专利名称：横臂式轧辊自动堆焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种横臂式轧辊自动堆焊机，可广泛应用于各类热轧辊，冷热支承辊，有色金属轧辊，初轧辊、机架辊等多种工件的硬面预保护及旧辊修复工作，属于堆焊机技术领域。
背景技术：
以前，我国对新制轧辊表面预保护堆焊和对使用后磨损的轧辊硬面进行再次修复，一直用自制简易工装实施堆焊作业以一套小车式的自动埋弧焊机，配一台车床加以改造，来对工件进行埋弧堆焊。后也有借用十字操作机架，滚轮胎架，配埋弧焊机的方式来进行堆焊。20世纪80年代，上海宝钢建设时引进了日本大阪的成套设备，采用了机床式回转机构、配固定式横臂悬挂堆焊机头的方式，它的横臂为固定式或上下伸降式，为让开行车起吊工件，必需将横臂做得很长，通过移动横臂上的滑板小车到横臂的两侧来避让工件的吊装，这些方式所采用的堆焊均为丝极单道焊和带极堆焊两种方式。实践证明，丝极单道焊设备简单、易操作，但效率不高，堆焊后的工件经长期使用后易形成搓扳式磨损的致命缺陷，缩短了工件的使用寿命，如图1所示，为普通单丝焊接示意图，a表示焊后焊缝表面形状，b表示工作使用后表面搓板式磨损。带极堆焊，熔敷率高，焊道平整光滑，但焊带的生产工艺决定了其原材料成本高，材料的成份在冶炼钢坯时，即一次性形成，需要调整材料成份时很不方便，仅适用于某几种具有一定产量，且成份固定的材质使用。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种能进行摆弧焊的横臂式轧辊自动堆焊机。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，由机头、摆动机构、垂直拖板减速电机、垂直拖板、小车驱动电机、横梁驱动电机、转胎减速电机、床头、控制箱、小车、焊剂箱、横梁、尾架、床身、横梁前后调节机构、回收机组成，控制箱连接小车置于横梁上，能带动小车在横梁上左右移动的小车驱动电机置于小车上端，能带动横梁水平移动的横梁驱动电机设于横梁的后端，小车的前端设有垂直拖板，摆动机构置于垂直拖板上，机头置于摆动机构的下端，能带动垂直拖板上下移动的垂直拖板减速电机置于垂直拖板的上端，转胎减速电机置于床身的外侧，与置于床身内侧的床头水平连接，尾架置于床身另一内侧，床头和尾架之间置有被焊物，转胎减速电机、床头和尾架处于同一水平线，与横梁平行，焊剂箱置于横梁的上端，下端与机头连接，上端与回收机连接。
本实用新型通过一体化的设计，将原有单独功能的部件和新开发的功能部件组合优化、改进调整，形成一套完善的、成套性强的焊接装置，可根据不同用户的工件大小及焊接要求的不同，对各主要部件进行系列化设计，即可焊接不同直径、不同长度和重量的各类轧辊，本实用新型采用摆弧焊的焊接方法，在单丝焊时将焊丝以一定的速度和幅度作垂直于焊接方向的摆动，即可形成与带极焊接相似的焊道，焊接后表面成形美观，焊道平整，加工余量小，并且由于焊丝的摆动，焊缝的金属晶相更细化，解决了单丝焊修复后工件表面搓板形磨损的致命隐患，提高了生产率，延长了轧辊的使用寿命，与带极焊相比，又大大降低了材料成本，扩展了使用范围，且焊缝的宽度不象带极焊一样受焊带宽度的限制，可在一定的幅度内无级调整，如图2所示，为摆弧焊焊接示意图，c表示摆弧焊焊缝表面形状。
本实用新型的优点是采用摆弧焊的焊接方法，提高了焊接质量和生产率，延长了轧辊的使用寿命，又大大降低了材料成本。
图1为普通单丝焊接示意图；图2为摆弧焊焊接示意图；图3为横臂式轧辊自动堆焊机结构示意图；图4为横臂式轧辊自动堆焊机A-A示意图；图5为摆动机构结构示意图；图6为摆动机构侧视图；图7为床头结构示意图；图8为尾架结构示意图；
图9为尾架侧视图；图10为横梁前后调节机构结构示意图；图11为横梁前后调节机构A-A示意图；图12为实施例2床头结构示意图；图13为实施例2尾架结构示意图；图14为实施例2尾架侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1如图3、4所示，为横臂式轧辊自动堆焊机结构示意图，所述的横臂式轧辊自动堆焊机由机头1、摆动机构2、垂直拖板减速电机3、垂直拖板4、小车驱动电机5、横梁驱动电机6、转胎减速电机7、床头8、控制箱9、小车10、焊剂箱11、横梁12、尾架13、床身14、横梁前后调节机构15、回收机16组成。
如图5、6所示，为摆动机构结构示意图，所述的摆动机构2由摆动支架18、固定支架19、行程开关20、直流减速电机21、电机箱22、手轮23、调节螺杆24、行程挡块25组成，驱动摆动支架18的直流减速电机21、齿条26、滚轮27、轨道28、齿轮29安装电机箱22的一端，与摆动支架18连接，上面装有行程挡块25的调节螺杆24安装于摆动支架18的上端，手轮23安装在调节螺杆24的一端，行程开关20安装调节螺杆24的后面，由直流减速电机21、滚轮27、齿条26机构驱动摆动支架18，通过调节螺杆24可无级调整两行程开关间的距离，达到调整摆动幅宽的目的，行程开关20发出的信号经电路控制部份，改变直流减速电机21的磁场方向，让直流减速电机21切换正反转向，实现摆动支架18的正反运行功能，同时调节摆动器在两端的停留时间，并通过可控硅对直流减速电机21进行无级调速，这样，摆动机构2即可达到摆动幅度、运行速度、两端停留时间均可无级调整的目的，在这种状态下运行的摆动机构2，由于直流减速电机21的响应速度很快，并附加了到位制动电路，因此，摆动机构2在摆动过程中的运行速度是一种接近匀速直线运动的状态，保证了焊接速度一致性要求。
如图7所示，为床头结构示意图，所述的床头8由弹性联轴器30、轴承盖31、圆锥滚子轴承32、左机架33、床头主轴34、平面轴承35、双列滚子轴承36、四爪卡盘37、左顶针38组成，床头主轴34安装在左机架33的正中，轴承盖31、圆锥滚子轴承32安装于床头主轴34的后端，后端外装有弹性联轴器30，平面轴承35、双列滚子轴承36、轴承盖31安装在床头主轴34的前端，前端外设有四爪卡盘37，顶针38装于床头主轴34的右正前端。
较多工件轴端不是圆形的，因此需用四爪卡盘37，在床头四爪卡盘中心巧妙地设计了一个随文轴同时回转的固定顶针，这样，不管工件的轴颈部份是何形状，仅需将工件中心孔插入顶针，然后再锁紧四爪，即可避免了四爪卡盘37调整工件17中心不方便的问题。由于焊接电流往往达到300-1000A，床头回转部份还设计了接地导电装置，避免了焊接电流通过轴承等传动部件导电的问题。
如图8、9所示，为尾架结构示意图，所述的尾架13由右顶针39、轴盖40、衬套41、油杯42、右机架43、尾架主轴44、螺套、螺杆45、平面轴承46、主轴锁紧装置47、尾架锁紧装置48、尾架升降装置49、手柄50组成，尾架主轴44安装在右机架43正中，衬套41安装在尾架主轴44和右机架43之间，螺套、螺杆45安装于尾架主轴44的轴中心，右顶针39安装尾架主轴44里的螺套、螺杆45左正前端，手柄50通过平面轴承46与尾架主轴44连接，右机架43的两端装上轴盖40，主轴锁紧装置47置于尾架主轴44的端头，在右机架43的下面设有尾架锁紧装置48和尾架升降装置49。
如图10、11所示，为横梁前后调节机构结构示意图，所述的横梁前后调节机构15由轴51、滑块52、导轨53、齿条54、导轨固定板55、立柱56、行程挡块57、滑板58、齿轮59组成，轴51置于横梁12上，一端通过联轴器与横梁驱动电机6连接，另一端通过万向联轴器和轴承与滑板58连接，导轨固定板55设于“г”形立柱56的横柱上，导轨53设于导轨固定板55上，可移动式横梁12安装于两侧“г”形立柱的活动滑块52上，通过横梁驱动电机6驱动，横梁12可整体沿立柱56的悬臂前后移动，使安装于横梁12上的部件可整体退出工件上部，便于工件的吊装就位。
将控制箱9连接小车10安装在横梁12上，能带动小车10在横梁12上左右移动的小车驱动电机5安装在小车10上端，能带动横梁12水平移动的横梁驱动电机6安装在横梁12的后端，小车10的前端设有垂直拖板4，摆动机构2安装于垂直拖板4上，机头1置于摆动机构2的下端，能带动垂直拖板4上下移动的垂直拖板减速电机3置于垂直拖板4的上端，安装于滑板小车上的电动升降拖板代替了原有通过升降整个横臂来满足工件直径大小的方式，不需大型升降机构，且将机头高低就位和干伸长度的微调机构合二为一，结构轻巧简便，安全可靠。另在电动升降拖板上再设前后手动微调拖板，方便焊接过程中对焊丝偏移量的调整。
转胎减速电机7安装在床身14的外侧，与置于床身14内侧的床头8水平连接，尾架13置于床身14另一内侧，床头8和尾架13之间可安装被焊物17，转胎减速电机7、床头8和尾架13处于同一水平线，与横梁12平行，焊剂箱11安装横梁12的上端，下端与机头1连接，上端与回收机16连接。
堆焊机床根据工件直径和重量的大小，按中心高不同分为ZH-500、650、1000三个系列产品，载重量可由5吨到15吨，按夹装工件长度分为2m、3m、4m几个规格，基本满足了各类轧辊的状夹要求。考虑到工件预热、焊接时的伸长因素，床头8设计时充分考虑到承受轴向力的要求，当工件加热伸长时，其轴向力由承载机构来承担，改进了原土制设备将作用力直接施加于承受轴向力很有限的摆线减速器上的缺陷，延长了设备的使用寿命。
工作时接通焊机和控制箱电源，横梁12后退，吊装工件17，横梁12前移就位，通过焊剂回收机16吸取焊剂到储藏柜，根据工件大小及材质，选用焊丝及焊剂，调整好各个焊接参数，如焊接电流、焊接电压、工件回转速度、滑板小车移动方向及速度、摆动机构2的摆幅、摆动速度、左右停留时间等，将相关功能均置于联动方式，启动焊接即可开始焊接，焊接过程中也可根据焊缝成形状况随时调整所有参数，以达到最佳状态。
实施例2针对大型工件设计的ZH-650、1000两个规格床头。
如图12所示，为实施例2床头结构示意图，所述的床头8a包括轴承盖31a、圆锥滚子轴承32a、左机架33a、床头主轴34a、平面轴承35a、双列滚子轴承36a、左顶针38a其特征在于，在左边轴承盖31a外设有导电杆支架60、导电杆61、导电盘62，在右边轴承盖31a外设有大齿轮64，在左机架33a下端设有带动小齿轮66旋转的减速电机65，小齿轮66置于大齿轮64下，与大齿轮64啮合，罩壳62置于床头8a外。
其回转机构大齿轮60采用了大直径，即1200mm齿盘驱动方式，提高了工件运行的平稳性。
如图13、14所示，为实施例2尾架结构示意图，机床的尾座基本同实施例1的尾架大同小异，由于尾座较重，为了尾座的移动方便，在尾座下方四角设计了手动升降机构49a及行走滚轮63，通过升降机构抬高尾座，推动尾座即可由行走滚轮63移动尾座就位，解决了工件安装时需同时起吊工件和尾座的麻烦。
权利要求1.一种横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，由机头(1)、摆动机构(2)、垂直拖板减速电机(3)、垂直拖板(4)、小车驱动电机(5)、横梁驱动电机(6)、转胎减速电机(7)、床头(8)、控制箱(9)、小车(10)、焊剂箱(11)、横梁(12)、尾架(13)、床身(14)、横梁前后调节机构(15)、回收机(16)组成，控制箱(9)连接小车(10)置于横梁(12)上，能带动小车(10)在横梁(12)上左右移动的小车驱动电机(5)置于小车(10)上端，能带动横梁(12)水平移动的横梁驱动电机(6)设于横梁(12)的后端，小车(10)的前端设有垂直拖板(4)，摆动机构(2)置于垂直拖板(4)上，机头(1)置于摆动机构(2)的下端，能带动垂直拖板(4)上下移动的垂直拖板减速电机(3)置于垂直拖板(4)的上端，转胎减速电机(7)置于床身(14)的外侧，与置于床身(14)内侧的床头(8)水平连接，尾架(13)置于床身(14)另一内侧，床头(8)和尾架(13)之间置有被焊物(17)，转胎减速电机(7)、床头(8)和尾架(13)处于同一水平线，与横梁(12)平行，焊剂箱(11)置于横梁(12)的上端，下端与机头(1)连接，上端与回收机(16)连接。
2.根据权利要求1所述的横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，所述的摆动机构(2)由摆动支架(18)、固定支架(19)、行程开关(20)、直流减速电机(21)、电机箱(22)、手轮(23)、调节螺杆(24)、行程挡块(25)组成，驱动摆动支架(18)的直流减速电机(21)、齿条(26)、滚轮(27)、轨道(28)、齿轮(29)置于电机箱(22)的一端，与摆动支架(18)连接，上面置有行程挡块(25)的调节螺杆(24)置于摆动支架(18)的上端，手轮(23)置于调节螺杆(24)的一端，行程开关(20)置于调节螺杆(24)的后面。
3.根据权利要求1所述的横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，所述的床头(8)由弹性联轴器(30)、轴承盖(31)、圆锥滚子轴承(32)、左机架(33)、床头主轴(34)、平面轴承(35)、双列滚子轴承(36)、四爪卡盘(37)、左顶针(38)组成，床头主轴(34)置于左机架(33)正中，轴承盖(31)、圆锥滚子轴承(32)置于床头主轴(34)的后端，后端外置有弹性联轴器(30)，平面轴承(35)、双列滚子轴承(36)、轴承盖(31)置于床头主轴(34)的前端，前端外设有四爪卡盘(37)，顶针(38)置于床头主轴(34)的右正前端。
4.根据权利要求1所述的横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，所述的尾架(13)由右顶针(39)、轴盖(40)、衬套(41)、油杯(42)、右机架(43)、尾架主轴(44)、螺套、螺杆(45)、平面轴承(46)、主轴锁紧装置(47)、尾架锁紧装置(48)、尾架升降装置(49)、手柄(50)组成，尾架主轴(44)置于右机架(43)正中，衬套(41)置于尾架主轴(44)和右机架(43)之间，螺套、螺杆(45)置于尾架主轴(44)的轴中心，右顶针(39)置于尾架主轴(44)里的螺套、螺杆(45)左正前端，手柄(50)通过平面轴承(46)与尾架主轴(44)连接，右机架(43)的两端置有轴盖(40)，主轴锁紧装置(47)置于尾架主轴(44)的端头，在右机架(43)的下面设有尾架锁紧装置(48)和尾架升降装置(49)。
5.根据权利要求1所述的横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，所述的横梁前后调节机构(15)由轴(51)、滑块(52)、导轨(53)、齿条(54)、导轨固定板(55)、立柱(56)、行程挡块(57)、滑板(58)、齿轮(59)组成，轴(51)置于横梁(12)上，一端通过联轴器与横梁驱动电机(6)连接，另一端通过万向联轴器和轴承与滑板(58)连接，导轨固定板(55)设于“г”形立柱(56)的横柱上，导轨(53)设于导轨固定板(55)上。
6.根据权利要求1或3所述的横臂式轧辊自动堆焊机，所述的床头(8a)包括轴承盖(31a)、圆锥滚子轴承(32a)、左机架(33a)、床头主轴(34a)、平面轴承(35a)、双列滚子轴承(36a)、左顶针(38a)其特征在于，在左边轴承盖(31a)外设有导电杆支架(60)、导电杆(61)、导电盘(62)，在右边轴承盖(31a)外设有大齿轮(64)，在左机架(33a)下端设有带动小齿轮(66)旋转的减速电机(65)，小齿轮(66)置于大齿轮(64)下，与大齿轮(64)啮合，罩壳(62)置于床头(8a)外。
专利摘要本实用新型涉及一种横臂式轧辊自动堆焊机，其特征在于，由机头、摆动机构、垂直拖板减速电机、垂直拖板、小车驱动电机、横梁驱动电机、转胎减速电机、床头、控制箱、小车、焊剂箱、横梁、尾架、床身、横梁前后调节机构、回收机组成，本实用新型通过一体化的设计，将原有单独功能的部件和新开发的功能部件组合优化、改进调整，形成一套完善的、成套性强的焊接装置，可根据不同用户的工件大小及焊接要求的不同，对各主要部件进行系列化设计，即可焊接不同直径、不同长度和重量的各类轧辊。本实用新型的优点是采用摆弧焊的焊接方法，提高了焊接质量和生产率，延长了轧辊的使用寿命，又大大降低了材料成本。
文档编号B23K9/04GK2754796SQ20042009065
公开日2006年2月1日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者施桂兴, 夏再生 申请人:上海施威焊接产业有限公司