钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构制造技术

本实用新型专利技术是一种钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构。该机构由电机、减速机构、摆动机构和焊嘴组成，电机可正反旋转，并可控制旋转速度和正反转角度，电机与减速机构动连接，减速机构与摆动机构动连接，摆动机构的传动套与导管相套固接，导管外周圆有绝缘套；焊丝输送机构位于旋转摆动机构上方，将焊丝经传动套中心孔送入导管的中心孔；导管下端与焊嘴固接，导管与焊嘴共一中心轴线；导管中心孔下端与焊嘴的焊丝孔上端相通，中心孔和焊丝孔内置焊丝，焊丝由焊丝孔下端出口伸出；其焊丝孔与导管和焊嘴的中心轴线有一夹角θ。本实用新型专利技术的特点是以偏心旋转的方法来实现焊丝的摆动，操作简单，易于实现自动化，大大缩短焊接钢轨接头的时间。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械装置
，是一种钢轨焊接装置的旋转摆动机构。
技术介绍
钢轨焊接目前无论国际、国内都只有四种焊接方法接触焊(闪光焊)、气压焊、铝热焊和电弧焊。由于前二种方法在焊接时有一侧钢轨必须移动进行挤压才能获得满意的焊接接头。因此，主要用于在固定场地将标准长度的短钢轨事先焊接成一定长度的长钢轨用。而对于已经铺设在线路上的长钢轨，特别是在用线路上的钢轨要进行焊接时，二侧钢轨均已不能移动，故只能采用铝热焊或电弧焊接的方法。铝热焊由于是利用铝粉和氧化铁反应后产生高热使金属熔化成液态，注入焊缝中完成焊接的，故焊后接头的组织基本上属于铸造组织，其强度，特别是韧性相对较低，而电弧焊的接头性能则相对要高很多。见图1，但由于钢轨12形状复杂，其底部宽度达150mm，高度176mm，而钢轨12腰部和轨头部为防止焊接时熔池金属下流，在二侧还要用铜挡块轨头铜挡块121、轨腰铜挡块122挡住。因此电弧焊施焊时工艺上难度较大，目前各国(包括国内)还主要是采用手工电弧焊人工操作，在操作时为保证钢轨端面二侧能熔透，焊条15需要适当摆动，故焊缝A宽度需要比较大(一般在18mm左右，见图2)。因为当焊到轨腰以上部份时，由于熔池四周都有阻挡(左、右二端是钢轨，前、后则有铜挡块，因为这时熔池是垂直向上的，如无铜挡块阻挡，熔池金属就从二边流失了)，所以焊条15只能在一个类似四方的小盒内运动，如无必要的宽度，焊条15将无法摆动。宽度大，所需的焊缝A填充金属增加，焊接时间就长，这对列车运行繁忙的国内铁路线路来讲是很难保证的。所以，这也是我国铁路目前未能在运行正线上使用电弧焊焊接钢轨的主要原因，虽然电弧焊不仅在接头性能上优于铝热焊，而且成本也低很多。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决铁道在用线路上的钢轨接头焊接问题，使电弧焊焊接钢轨实现自动化，在不影响线路运行的情况下，快速高质量的完成钢轨接头的焊接。本技术的再一目的是提供一种可旋转的偏心焊咀，以达到在上部导管不用偏斜的情况下，送出的焊丝端部可以偏转一定角度，从而达到焊丝端部实现摆动的目的。为达到上述目的，本技术的技术解决方案是提供一种钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构，由电机、减速机构、摆动机构和焊嘴组成，电机可正反旋转，并可控制旋转速度和正反转角度，电机与减速机构动连接，减速机构与摆动机构动连接，摆动机构的传动套与导管相套固接，导管外周圆有绝缘套；焊丝输送机构位于旋转摆动机构上方，将焊丝经传动套中心孔送入导管的中心孔；导管下端与焊嘴固接，导管与焊嘴共一中心轴线；导管中心孔下端与焊嘴的焊丝孔上端相通，中心孔和焊丝孔内置焊丝，焊丝由焊丝孔下端的出口伸出；其焊丝孔与导管和焊嘴的中心轴线有一夹角θ。所述的旋转摆动机构，其所述电机正反转角度，最大为180°。本技术的钢轨电弧自动焊接机已制造完成，从而为将电弧焊接应用于铁路在用线路钢轨焊接创造了条件，使之有可能在不超过甚至短于铝热焊施焊的时间内，完成钢轨接头的焊接，且达到不仅性能大大优于铝热焊接，而且成本也大大节省。除此之外，另外的一大特点，是采用本技术后，可实现机械化施工的自动焊接方法，从而又进一步克服了手工操作时人为因素的影响、提高了效率、提高了质量，改善了工人的劳动条件和减轻了劳动强度，具有良好的市场前景的。附图说明图1为在用线路上的钢轨焊接时钢轨接头的组配示意图；图2为在用线路上的钢轨焊接采用手工电弧焊时焊条、焊缝位置示意图；图3为本技术钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构部件连接示意图；图4为本技术钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构工作示意图；图5为本技术钢轨自动电弧焊接中旋转摆动机构的焊嘴结构示意图。具体实施方式如图3、图4、图5所示，为本技术钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构各部件的连接关系，工作情况和焊嘴结构。见图3，图中，焊嘴1、导管2、蜗轮3、送丝轮4、送丝电机5、焊丝6、压紧轮7、蜗杆8、电机9、蜗轮箱10、传动套11、钢轨12，B为焊丝6的最大摆幅，b为实际转动α角时的摆动幅度。钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构14，由电机9、减速机构、摆动机构和焊嘴1组成，电机9通过齿轮、蜗轮蜗杆或皮带、链条与减速机构动连接，减速机构通过齿轮与摆动机构动连接，摆动机构的传动套11与导管2相套固接。焊丝输送机构位于旋转摆动机构14上方，焊丝输送机构的送丝轮4和压紧轮7在送丝电机5的带动下，夹紧焊丝6，将焊丝6经传动套11中心孔送入导管2的中心孔，并由焊咀1的焊丝孔下端伸出。摆动机构在电机9和减速机构的驱动下，可连续正反转一定角度α，角度α最大时为180度，摆动机构的连续正反转，带动导管2同步正反转动，因此固定在导管2端部的焊咀1也相应转动，从而使经导管2端部偏心焊咀1伸出的焊丝6达到摆动的目的。参看图4，图中，绝缘套13、旋转摆动机构14。本技术是通过使焊嘴1的焊丝孔的出口偏斜一定角度θ，然后在动力驱动下焊嘴1连续正反转一定角度，以达到使焊丝6摆动的目的。焊嘴1的具体结构如图5所示。导管2上端和摆动机构的传动套11连接，下端与焊嘴1固接，导管2与焊嘴1共一中心轴线。导管2外周圆有绝缘套13，导管2中心孔下端与焊嘴1的焊丝孔上端相通，中心孔和焊丝孔内置焊丝6，焊丝6由焊丝孔下端的出口伸出。焊丝孔与导管2和焊嘴1的中心轴线有一夹角θ。对于不同宽度的焊缝A，摆动幅度B只要适当确定焊嘴1的焊丝孔出口的偏斜角度θ和调整正反转角度α(180度时为最大)即可。如焊嘴1直径为11mm，焊丝孔出口偏斜角度θ＝6°，电弧燃烧点到焊丝孔偏斜起点的距离d＝50mm，则当正反转角度α为180°时的摆动幅度B＝2dtanθ，即 如调整正反转角度α至90°，则实际摆动幅度b为 α＝45°b＝B×sin αb＝10.5×sin45° 实际使用时将导管2上端插入摆动机构中的蜗轮3(或齿轮、链轮)中心的传动套11内予以固定连接，蜗轮3(或齿轮、链轮)通过传动的螺杆8(或齿轮、链轮)与减速机构电机9主轴连接，控制电机9的旋转速度和正反转角度α即可获得不同的摆辐b和摆动频率(每往复回转一次即为摆动一次)。焊嘴1的焊丝孔出口的偏斜角度θ根据实际需要，由设计确定。本技术的特点是以偏心旋转的方法来实现焊丝6的摆动(见图4、图5)，不仅操作简单，易于实现自动化，而且可以使焊缝A宽度缩小25％～30％以上(一般在10～12mm左右)，从而大大缩短焊接钢轨接头的时间。使用电弧焊焊接钢轨时，为保证钢轨二端熔合良好就必须使焊条摆动，而由于钢轨的高度比较高(176mm)，二侧又有挡板，要摆动就必须使焊缝A留有足够宽度(约18mm)。但焊缝A宽度大，焊接时间就必然延长；焊接需要的时间长，则也就限制了它在铁路线路上的应用。所以本技术的目的就是要在受钢轨高度及二侧挡板的制约下，在相对窄的焊缝A(10～12mm)内，就能方便地实现焊丝6的左右摆动，即本技术中的偏心旋转的方法。理论上讲，使用偏心旋转的方法，所需要的焊缝A宽度只要稍大于焊嘴1(包括绝缘套13)的直径即可。权利要求1.一种钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构，由电机、减速机构、摆动机构和焊嘴组成，电机可正反旋转，并可控制旋转速度和正反转角度，电机与减速机构动连接，减速机构与摆动机构动连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢轨自动电弧焊接中的旋转摆动机构，由电机、减速机构、摆动机构和焊嘴组成，电机可正反旋转，并可控制旋转速度和正反转角度，电机与减速机构动连接，减速机构与摆动机构动连接，摆动机构的传动套与导管相套固接，导管外周圆有绝缘套；焊丝输送机构位于旋转摆动机构上方，将焊丝经传动套中心孔送入导管的中心孔；导管下端与焊嘴固接，导管与焊嘴共一中心轴线；导管中心孔下端与焊嘴的焊丝孔上端相通，中心孔和焊丝孔内置焊丝，焊丝由焊丝孔下端的出口伸出；其特征在于，焊丝孔与导管和焊嘴的中心轴线有一夹角θ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季关钰，
申请(专利权)人：北京京隆华科技开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]