一种自适应配重轧辊堆焊机论文和设计-方钊

全文摘要

本实用新型公开了一种自适应配重轧辊堆焊机，属于焊接设备领域。本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，包括，行走单元，其包括行走车和机架；焊接单元，其通过支撑架横杆一端固定连接在行走车上；翻转单元，其位于焊接单元下方，用于夹持待加工轧辊进行旋转；控制器，其与各单元信号连接，控制各单元的运转，还包括焊丝盘，其可转动式连接于支撑架横杆的另一端，其上存放有焊丝，通过焊丝与焊接单元传动式连接；焊丝盘空载时的重量与焊接单元空载时的重量相等。本装置通过在支撑架另一端设置焊丝盘与焊接单元传动式连接，随着焊丝和焊剂的消耗，焊丝盘和焊接单元的重量均在减轻，二者始终保持着平衡，解决了堆焊过程中配重易失衡的问题。

主设计要求

1.一种自适应配重轧辊堆焊机，包括，行走单元(1)，其包括行走车(10)和机架(11)，行走车(10)滑动连接在机架(11)顶部导轨上；焊接单元(2)，其通过支撑架(20)横杆的一端固定连接在行走车(10)上，其焊接端(24)对待加工轧辊(6)进行堆焊；翻转单元(3)，其位于焊接单元(2)下方，其包括滑动连接在滑轨(30)上的头架(31)和尾座(32)，用于夹持待加工轧辊(6)进行旋转；控制器(4)，其与各单元信号连接，控制各单元的运转；其特征在于，还包括：焊丝盘(26)，其转动式连接于支撑架(20)横杆的另一端，其上存放有焊丝(27)，通过焊丝(27)与焊接单元(2)传动式连接；所述焊丝盘(26)空载时的重量与焊接单元(2)空载时的重量相等。

设计方案

1.一种自适应配重轧辊堆焊机，包括，

行走单元(1)，其包括行走车(10)和机架(11)，行走车(10)滑动连接在机架(11)顶部导轨上；

焊接单元(2)，其通过支撑架(20)横杆的一端固定连接在行走车(10)上，其焊接端(24)对待加工轧辊(6)进行堆焊；

翻转单元(3)，其位于焊接单元(2)下方，其包括滑动连接在滑轨(30)上的头架(31)和尾座(32)，用于夹持待加工轧辊(6)进行旋转；

控制器(4)，其与各单元信号连接，控制各单元的运转；

其特征在于，还包括：

焊丝盘(26)，其转动式连接于支撑架(20)横杆的另一端，其上存放有焊丝(27)，通过焊丝(27)与焊接单元(2)传动式连接；

所述焊丝盘(26)空载时的重量与焊接单元(2)空载时的重量相等。

2.根据权利要求1所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：还包括收集车(50)，其一侧面通过连接杆(51)与行走车(10)固定连接，其底部与滑轨(30)滑动连接，其位于焊接端(24)下方。

3.根据权利要求2所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：所述收集车(50)顶面设有筛网(500)。

4.根据权利要求2所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：还包括刮板单元(52)，所述刮板单元(52)包括支杆(520)和刮板机构(521)，支杆(520)一端固定连接在收集车(50)侧面，另一端与刮板机构(521)固定连接，刮板机构(521)的端部设有棱角，与待加工轧辊(6)的焊缝接触，用于刮除焊缝表面杂渣。

5.根据权利要求4所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：所述刮板单元(52)包括壳体(5210)、刮板(5211)和调节螺栓(5212)，壳体(5210)上开有通孔，壳体(5210)固定连接在支杆(520)上；刮板(5211)活动安装在通孔中，刮板(5211)一端设有棱角；壳体(5210)两侧开有螺孔，调节螺栓(5212)通过螺孔与壳体(5210)螺纹连接，调节螺栓(5212)螺杆端部抵接在刮板(5211)上。

6.根据权利要求2所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：还包括分流网(501)，其倾斜设置于刮板单元(52)下方，其一端固定连接在收集车(50)顶部，另一端偏向待加工轧辊(6)方向。

7.根据权利要求6所述的一种自适应配重轧辊堆焊机，其特征在于：还包括隔板(502)，其设于收集车(50)内，位于分流网(501)下方，将收集车(50)分为两个腔室，远离待加工轧辊(6)的腔室顶部不设有筛网(500)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接设备领域，更具体地说是涉及一种自适应配重轧辊堆焊机。

背景技术

轧辊堆焊机主要应用于辊轴类零件在使用过程中磨损后进行堆焊修复，在对辊轴类零件进行堆焊时，先将辊轴等零件安装到翻转机构上，是辊轴旋转，同时焊接端沿着辊轴的轴向行走，从而得到完整均匀的堆焊层。

堆现有的轧辊堆焊机结构如图1和图2所示，焊接单元通过支撑架的一端固定连接在行走车上，为了行走车能平稳运行，支撑架另一端通常设有配重单元以保持平衡，由于焊机的焊接单元在进行焊接时需要使用焊剂辅助焊丝进行焊接，焊丝与焊剂的质量在不断被消耗，因此焊接端的质量在不断变化，常规配重单元无法保持配重平衡。

经检索，中国专利公开号：CN205147646U，公开日2016年4月13日，公开了一种辊轴堆焊机。该装置包括焊接设备、翻转机构、行走机构和控制设备，焊接设备独立放置，送丝机构和焊剂箱安装在行走机构上，并且送丝机构和焊剂箱的出料管高度可调，行走机构上还设有焊丝导杆和刮板，控制系统用于控制各机构和设备的运行。该装置虽然提供了一种结构简单使用方便的堆焊机，但是仍未解决堆焊时配重平衡的问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中堆焊机在使用时，随着焊剂和焊丝不断消耗，行走车配重难以平衡的问题，本实用新型提供了一种自适应配重轧辊堆焊机，其通过在支撑架另一端设置焊丝盘与焊接单元传动式连接，随着焊丝和焊剂的消耗，焊丝盘和焊接单元的重量均在减轻，二者始终保持着平衡，解决了堆焊过程中配重易失衡的问题，保证了堆焊效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种自适应配重轧辊堆焊机，包括，

行走单元，其包括行走车和机架，行走车滑动连接在机架顶部导轨上；

焊接单元，其通过支撑架固定连接在行走车上，其焊接端对待加工轧辊进行堆焊；

翻转单元，其位于焊接单元下方，其包括滑动连接在滑轨上的头架和尾座，用于夹持待加工轧辊进行旋转；

控制器，其与各单元信号连接，控制各单元的运转；

还包括焊丝盘，其可转动式连接于支撑架横杆的另一端，其上存放有焊丝，通过焊丝与焊接单元传动式连接；所述焊丝盘空载时的重量与焊接单元空载时的重量相等。随着堆焊的进行，横杆一端的焊接单元与横杆另一端的焊丝盘消耗的重量几乎相等，由于焊丝盘与焊接单元空载时的重量相等，所以二者始终能保证平衡状态。

进一步地，还包括收集车，其一侧面通过连接杆与行走车固定连接，其底部与滑轨滑动连接，其位于焊接端下方。

收集车主要由收集仓和底部的滚轮组成，通过其底部的滚轮与滑轨滑动连接，可以在滑轨上灵活滑动，收集车还通过连接杆与行走车固定连接，行走车为收集车的运动提供驱动力，收集车随着行走车的运动而运动，并且相对行走车保持静止，及时准确的将洒落的焊剂收集，方便之后重新利用。

进一步地，所述收集车顶面设有筛网。在收集车顶部铺设一层筛网，网孔的大小供焊剂通过，其余大粒径的焊渣、熔渣等杂物则被筛选滞留在筛网上，减少了对收集的焊剂后期重新筛选的麻烦。

进一步地，还包括刮板单元，所述刮板单元包括支杆和刮板机构，支杆一端固定连接在收集车侧面，另一端与刮板机构固定连接，刮板机构的端部设有棱角，与待加工轧辊的焊缝接触，用于刮除焊缝表面杂渣。刮板单元由收集车提供驱动力，收集车由行走车提供驱动力，焊接端由行走车提供驱动力，因此，行走车、收集车、刮板单元及焊接端是相对静止的，刮板单元的刮板端与焊缝接触，随着焊接位置的变化，刮板端会始终与经焊接端焊接后的焊缝接触，保证刮板端对焊缝表面杂渣刮除作用的准确性和及时性，保证了辊圈表面的平整度。

进一步地，所述刮板单元包括壳体、刮板和调节螺栓，壳体上开有通孔，壳体固定连接在支杆上；刮板活动安装在通孔中，刮板一端设有棱角；壳体两侧开有螺孔，调节螺栓通过螺孔与壳体螺纹连接，调节螺栓螺杆端部抵接在刮板上。通过本方案的设置使刮板单元与待加工轧辊表面的距离可调，调节螺栓旋紧后，螺杆底端与刮板抵接，从而将刮板固定在壳体中，调节螺栓旋松后，可调节刮板在壳体中的位置，可适应性的对不同辊径的轧辊进行杂渣刮除。

进一步地，还包括分流网，其倾斜设置于刮板单元下方，其一端固定连接在收集车顶部，另一端偏向待加工轧辊方向。在刮板单元与焊缝接触部位的下方设置分流网，分流网固定连接在收集车的顶部，并且倾斜偏向待加工轧辊方向，分流网的网眼大小与筛网相同，在杂渣被刮板单元刮下后，下落后接触到倾斜的分流网，随着分流网的坡度滑向收集车的一边，焊剂则在杂渣滑走后透过分流网网孔，经过筛网，落入至收集车中，分流网有效的避免了杂渣堆积在筛网上影响焊剂下落情况的发生。

进一步地，还包括隔板，其设于收集车内，位于分流网下方，将收集车分为两个腔室，远离待加工轧辊的腔室顶部不设有筛网。被刮板单元刮下的杂渣在分流网的导向下，落向了收集车远离待加工轧辊的一端，在分流网下方设置隔板后，顶部有筛网的腔室中收集焊剂，此部分腔室的筛网上方落下的多是未使用的焊剂，有少数焊渣熔渣被筛网拦下；顶部无筛网的腔室则是收集由分流网滑落的刮板单元刮下杂渣及极少数焊剂。

进一步地，所述支撑架的竖直杆贯穿行走车并与连接杆固定连接。将支撑架的竖直杆贯穿行走车(不影响行走车内部电路，不影响行走车的正常运动)与连接杆固定连接，使焊接单元的重量由连接杆及收集车承受，大大减少了行走车对焊接单元重量的承受。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，在支撑架横杆另一端设有焊丝盘，可以及时补充送丝机构消耗的焊丝，减少补充焊丝的频率，提高工作效率，且焊丝盘的焊丝消耗量与焊接单元焊剂消耗量基本相等，由于初始时焊丝盘与焊接单元平衡，因此，在焊接过程中两者始终保持平衡状态，保证了行走车运行的稳定性，也保证了焊接效果；

(2)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，设有收集车，与行走车固定连接，与滑轨滑动连接，在行走车的带动下，随着焊接端的移动而移动，及时准确的将洒落的焊剂收集方便之后重新利用，避免了浪费，也有效的防止焊剂散乱堆积影响设备工作环境；

(3)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，在收集车的顶面铺设筛网，将轧辊转动时洒落的焊渣、熔渣等杂物筛选出来，减少了对收集的焊剂需重新筛选的工序，降低工作量；

(4)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，设有刮板单元，与收集车固定连接，可在收集车的带动下移动，其刮板端与焊缝表面接触，经由焊接端焊接后的焊缝部位转动到刮板端时，表面的杂渣与刮板端接触，在外力作用下被刮下洒落，有效的保证了辊圈表面的平整度，保证了堆焊的效果和质量；

(5)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，刮板单元的刮板端与待加工轧辊表面的位置距离可调，使得刮板单元的适用范围更广，能适应性的对多种辊径轧辊堆焊时表面平整度做调整，保证其堆焊质量；

(6)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，在刮板单元与焊缝接触部位下方设有分流网，将被刮板单元刮下的杂渣分流至收集车一边，焊剂则顺着分流网的网孔落入收集车中，避免了杂渣堆积在筛网上影响焊剂落入收集车中情况的发生；

(7)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，分流网下方设置隔板，将收集车分成两个腔室，远离待加工轧辊的腔室顶部不设有筛网，采用此种设置，可有效避免收集车顶部物料堆积的情况发生，由轧辊落下的物料大部分会落入收集车的收集仓中，不会影响到堆焊过程的进行；

(8)本实用新型的一种自适应配重轧辊堆焊机，结构简单，可在现有的轧辊堆焊机的基础上进行改装，改装难度低、成本低，经济实用，适用于实际生产中推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的堆焊机结构示意图；

图2为本实用新型的堆焊机左视图；

图3为本实用新型的堆焊机加设刮板单元的结构示意图；

图4为图3中A的放大图；

图5为本实用新型的刮板机构结构示意图；

图6为本实用新型的收集车结构示意图；

图7为现有的堆焊机结构示意图；

图8为现有的堆焊机左视图。

图中：1、行走单元；10、行走车；11、机架；2、焊接单元；20、支撑架；21、送丝机构；22、焊剂箱；23、出料管；24、焊接端；25、配重机构；26、焊丝盘；27、焊丝；3、翻转单元；30、滑轨；31、头架；32、尾座；4、控制器；50、收集车；500、筛网；501、分流网；502、隔板；503、滚轮；51、连接杆；52、刮板单元；520、支杆；521、刮板机构；5210、壳体；5211、刮板；5212、调节螺栓；6、待加工轧辊。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，如图1和图2所示，包括，

行走单元1，其包括行走车10和机架11，行走车10滑动连接在机架11顶部导轨上；

焊接单元2，其通过支撑架20横杆一端固定连接在行走车10上，其焊接端24对待加工轧辊6进行堆焊；

翻转单元3，其位于焊接单元2下方，其包括滑动连接在滑轨30上的头架31和尾座32，用于夹持待加工轧辊6进行旋转；

控制器4，其与各单元信号连接，控制各单元的运转；

还包括：

焊丝盘26，其可转动式连接于支撑架20横杆的另一端，其上存放有焊丝27，通过焊丝 27与焊接单元2传动式连接；

所述焊丝盘26空载时的重量与焊接单元2空载时的重量相等。

现有的轧辊堆焊机如图7和图8所示，包括行走单元1、焊接单元2、翻转单元3和控制器4，翻转单元3将待加工轧辊6夹持后，根据焊接需要将待加工轧辊6进行翻转，行走单元1带动焊接单元2运动至需焊接位置处，焊接单元2由支撑架20与行走车10固定连接，焊接单元2固定连接在支撑架20的横杆一端，由于焊接单元2较重，为防止行走车10在移动过程中失衡倾翻，支撑架20横杆的另一端通常会设有配重机构25，焊接单元2的焊接端 24对需焊接位置进行焊接，行走单元1、焊接单元2和翻转单元3的启动与停止均由控制器 4控制；在对待加工轧辊6进行堆焊时，位于焊接单元2上的送丝机构21进行焊丝的运送，焊剂箱22内装载着焊剂，焊剂箱22底部连通有出料管23，将焊剂输送至焊丝的焊接端24，随着堆焊进行，焊接单元2的焊剂箱22中的焊剂不断减少，焊接单元2的重量在不断减轻，在焊接开始时原本由配重机构25调整好的平衡不在稳定，堆焊时间越久，支撑杆20横杆两端的重量差越大，不仅会影响行走车10运行的稳定，支撑杆20长期在这种不平衡受力下也会产生变形，导致焊接单元2的焊接位置发生变化，会影响到堆焊效果，针对此，本实施例做出如下改进：

在支撑架20横杆的另一端设有焊丝盘26，焊丝盘26中部固定在横杆的端部，使焊丝盘 26可绕其中部做圆周运动，焊丝27缠绕存放在焊丝盘26上，并且与焊接单元2的送丝机构 21传动连接，送丝机构21在焊接时运输焊丝27，消耗的焊丝27通过焊丝盘26及时被补充，焊丝盘26储存焊丝27的量比送丝机构21更大，因此减少了补充焊丝27的频率，提高工作效率，由于轧辊堆焊时，通常焊丝27与焊剂的配比为1：(1.0～1.2)，因此，随着堆焊的进行，横杆一端的焊接单元2与横杆另一端的焊丝盘26消耗的重量几乎相等，由于焊丝盘26与焊接单元2空载时的重量相等，所以二者始终能保证平衡状态，二者之间产生的微小的重量差产生的应力由支撑杆20竖杆的刚度也完全能够抵抗，不会产生形变，在整个堆焊过程中配重平衡均得到了保证。

实施例2

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例1的基础上作进一步改进，如图2所示，还包括收集车50，其一侧面通过连接杆51与行走车10固定连接，其底部与滑轨30滑动连接，其位于焊接端24下方。

现有的轧辊堆焊机在堆焊过程中，输送的焊剂并不会被完全消耗掉，仅有部分在焊接时熔化作用，其余焊剂或是堆积在焊缝位置处，或是随着轧辊的转动洒落，不仅浪费焊剂增加成本，散乱堆积的焊剂还会对堆焊机的工作环境产生影响，甚至可能影响一些单元的正常运转，针对此，本实施例做出改进：

收集车50主要由收集仓和底部的滚轮503组成，通过其底部的滚轮503与滑轨30滑动连接，如图6所示，可以在滑轨30上灵活滑动，收集车50还通过连接杆51与行走车10固定连接，行走车10为收集车50的运动提供驱动力，收集车50随着行走车10的运动而运动，并且相对行走车10保持静止，由于收集车50位于焊接端24下方，焊接单元2也是由行走车 10带动移动，因此，无论行走车10如何运动，收集车50始终位于焊接端24下方，焊接过程中多余洒落的焊剂均被收集至收集车中，及时准确的将洒落的焊剂收集方便之后重新利用，避免了浪费，也有效的防止焊剂散乱堆积影响设备工作环境。

实施例3

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例1的基础上作进一步改进，如图6所示，所述收集车50顶面设有筛网500。

由于堆焊过程中，会产生大量熔渣及焊渣，在轧辊转动时落下的不仅是为使用的焊剂，还可能会有熔渣焊渣等杂物落下，因此，在收集车50顶部铺设一层筛网500，网孔的大小供焊剂通过，其余大粒径的焊渣、熔渣等杂物则被筛选滞留在筛网500上，减少了对收集的焊剂后期重新筛选的麻烦。

实施例4

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例1或2或3的基础上作进一步改进，如图3和图6所示，还包括刮板单元52，所述刮板单元52包括支杆520和刮板机构521，支杆520一端固定连接在收集车50侧面，另一端与刮板机构521固定连接，刮板机构521的端部设有棱角，与待加工轧辊6的焊缝接触，用于刮除焊缝表面杂渣。

堆焊时产生的焊渣和熔渣一部分会随着轧辊的转动而洒落，还有一部分会滞留在焊缝表面，这会影响到辊圈表面的平整度，对后续堆焊产生影响，堆焊过程中焊渣、熔渣刚产生时，在焊缝处的粘附力不会太强，对其施加一定的外力即可使其脱离，因此，本实施例设置了刮板单元52，一端固定连接在收集车50侧面，使其能够随着收集车50的运动而运动，刮板单元52的另一端为刮板端，其与待加工轧辊6的焊缝接触，即与被焊接处的辊圈表面接触，在堆焊时，轧辊转动过程中，经焊接端24焊接完的焊缝部位转动至刮板端时，在刮板端外力的作用下，及时的将辊圈表面的杂渣刮下，保证了辊圈表面的平整，保证了堆焊的效果。

实施例5

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例4的基础上作进一步改进，所述刮板单元52包括壳体5210、刮板5211和调节螺栓5212，壳体5210上开有通孔，壳体5210固定连接在支杆520上；刮板5211活动安装在通孔中，刮板5211一端设有棱角；壳体5210两侧开有螺孔，调节螺栓5212通过螺孔与壳体5210螺纹连接，调节螺栓5212螺杆端部抵接在刮板5211上。

待加工轧辊6的辊径大小不一，为提高刮板单元52的适用范围，使其能对多种辊径的轧辊进行焊缝处杂渣刮除，将其设置为与待加工轧辊表面的距离可调，本实施例通过如下结构实现：

如图4和图5所示，刮板单元52包括支杆520和刮板机构521，支杆520一端固定连接在收集车50上，另一端与刮板机构521固定连接；刮板机构521包括壳体5210、刮板5211 和调节螺栓5212，壳体5210与支杆520固定连接，壳体5210为中空结构，中部有一通孔，刮板5211内接与此通孔中，刮板5211可在此通孔中来回运动，刮板5211一端为凸起的棱角，此棱角端与焊缝接触，进行杂渣的刮除，在壳体5210的两侧设有调节螺栓5212，调节螺栓 5212旋紧后，螺杆底端与刮板5211抵接，从而将刮板5211固定在壳体5210中，调节螺栓 5212旋松后，可调节刮板5211在壳体5210中的位置，以适应性的与不同辊径的轧辊辊圈表面接触。

实施例6

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例2的基础上作进一步改进，如图3和图6所示，还包括分流网501，其倾斜设置于刮板单元52下方，其一端固定连接在收集车50 顶部，另一端偏向待加工轧辊6方向。

在刮板单元52与待加工轧辊6焊缝接触部位，会有较多的焊渣、熔渣等杂物落下，在实施例2所述的收集车50结构上，刮板单元52下方的筛网500部位上会堆积较多的杂渣，杂渣堆积后影响焊剂落入收集车50中，随着堆焊的进行，这部分堆积不断累积会影响堆焊的正常进行，本实施例针对此做进一步改进：

在刮板单元52与焊缝接触部位的下方设置分流网501，分流网501固定连接在收集车50 的顶部，并且倾斜偏向待加工轧辊6方向，分流网501的网眼大小与筛网500相同，在杂渣被刮板单元52刮下后，下落后接触到倾斜的分流网501，随着分流网501的坡度滑向收集车 50的一边，焊剂则在杂渣滑走后透过分流网501网孔，经过筛网500，落入至收集车50中。

实施例7

本实施例的一种自适应配重轧辊堆焊机，在实施例6的基础上作进一步改进，如图3和图6所示，还包括隔板502，其设于收集车50内，位于分流网501下方，将收集车50分为两个腔室，远离待加工轧辊6的腔室顶部不设有筛网500。

被刮板单元52刮下的杂渣在分流网501的导向下，落向了收集车50远离待加工轧辊6 的一端，在分流网501下方设置隔板502后，顶部有筛网500的腔室中收集焊剂，此部分腔室的筛网500上方落下的多是未使用的焊剂，有少数焊渣熔渣被筛网500拦下；顶部无筛网500的腔室则是收集由分流网501滑落的刮板单元52刮下杂渣及极少数焊剂。采用此种设置有效的避免了收集车50顶部大量堆积物料情况的发生，由轧辊上下落的物料大多落入收集车 50中，不会影响堆焊过程的进行。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

设计图

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主设计要求

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