自动冷却的搅拌摩擦焊机的制作方法

本实用新型涉及搅拌摩擦焊的技术领域，尤其是涉及一种自动冷却的搅拌摩擦焊机。

背景技术：

焊接用的搅拌摩擦焊与常规摩擦焊大致相同，均是通过摩擦生热来实现焊接，搅拌摩擦焊在工作时不需要焊丝，只需将两块需要焊接的金属板对接，并将焊接工具的旋转头接触两个金属板对接的位置，通过旋转头的旋转使金属板产生高温，两个金属板自身融化并相互固接在一起。并且在焊接的过程中无污染和烟尘，对环境的影响小。

现有的技术中，可参考的授权公告号为CN103480963B的中国专利，其公开了一种搅拌摩擦焊机，设置有冷却装置和液压系统，所述冷却装置为一个冷却盘，所述冷却盘固定设置在主轴头机箱的下方，该冷却盘为圆环状空腔体，并环绕在主轴头的外围，在所述冷却盘的上盘面设有多个喷孔，该喷孔与冷却盘内部的空腔连通；在所述液压系统内设置有蓄能器和平衡阀。本发明一方面对主轴头的杆部降温效果均匀，结构简单，安装稳定性高，能延长主轴头的使用寿命；另一方面，在进油管路和出油管路上分别设置蓄能器和平衡阀，能够稳定电动推杆内的压力，输出功率持久，能有效提高焊机工作效率。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：搅拌摩擦焊在工作时，由于其通过带动旋转头的高速旋转来实现，通过旋转头的高速旋转来融化需要加工的金属板或者合金板，这样旋转头同样需要承受较高的温度，旋转头在焊接的过程中会因为高温而产生一定的变形，这使得旋转头的消耗速度很快，并且旋转头还需要时常更换，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种对旋转头进行冷却以延长其使用寿命的自动冷却的搅拌摩擦焊机。

本实用新型的上述实用新型目的、是通过以下技术方案得以实现的：

一种自动冷却的搅拌摩擦焊机，包括机体和设于机体上部焊接机构，所述焊接机构包括保护壳、设于保护壳内的驱动电机、与驱动电机相连的夹具和螺纹连接于夹具的旋转头；所述保护壳内部开设有位于夹具外侧的容纳腔，所述保护壳上设有冷却机构；所述冷却机构包括设于容纳腔内的冷却环、固设于保护壳上的冷水箱、设于冷水箱上的冷风机、连接于冷却环与冷水箱之间的进水管和出水管，所述进水管和出水管上均连接有水泵，所述冷却环的内部开设有分别与进水管和出水管连通的水道。

通过采用上述技术方案，在对两个金属板进行焊接时，通过机体带动焊接机构移动到两块金属板的对接处，而后驱动电机带动夹具进行旋转，而后夹具带动旋转头进行旋转，夹具在旋转的过程中与冷却环相贴，水通过水泵由进水管进入到冷却环中，并且水从冷却环中流出再通过出水管进入到冷水箱内，冷风机工作并对冷水箱中的水进行冷却，冷却中的水再通过进水管进入到冷却环中，完成水冷的循环，这样能够对旋转头进行降温，使其在较低的温度下工作以延长旋转头的使用寿命，降低成本。

本实用新型进一步设置为：所述水道在冷却环内呈螺旋形分布。

通过采用上述技术方案，进入到冷却环中的水在水道内呈螺旋形流动，这样冷水与冷却环的接触面积更多，冷却更加充分。

本实用新型进一步设置为：所述冷却环的外侧壁上固设有绝冷套。

通过采用上述技术方案，通过在冷却环的外部套设绝冷套从而防止冷却环上的冷水外散，从而保证了冷却环的冷却质量。

本实用新型进一步设置为：所述冷水箱包括箱体、设于箱体内的冷水盘管和与冷水盘管相连的暂存箱，所述冷水盘管呈反复折叠的蛇形。

通过采用上述技术方案，热水进入到冷水箱中之后通过冷风机对冷水盘管进行抽风，进而通过空气的流动对水进行冷却，冷水盘管呈蛇形分布增加了散热面积，保证了散热效率。

本实用新型进一步设置为：所述冷水盘管的外环面上固设有散热片。

通过采用上述技术方案，通过在冷水盘管的外部设置散热片来进一步增大冷水盘管的散热速度。

本实用新型进一步设置为：所述暂存箱上连接有注水管和抽水管，注水管和抽水管上连接有阀门。

通过采用上述技术方案，在水使用一段时间之后，通过抽水管可以将水抽出，并通过注水管注入新的水，以保证水的质量。

本实用新型进一步设置为：所述冷却环上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器电连接第一比较电路，所述第一比较电路包括第一比较器、第一三极管和第一电磁继电器，所述第一比较器的正向输入端与第一温度传感器耦接，所述第一比较器的负向输入端设置有第一预设值，所述第一三极管为NPN管，所述第一三极管的集电极连接电源，其基极与第一比较器的发射极耦接，所述第一电磁继电器包括第一线圈和第一常开触点，第一线圈与第一三极管的发射极耦接，所述第一线圈的另一侧接地设置，所述第一常开触点共有三个并分别与两个水泵和冷风机串联耦接，第一常开触点的一端连接电源，两个水泵和冷风机的一端接地设置。

通过采用上述技术方案，通过第一温度传感器对冷水管上的温度进行检测，当检测到实际的温度大于预设值时，第一比较器输出高电平信号，从而控制水泵和冷风机工作，而在较低温时不进行工作，以减少电能的浪费。

本实用新型进一步设置为：所述水泵和冷风机电连接第二比较电路，所述第二比较电路包括第二温度传感器、第二比较器、第二三极管和第二电磁继电器；第二比较器的负向输入端与第二温度传感器串联耦接，第二比较器的正向输入端设置有第二预设值，第二三极管为NPN管，第二三极管的集电极连接电源，其基极与第二比较器的发射极串联耦接，所述第二电磁继电器包括第二线圈和第二常闭触点，第二线圈与第二三极管的发射极耦接，所述第二线圈的另一侧接地设置，第二常闭触点共有三个并分别与两个水泵和冷风机串联耦接。

通过采用上述技术方案，通过第二温度传感器同样对冷水环上的温度进行感应，当检测到小于预设值时，第二比较器输出高电平信号，这样第二线圈得电，并控制三个第二常闭触点断开，这样两个水泵和冷风机能够及时关闭，进一步减少电能的浪费。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.本实用新型通过在焊接机构的一侧设置冷却机构对旋转头进行冷却，进而延长旋转头的使用寿命；

2.本实用新型水道在冷却环内呈螺旋形分布从而增大水与冷却环的接触面积，增加冷却效果；

3.本实用新型通过在冷却环的外部设置绝冷套从而减少冷却环的冷气外溢，从而保证了冷却环的冷却效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的凸显焊接机构的局部剖视图；

图3是本实用新型的冷却机构结构示意图；

图4是本实用新型的冷水箱剖视示意图；

图5是本实用新型的第一比较电路结构示意图；

图6是本实用新型的驱动电路结构示意图；

图7是本实用新型的第二比较电路结构示意图。

图中，1、机体；2、焊接机构；21、保护壳；211、容纳腔；22、驱动电机；23、夹具；24、旋转头；3、冷却机构；31、冷却环；311、水道；312、绝冷套；32、冷水箱；321、箱体；322、冷水盘管；3221、散热片；3222、连接管；323、暂存箱；3231、注水管；3232、抽水管；3233、阀门；33、冷风机；34、进水管；341、水泵；35、出水管；4、第一比较电路；41、第一温度传感器；T1、第一比较器；Q1、第一三极管；KA1、第一线圈；5、驱动电路；KA1、第一常开触点；KA2、第二常闭触点；6、第二比较电路；61、第二温度传感器；T2、第二比较器；Q2、第二三极管；KA2、第二线圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

为本实用新型公开的一种自动冷却的搅拌摩擦焊机，如图1所示，包括机体1、焊接机构2和冷却机构3，机体1放置在地面上，机体1上设有带动焊接机构2升降与横向移动的机构，该机构为现有技术，在此不再赘述。

如图2和图3所示，焊接机构2包括保护壳21、驱动电机22、夹具23和旋转头24。保护壳21竖直设置并与机体1相连，保护壳21为内部中空结构，驱动电机22竖直设置并且固设在保护壳21内，夹具23竖直设置并与驱动电机22的转轴固定连接，夹具23的下部开设有安装孔，旋转头24竖直设置并与安装孔螺纹连接。保护壳21内开设有环形的容纳腔211，冷却机构3包括冷却环31、冷水箱32、冷风机33、进水管34和出水管35。冷却环31呈环形并设于容纳腔211内，冷却环31水平设置并且其外部套设有一层不导热的绝冷套312，绝冷套312与容纳腔211的内侧壁相贴，通过在冷却环31的外部套设绝冷套312从而防止冷却环31上的冷水外散，从而保证了冷却环31的冷却质量。冷却环31的内部开设有水道311，水道311沿着冷却环31的环形面从上到下呈螺旋形分布。进水管34和出水管35分别与水道311的两端连通，进水管34和出水管35上均连接有水泵341。进入到冷却环31中的水在水道311内呈螺旋形流动，这样冷水与冷却环31的接触面积更多，冷却更加充分。

如图3和图4所示，冷水箱32包括箱体321、冷水盘管322和暂存箱323。箱体321呈矩形并且固设在保护壳21的侧壁上，冷水盘管322设于箱体321内并呈反复折叠的蛇形，并且冷水盘管322的外侧壁上固设有多个散热片3221。暂存箱323设于箱体321的一侧并与冷水盘管322的一端相连，暂存箱323与冷水盘管322之间连接有连接管3222，进水管34和出水管35的另一端分别与冷水盘管322和暂存箱323的另一端相连。暂存箱323的侧壁上连接有水平设置的注水管3231和抽水管3232，注水管3231和抽水管3232上均连接有阀门3233。

这样在对两个金属板进行焊接时，通过机体1带动焊接机构2移动到两块金属板的对接处，而后驱动电机22带动夹具23进行旋转，而后夹具23带动旋转头24进行旋转，夹具23在旋转的过程中与冷却环31相贴，水通过水泵341由进水管34进入到冷却环31中，并且水从冷却环31中流出再通过出水管35进入到冷水箱32内，冷风机33工作并对冷水箱32中的水进行冷却，冷却中的水再通过进水管34进入到冷却环31中，完成水冷的循环，这样能够对旋转头24进行降温，使其在较低的温度下工作以延长旋转头24的使用寿命，降低成本。

热水进入到冷水箱32中之后通过冷风机33对冷水盘管322进行抽风，进而通过空气的流动对谁进行冷却，冷水盘管322呈蛇形分布增加了散热面积，保证了散热效率。通过在冷水盘管322的外部设置散热片3221来进一步增大冷水盘管322的散热速度。在水使用一段时间之后，通过抽水管3232可以将水抽出，并通过注水管3231注入新的水，以保证水的质量。

如图5和图6所示，冷却环31（参考图3）上设有第一温度传感器41，第一温度传感器41电连接第一比较电路4，第一比较电路4包括第一比较器T1、第一三极管Q1和第一电磁继电器，第一比较器T1的正向输入端与温度传感器耦接，第一比较器T1的负向输入端设置有第一预设值，第一三极管Q1为NPN管，第一三极管Q1的集电极连接电源，其基极与第一比较器T1的发射极耦接，第一电磁继电器包括第一线圈KA1和第一常开触点KA1，第一线圈KA1与第一三极管Q1的发射极耦接，第一线圈KA1的另一侧接地设置，第一常开触点KA1共有三个并分别与两个水泵341和冷风机33串联耦接，第一常开触点KA1与水泵341和冷风机33结合形成驱动电路5，第一常开触点KA1的一端连接电源，两个水泵341和冷风机33的一端接地设置。

通过第一温度传感器41对冷却环31上的温度进行检测，当检测到实际的温度大于预设值时，第一比较器T1输出高电平信号，从而控制水泵341和冷风机33工作，而在较低温时不进行工作，以减少电能的浪费。

如图6和图7所示，水泵341和冷风机33电连接第二比较电路6，第二比较电路6包括第二温度传感器61、第二比较器T2、第二三极管Q2和第二电磁继电器；第二比较器T2的负向输入端与第二温度传感器61串联耦接，第二比较器T2的正向输入端设置有第二预设值，第二三极管Q2为NPN管，第二三极管Q2的集电极连接电源，其基极与第二比较器T2的发射极串联耦接，第二电磁继电器包括第二线圈KA2和第二常闭触点KA2，第二线圈KA2与第二三极管Q2的发射极耦接，第二线圈KA2的另一侧接地设置，第二常闭触点KA2共有三个并分别与两个水泵341和冷风机33串联耦接。

通过第二温度传感器61同样对冷水环上的温度进行感应，当检测到小于预设值时，第二比较器T2输出高电平信号，这样第二线圈KA2得电，并控制三个第二常闭触点KA2断开，这样两个水泵341和冷风机33能够及时关闭，进一步减少电能的浪费。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。