁，20、第一钳口，21、第二钳口，22、被焊工件，23、联接键，24、导向杆，25、导向套，26、带状导体，27、防滑销。

实施例1

从图1～图5可知，本实用新型的技术方案是：包括机架总成、静机座总成、动机座总成和顶锻机构；

所述的机架总成包括机架1、固定尾座2、锁紧梁3、固定支座12；固定尾座2及固定支座12分别固定在机架1顶部的左右两端，固定尾座2及固定支座12的上端通过锁紧梁3连结，使机架1、固定尾座2、固定支座12及锁紧梁3形成稳固的框架结构，静机座4与动机座7相对设置安装在该框架结构内侧；以保证用于钢圈焊接的闪光对焊机在实施焊接作业的过程中，固定尾座2和固定支座12及机架1之间不会产生任何位移和变形。

为了更好的确保整个机架总成为一个稳固的刚性***是保证钢圈焊接质量的基础条件，可在静、动机座总成装配完成后，在所述的固定尾座2及固定支座12两端各设一定位块，通过两定位块将固定尾座2、固定支座12及机架1焊接成整体结构。

静机座4外侧及底部分别与固定尾座2及机架1顶部固定连接，所述的固定尾座2与静机座4外侧面之间以及机架1顶面与静机座4的底面之间垫装有绝缘垫板；用于静机座4与机架1、固定尾座2连接的螺栓均装有绝缘套、绝缘垫圈，以确保静机座4与机架1间绝缘连接。

动机座7下部通过滑动机构装配在机架1顶部，使动机座7可横向移动，远离或靠近静机座4；

本实施例中滑动机构的结构为设置在动机座7下部的滑杠8及固定在机架1顶部且与滑杠8滑动配合的滑杠座9。

静机座4与动机座7相对应的一侧各装有一组夹紧机构，分别与静、动机座构成静机座总成、动机座总成；

夹紧机构包括用于实现工件卡位开合的滑座16、控制滑座16开合的驱动部、电极压块6及与电极压块6连接的带状导体26；静、动机座的座体上各设有两条水平且平行设置的导向杆24，两机座夹紧机构的滑座16分别通过滑座下部的导向套25可滑动的装配在导向杆24上；所述夹紧机构的驱动部采用液压驱动，即静、动机座各采用一夹紧油缸17带动滑座16运动，夹紧油缸17的缸体分别固定在动、静机座上；在工件的夹紧过程中，动机座侧夹紧机构的滑座16及静机座侧夹紧机构的滑座16沿导向杆24顺畅滑动，可抵消夹紧偏转力矩使两滑座产生的水平扭转现象；

两机座的夹紧机构并列平行布设，且夹紧机构滑座的水平开合运动方向与动机座7运动方向垂直。

电极压块6经带状导体26安装在滑座16的前端，两滑座16的后端分别通过夹紧法兰18与固定在静、动机座上的夹紧油缸17的活塞杆端部固接，夹紧油缸17的进出油口经高压油管与液压泵站相连；

作为一种优化，电极压块6、带状导体26及滑座16的连接方式为：两带状导体26分别固接在静、动机座的滑座前端，电极压块6压接在带状导体26上，电极压块6与带状导体26的压接面上设有相对应的卡槽（凹槽），联接键23嵌装在卡槽内并通过螺栓与带状导体26连接，电极压块6通过螺栓紧固在联接键23上，并确保电极压块6与带状导体26两者端面紧密结合，提供充足的焊接电流，见图3～图5。

位于静机座4一侧夹紧机构的电极压块6与固定在静机座4上的第一钳口20位置相对形成第一工件卡位；位于动机座7一侧的夹紧机构的电极压块6与固定在动机座7上的第二钳口21位置相对形成第二工件卡位；所述的第一钳口20与第二钳口21的钳合面位于同一垂直平面内，两者构成垂直定位基准面，以保证钢圈焊接时不产生水平错口问题。

作为一种优化，所述的第一钳口20及第二钳口21均通过钳口砧铁19与静机座4、动机座7固定连接。

静机座4设有第一水平定位板5，动机座7设有第二水平定位板10，第一水平定位板5与第二水平定位板10分别位于第一、二工件卡位两侧，且两定位板的工作面位于同一水平面内，两者形成焊接的水平定位基准面，以保证钢圈焊接时不产生垂直错位问题。

所述顶锻机构用于推动动机座7沿滑动机构运动，顶锻机构为一水平固定在固定支座12上的顶锻油缸13，顶锻油缸13的活塞杆端部通过顶锻法兰11与动机座7连结并驱动动机座7运动；顶锻油缸13的进、出油口通过高压油管与液压泵站相连，在液压伺服***的控制下顶锻机构完成闪光对焊工作过程。

静机座侧的带状导体26经导电铜带与变压器紧固连接；静机座总成作为闪光焊接时的负极，主要功能是按焊接要求牢靠地夹持被焊钢圈弧段并使其正确地装卡定位，供给焊接回路电源。

动机座侧的带状导体26经导电铜带与变压器紧固连接；动机座总成作为闪光焊接时的正极，其主要功能是按焊接要求牢靠地夹持被焊钢圈的另一弧段并使其正确地装卡定位，供给焊接回路电源；同时在顶锻油缸13的作用下完成焊接过程中的变速移动和焊接顶锻工作。

作为一种限定，所述的静机座4座体与静机座侧的夹紧机构间、以及动机座7的座体与动机座侧夹紧机构间均设有限位装置，该限位装置包括安装在静、动机座座体上的限位挡块14及安装在静、动机座夹紧机构滑座上的限位滑块15，同侧的限位挡块14与限位滑块15滑动并抵触配合。

以静机座侧为例（动机座侧的限位装置与静机座侧结构及作用相同且对称设置），限位挡块14固定在静机座4座体上，限位滑块15固定在静机座夹紧机构的滑座16上，在第一工件卡位夹装工件时，限位滑块15在滑座16的带动下沿限位挡块14滑动，在夹紧过程中限位挡块14与限位滑块15抵触配合，并在夹紧的瞬间，部分抵消滑座16受到第一钳口20的反作用力而产生的水平扭转现象。

所述的第一钳口20与第二钳口21的钳合面上设有防滑纹。

焊接时，安装在静机座4、动机座7上的夹紧油缸17以适当的夹紧力将两节被焊工件22（钢带）分别压在第一工件卡位（第一钳口20侧）及第二工件卡位（第二钳口21侧）内，两机座的夹紧油缸17推动滑座16沿导向杆24向钳口（第一、二钳口）方向运动，使电极压块6以足够的压力将被焊的钢带紧压在钳口（第一、二钳口）表面，并确保焊接过程中被焊工件不能产生任何相对位移，同时应避免夹紧力过大造成焊接工件表面损伤。焊接电流将钢带端面熔化，顶锻油缸13驱动动机座7带动第二工件卡位（第二钳口21）侧的待焊钢带向静机座4的第一工件卡位（第一钳口19）侧作变速运动，使卡装在第一、第二工件卡位内的被焊钢带两端面产生过梁***连续爆出焊接飞溅，使钢带两端面氧化物喷出，并用力挤压钢带两端面使之熔融结合形成一体完成焊接，见附图2。

实施例2

在焊接加工带有带圆孔的弧钢带时，须保证焊接后焊接缝两侧圆孔之间节距精度。从图6可知，本实施例与实施例1不同之处在于，在所述的第一钳口20与第二钳口21的钳合面（垂直定位基准面）上设有防滑销27，第一钳口20与第二钳口21的两防滑销27间隔位置与被焊接件上的圆孔之间的节距相同。工件夹装时，将第一钳口20与第二钳口21的防滑销27***被焊钢圈两弧段端头的工艺孔内，该结构设计可确保工件夹装牢固，定位精准，焊接终结时，焊缝两侧圆孔间的节距及被焊钢圈两弧段表面与定位基准表面重合。

本实施例的其它技术特征与实施例1相同。

以上借助较佳的实施例对本实用新型技术方案进行的详细说明是示意性的而非形式上的限制。本领域的技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上，可以对实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：包括机架总成、静机座总成、动机座总成和顶锻机构；

所述的机架总成包括机架（1）、固定尾座（2）、锁紧梁（3）、固定支座（12）；固定尾座（2）及固定支座（12）分别固定在机架（1）顶部的左右两端，固定尾座（2）及固定支座（12）的上端通过锁紧梁（3）连结，使机架（1）、固定尾座（2）、固定支座（12）及锁紧梁（3）形成稳固的框架结构，静机座（4）与动机座（7）相对设置安装在该框架结构内侧；

静机座（4）外侧及底部分别与固定尾座2及机架（1）顶部绝缘固定连接，动机座（7）下部通过滑动机构装配在机架（1）顶部，使动机座可横向移动，远离或靠近静机座；

静机座（4）与动机座（7）的对应侧各装有一组夹紧机构，分别构成静机座总成、动机座总成；

夹紧机构包括用于实现工件卡位开合的滑座（16）、控制滑座（16）开合的驱动部、电极压块（6）以及与电极压块连接的带状导体（26）；两机座夹紧机构的滑座（16）分别通过导向机构可滑动的装配在静、动机座上，电极压块（6）经带状导体（26）安装在滑座（16）的前端，两滑座（16）的后端分别与固定在静、动机座上的驱动部连接；

两机座的夹紧机构并列平行布设，且夹紧机构的滑座水平运动方向与动机座（7）运动方向垂直；

静机座（4）一侧的夹紧机构的电极压块（6）与固定在静机座（4）上的第一钳口（20）位置相对形成第一工件卡位；动机座（7）一侧的夹紧机构的电极压块（6）与固定在动机座（7）上的第二钳口（21）位置相对形成第二工件卡位；所述的第一钳口（20）与第二钳口（21）的钳合面位于同一垂直平面内，构成垂直定位面；静机座（4）设有第一水平定位板（5），动机座（7）设有第二水平定位板（10），第一水平定位板（5）与第二水平定位板（10）分别位于第一、二工件卡位两侧，且两定位板的工作面位于同一水平面内，构成水平定位面；

所述顶锻机构装配在固定支座（12）上，顶锻机构的推顶部与动机座（7）连结并推动动机座（7）沿滑动机构运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述滑动机构为设置在动机座（7）下部的滑杠（8）及固定在机架（1）顶部且与滑杠（8）滑动配合的滑杠座（9）。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的顶锻机构为水平安装在固定支座（12）上的顶锻油缸（13），顶锻油缸（13）的活塞杆端部通过顶锻法兰（11）与动机座（7）连结并带动动机座（7）沿滑动机构运动。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述导向机构的结构为两条平行设置的导向杆（24）及设置在滑座（16）下部的导向套（25）。

5.根据权利要求1权利要求所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述夹紧机构的驱动部采用夹紧油缸（17）液压驱动，夹紧油缸（17）的缸体分别固定在动、静机座上。

6.根据权利要求1所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的带状导体（26）与滑座（16）固接，电极压块（6）与带状导体（26）接触面上设有相对应的卡槽，槽内嵌装有联接键（23），电极压块（6）通过螺栓紧固在联接键（23）上。

7.根据权利要求1所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的第一钳口（20）及第二钳口（21）均通过钳口砧铁（19）与静机座（4）、动机座（7）固定连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的静机座（4）座体与静机座的夹紧机构间、以及动机座（7）的座体与动机座夹紧机构间均设有限位装置，该限位装置包括安装在静、动机座座体上的限位挡块（14）及安装在静、动机座夹紧机构滑座（16）上的限位滑块（15），限位挡块（14）与限位滑块（15）抵触配合。

9.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的第一钳口（20）与第二钳口（21）的钳合面上设有防滑纹。

10.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的一种用于钢圈焊接的闪光对焊机，其特征在于：所述的第一钳口（20）与第二钳口（21）的钳合面上设有防滑销（27），第一、第二钳口的两个防滑销（27）的间隔位置与被焊工件（22）上的圆孔之间的节距相同。