２００吨级混合型摩擦焊机制造技术

一种２００吨级混合型摩擦焊机，它是摩擦焊接航空领域、船舶和重汽工业及石油地质行业的大口径零件的专用设备，主要原理为电机通过皮带传动来驱动主轴箱上的主轴旋转，从而带动被焊工件旋转；移动滑台装有滑动夹具用于夹紧工件，它借助安装在主轴箱上的顶锻油缸来带动工件沿床身上的直线导轨副作往复运动，并进行摩擦和顶锻加压来完成焊接的全过程。该机主要由床身、主轴箱、移动滑台、直线导轨副、顶锻油缸、电机驱动装置、液压控制系统、电气控制系统及计算机监控系统等部分组成。本实用新型专利技术结构紧凑、设计合理；焊接能力强、可焊范围大、焊接性能好；旋转精度高；操作简单、使用方便。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种200吨级混合型摩擦焊机。
技术介绍
摩擦焊接是一种固相热压焊接方法是以摩擦热为热源，通过机械摩擦运动及施 加载荷使两物体表面之间产生热量，把两个焊接件表面加热到塑性状态，然后利用此热量 将同种材料、异种材料通过顶锻加压牢固地连接起来的焊接方法。焊接时，接合面不熔化， 所形成的焊缝金相组织为锻造组织，焊缝力学性能高于母材强度。此焊接方法无需填充金 属、焊条、焊剂及保护气体，为当今社会绿色环保的焊接方法。按驱动方式可把摩擦焊机分 为连续驱动摩擦焊机和惯性摩擦焊机，而混合型摩擦焊机是在连续驱动模式下加入一定的 惯量并配合形变热处理工艺研制开发的新型摩擦焊机。摩擦焊接工艺已广泛应用到生产领 域的各个方面。特别在航空航天、重载汽车、能源、海洋开发等高新
更显示出了独 特的优越性，近几年，我国的飞机发动机压缩机转子、船用涡轮增压器和重型汽车的后桥、 半轴、传动轴及石油采掘行业的大口径钻杆、油管等产品都是在摩擦焊机上焊接生产，需要 160吨级以上的摩擦焊机才能够生产，但目前国内大吨位的摩擦焊机均需进口，为打破国外 公司的垄断和技术封锁，我们研制开发了 200吨级混合型摩擦焊机，解决了上述产品的生 产制造、降低了产品的价格、扩大了市场占有率。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述技术中国内存在的空白，提供一种设计合理、焊 接性能好、旋转精度高、价格低的200吨级混合型摩擦焊机。为了达到上述目的，本实用新 型采用的技术方案是一种200吨级混合型摩擦焊机，主要由电机驱动装置(1)、皮带防护 罩(2)、床身(3)、主轴箱(4)、连接杆(5)、移动滑台(6)、直线导轨副(7)、螺帽(8)、三角皮 带(9)、顶锻油缸(10)及液压控制系统(11)等零部件组成；其特征是主轴箱(4)固定在床 身(3)的左侧，二根直线导轨副(7)的导轨固定在床身(3)的右侧，移动滑台(6)固定在直 线导轨副(7)的六个滑块上，布置在主轴箱⑷两侧的顶锻油缸(10)与连接杆(5)相连，连 接杆(5)安装在移动滑台(6)上由螺帽⑶固定，液压控制系统(11)向顶锻油缸(10)供油 驱动活塞杆，带动移动滑台(6)沿直线导轨副(7)往复运动，电机驱动装置(1)与液压控制 系统(6)分别布置在床身( 后部的左右两侧，电机驱动装置(1)通过三角皮带(9)驱动 大皮带轮(4-9)旋转，从而带动主轴G-21)旋转，主轴G-21)靠工件摩擦顶锻加压制动停 车；主轴G-21)前端采用二套圆柱滚子轴承G-18)分列两端的支承方式承受径向负载，主 轴G-21)后端采用一套向心推力球轴承G-11)和一套深沟球轴承G-2)的支承方式；主 轴G-21)的轴向负载采用两套推力调心滚子轴承G-15)共同承载的结构形式，其中一套 推力调心滚子轴承G-15)采用固定在轴承座G-16)上的固定安装方式，另外一套推力调 心滚子轴承G-15)采用固定在轴承座G-14)上并与平衡油缸G-13)相连的活动安装方 式；圆柱滚子轴承(4-18)、轴承座(4-16)、轴承座(4-14)、平衡油缸及向心推力球轴承G-11)均安装在箱体G-17)的各自位置，箱体G-17)固定在床身(3)上；深沟球轴 承(4-2)安装在离合器支座(4-3)的固定位置，离合器支座(4-3)也固定在床身(3)上；大 皮带轮(4-9)通过二套圆锥滚子轴承(4-8)固定在主轴G-21)上旋转，离合器(4-7)通过 一套深沟球轴承G-5)固定在轴承座(4-6)上，并且沿固定在主轴G-21)的花键套(4-4) 做往复运动，旋转的大皮带轮(4-9)通过接触锥面带动离合器(4-7)转动，从而带动主轴 (4-21)旋转；液压控制系统(11)供油经过旋转给油器(4-1)后通过进油管0-1 带动主 轴活塞G-20)在主轴G-21)的缸筒内往复移动，从而带动与主轴活塞G-20)相连接的五 块主轴卡具G-24)在卡具体的定位槽斜面上运动，主轴活塞G-20)连接的冲刀杆 (4-22)上安装的冲刀0-2 ；卡具体固定在主轴G-21)的前端，向心推力球轴承 (4-11)的端面由端盖G-10)固定，圆柱滚子轴承G-18)的端面由端盖G-19)固定，端盖 (4-10)和端盖(4-19)均固定在箱体(4-17)上。本技术主轴系统采用两套单列圆柱滚子轴承分布两端的旋转支承结构方 式，能够保证主轴的旋转精度，另外，该轴承可承受很大的径向负载，能够满足摩擦焊机焊 接时摩擦扭矩产生的径向力的要求；摩擦焊机顶锻焊接瞬间产生的200吨轴向负载通过两 套推力调心滚子轴承来实现，一套为固定安装方式，另一套为平衡油缸活动安装方式，各轴 承均只承受轴向负载的一半，很好地解决了轴承承载与转速的关系，提高了轴承的使用寿 命；主轴系统经优化设计，结构新颖独特，为国内首创，调整方便，稳定可靠；并且工件的夹 紧、松开采用液压自动卡紧方式，在松开的同时，冲刀自动完成摩擦焊接时工件内飞边的切 除工作；另外在箱体的两侧各配置一套顶锻油缸，顶锻油缸的活塞杆连接移动滑台，因此， 移动滑台在液压控制系统供油时沿着固定在床身的直线导轨作往复运动，实现工件进给; 此外，电机驱动装置经过皮带传动并通过离合器驱动主轴旋转，焊接工件时，主轴靠工件摩 擦顶锻加压制动停车。移动滑台的前端同步机构采用一只油缸方式，其中油缸活塞连接一侧夹具，油缸 缸体连接另一侧夹具，通过连接在两侧夹具的等臂连杆机构实现同步运动，实现工件自动 对中定心，从而将工件夹紧或松开；后端同步机构采用两只油缸同步进油方式，其中一只油 缸活塞连接一侧夹具，另外一只油缸活塞连接另一侧夹具，通过连接在两侧夹具的等臂连 杆机构实现同步运动，实现工件自动对中定心，从而将工件夹紧或松开；在工件经前、后端 自动定心夹紧后，两套中间夹具在液压控制下运动实现工件夹紧，反之松开。液压控制系统采用低压大流量叶片泵和高压小流量柱塞泵的双泵供油方式，节能 降耗；并且液压系统采用电磁溢流阀方式，减少油液发热；同时，液压阀均采用新型叠加阀 形式，结构紧凑。另外整机均采用工控机+可编程控制器(PLC)控制技术。本技术的优点是1、结构紧凑、设计合理；2、本技术采用新型主轴系统和移动滑台结构形式，并结合适应摩擦焊接工艺 的先进的液压控制系统所研制的大吨位摩擦焊机，具有焊接能力强、可焊范围大、焊接性能 好、旋转精度高、价格低；3、使用本设备操作简单、使用方便。附图说明图1是本技术结构主视图；图2是图1的俯视图；图3是图2主轴箱的C-C剖视图；图4是图2移动滑台的D-D剖视图；图5是图2移动滑台的F-F剖视图；图6是图2移动滑台的E-E剖视图；图7是本技术结构电机驱动装置的主视图；具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。由图1-图8可知，本技术是由电机驱动装置1、皮带防护罩2、床身3、主轴箱 4、连接杆5、移动滑台6、直线导轨副7、螺帽8、三角皮带9、顶锻油缸10及液压控制系统11 等零部件组成；所述的200吨级混合型摩擦焊机的主轴箱4固定在床身3的左侧，二根直线 导轨副7的导轨固定在床身3的右侧，移动滑台6固定在直线导轨副7的六个滑块上，布置 在主轴箱4两侧的顶锻油缸10与连接杆5相连，连接杆5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种２００吨级混合型摩擦焊机，主要由电机驱动装置（１）、皮带防护罩（２）、床身（３）、主轴箱（４）、连接杆（５）、移动滑台（６）、直线导轨副（７）、螺帽（８）、三角皮带（９）、顶锻油缸（１０）及液压控制系统（１１）等零部件组成；其特征是：主轴箱（４）固定在床身（３）的左侧，二根直线导轨副（７）的导轨固定在床身（３）的右侧，移动滑台（６）固定在直线导轨副（７）的六个滑块上，布置在主轴箱（４）两侧的顶锻油缸（１０）与连接杆（５）相连，连接杆（５）安装在移动滑台（６）上由螺帽（８）固定，液压控制系统（１１）向顶锻油缸（１０）供油驱动活塞杆，带动移动滑台（６）沿直线导轨副（７）往复运动，电机驱动装置（１）与液压控制系统（６）分别布置在床身（３）后部的左右两侧，电机驱动装置（１）通过三角皮带（９）驱动大皮带轮（４－９）旋转，从而带动主轴（４－２１）旋转，主轴（４－２１）靠工件摩擦顶锻加压制动停车；主轴（４－２１）前端采用二套圆柱滚子轴承（４－１８）分列两端的支承方式承受径向负载，主轴（４－２１）后端采用一套向心推力球轴承（４－１１）和一套深沟球轴承（４－２）的支承方式；主轴（４－２１）的轴向负载采用两套推力调心滚子轴承（４－１５）共同承载的结构形式，其中一套推力调心滚子轴承（４－１５）采用固定在轴承座（４－１６）上的固定安装方式，另外一套推力调心滚子轴承（４－１５）采用固定在轴承座（４－１４）上并与平衡油缸（４－１３）相连的活动安装方式；圆柱滚子轴承（４－１８）、轴承座（４－１６）、轴承座（４－１４）、平衡油缸（４－１３）及向心推力球轴承（４－１１）均安装在箱体（４－１７）的各自位置，箱体（４－１７）固定在床身（３）上；深沟球轴承（４－２）安装在离合器支座（４－３）的固定位置，离合器支座（４－３）也固定在床身（３）上；大皮带轮（４－９）通过二套圆锥滚子轴承（４－８）固定在主轴（４－２１）上旋转，离合器（４－７）通过一套深沟球轴承（４－５）固定在轴承座（４－６）上，并且沿固定在主轴（４－２１）的花键套（４－４）做往复运动，旋转的大皮带轮（４－９）通过接触锥面带动离合器（４－７）转动，从而带动主轴（４－２１）旋转；液压控制系统（１１）供油经过旋转给油器（４－１）后通过进油管（４－１２）带动主轴活塞（４－２０）在主轴（４－２１）的缸筒内往复移动，从而带动与主轴活塞（４－２０）相连接的五块主轴卡具（４－２４）在卡具体（４－２３）...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉珊，周君，
申请(专利权)人：机械科学研究院哈尔滨焊接研究所，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]