一种用于定向钻杆加工的摩擦焊机的制作方法

1.本发明具体涉及一种用于定向钻杆加工的摩擦焊机。


背景技术：

2.定向钻杆依靠其钻孔轨迹可控的优势得到了广泛的应用，定向钻杆具有用以设置通信电缆的大通孔结构，同时具有很高的能承受拉、压、弯、扭等复合作用力的综合机械性能。
3.定向钻杆包括钻杆主体，与钻杆主体两端连接在一起的钻杆接头。钻杆接头与钻杆主体是在摩擦焊机通过摩擦焊连接在一起。摩擦焊是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。但是现有的摩擦焊机存在以下问题：一是摩擦焊机通常单次只能焊接焊件的一端，不能同时对焊件两端进行摩擦焊，焊接效率低；二是摩擦焊过程中有大量热量产生，通常采用自然冷却降温，冷却速度慢、降温效果差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种用于定向钻杆加工的摩擦焊机。
5.本发明解决上述问题的技术方案为：一种用于定向钻杆加工的摩擦焊机，包括机架，安装在机架上的焊接装置，安装在机架上且位于焊接装置左侧的降温装置；
6.焊接装置包括驱动组件，安装在机架上且用于夹持杆体的主焊接组件，安装在驱动组件上且用于夹持钻杆接头的第一焊接组件，安装在驱动组件上且始终与第一焊接组件左右对称的第二焊接组件；
7.降温装置包括安装在机架上的一对导轨，安装在导轨上且关于导轨左右对称的第一传动组件与第二传动组件，安装在机架上且伸缩杆安装在第一传动组件的第一气缸，安装在机架上且伸缩杆安装在第二传动组件上的第二气缸，安装在第一传动组件上的多根第一转轴，安装在第一转轴上且可沿第一转轴中心轴线方向分布的多个第一风叶，安装在第二传动组件上的多根第二转轴，安装在第二转轴上且可沿第二转轴中心轴线方向分布的多个第二风叶。
8.进一步的，所述驱动组件包括通过滚动轴承转动安装在机架上的驱动杆，安装在机架上且输出轴安装在驱动杆上的驱动电机，驱动杆上设有第一螺纹、第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹关于驱动杆左右对称，安装在机架上且分别位于驱动杆前后两侧的滑轨，通过第一螺纹与驱动杆连接且安装在滑轨上的第一螺母座，通过第二螺纹与驱动杆连接且安装在滑轨上、始终与第一螺母座左右对称的第二螺母座。
9.进一步的，所述第一焊接组件安装在第一螺母座，第二焊接组件安装在第二螺母座；
10.第一焊接组件包括安装在第一螺母座上的固定座，通过滚动轴承转动安装在固定
座上的第一筒体，安装在第一筒体上的第一齿轮，安装在固定座上的第一电机，安装在第一电机输出轴上且与第一齿轮啮合的第二齿轮，安装在第一筒体且截面为“十”形的固定架，通过滚动轴承转动安装在第一筒体内的第二筒体，安装在第二筒体上的第三齿轮，安装在固定座上的第二电机，安装在第二电机输出轴上且与第三齿轮啮合的第四齿轮，与第二筒体螺纹连接的平移座，通过滚动轴承转动安装在平移座上且与第二筒体同轴设置的第三筒体，围绕第三筒体中心轴线环形阵列且移动地安装在固定架上的四个夹紧板，一端与夹紧板铰接且另一端与第三筒体铰接的第一杆，一端与夹紧板铰接且另一端与第三筒体铰接、始终与第一杆平行的第二杆。
11.进一步的，所述固定架上设有围绕固定架中心轴线环形阵列的四个滑槽，夹紧板上安装有与滑槽相互配合的滑块，滑块插入滑槽内。
12.进一步的，所述降温装置还包括安装在第一转轴上且罩在第一风叶上的第一保护壳，安装在第二转轴上且罩在第二风叶上的第二保护壳。
13.进一步的，所述第一保护壳、第二保护壳均为钢丝网结构。
14.进一步的，所述第一传动组件包括安装在机架上的支撑座，通过多根支撑柱安装在支撑座上且与第一筒体同轴设置的固定盘，通过滚动轴承转动安装在固定盘上且与固定盘同轴设置的主动轴，安装在固定盘上且输出轴安装在主动轴上的传动电机，安装在主动轴上的主动齿轮，通过滚动轴承转动安装在固定盘上且围绕固定盘中心轴线环形阵列、与主动齿轮啮合的三个传动齿轮，通过多根固定柱安装在固定盘上且与固定盘同轴设置的顶盘，通过滚动轴承转动安装在顶盘圆柱面上且与顶盘同轴设置的转盘，安装在转盘上且围绕转盘中心轴线环形阵列的多个转板，转板与传动齿轮一一对应，移动地安装在顶盘上且围绕顶盘中心轴线环形阵列的三根横柱，横柱与转板一一对应，横柱移动地安装在转板上，安装在传动齿轮上且与传动齿轮同轴设置的支撑盘，移动地安装在支撑盘上且可随支撑盘转动的第一传动盘，移动地安装在支撑盘上且可随第一传动盘转动的第二传动盘，第一传动盘与第二传动盘移动方向相互垂直，安装在第二传动盘上且与第二传动盘同轴设置、穿过顶盘的传动杆，传动杆通过滚动轴承安装在横柱上；
15.传动组件还包括安装在顶盘上的支撑架，通过滚动轴承转动安装在转板上的传动座，转板与传动座螺纹连接且一端转动安装在支撑架上的调节杆，安装在支撑架上且输出轴安装在调节杆上的调节电机；
16.转轴安装在传动杆上。
17.进一步的，所述顶盘上设有多个供传动杆穿过的通孔；
18.顶盘上设有截面为燕尾槽结构的移槽，横柱与移槽形状配合，横柱插入移槽内。
19.进一步的，所述转板上设有转槽，横柱底部安装有与转槽形状配合的插柱，插柱插入转槽内。
20.进一步的，所述支撑盘上端面设有过圆心的支撑槽，第一传动盘底部安装有过圆心且与支撑槽相互配合的支撑柱，支撑柱插入支撑槽内；第二传动盘顶部安装有过圆心且与支撑柱夹角为90
°
的传动柱，第二传动盘底部设有过圆心且与传动柱相互配合的传动槽，传动柱插入传动槽内。
21.本发明具有有益效果：本发明通过第一焊接组件、第二焊接组件夹紧钻杆接头且带动钻杆接头转动，解决了现有摩擦焊机不能同时对焊件两端进行摩擦焊的问题。通过平
移座沿第二筒体中心轴线方向移动，第一杆、第二杆转动，带动夹紧板沿第二筒体径向方向移动，四个夹紧板实现钻杆接头的夹紧或松开；通过第三筒体、夹紧板随第一筒体转动，带动钻杆接头转动，钻杆接头与杆体之间完成摩擦焊接。通过降温装置为焊接装置降温，提高降温速度与降温效果；通过传动组件带动传动杆转动，转轴、风叶随传动杆转动，实现降温，同时传动组件带动传动杆沿固定盘径向方向同步移动，实现转轴、风叶与焊接装置在径向方向的距离调节，保证不产生干涉的前提下，实现快速、大范围地带走热量、冷却。
附图说明
22.图1为本发明主视图；
23.图2为本发明第一焊接组件结构示意图；
24.图3为本发明第一焊接组件剖视图；
25.图4为本发明固定架结构示意图；
26.图5为本发明滑轨、导轨分布示意图；
27.图6为本发明主焊接组件结构示意图；
28.图7为本发明第一传动组件主视图；
29.图8为图7沿a-a方向剖视图；
30.图9为本发明横柱分布示意图；
31.图10为本发明第一支撑盘结构示意图。
32.图中：
33.1-机架，2-焊接装置，3-降温装置，4-驱动组件，5-主焊接组件，6-第一焊接组件，7-第二焊接组件，8-驱动杆，9-驱动电机，10-滑轨，11-第一螺母座，12-第二螺母座，13-固定座，14-第一筒体，15-第一齿轮，16-第一电机，17-第二齿轮，18-固定架，19-第二筒体，20-第三齿轮，21-第二电机，22-第四齿轮，23-平移座，24-第三筒体，25-夹紧板，26-第一杆，27-第二杆，28-滑槽，29-导轨，30-第一传动组件，31-第二传动组件，32-第一气缸，33-第二气缸，34-第一转轴，35-第一风叶，36-第二转轴，37-第二风叶，38-第一保护壳，39-第二保护壳，40-支撑座，41-固定盘，42-主动轴，43-传动电机，44-主动齿轮，45-传动齿轮，46-顶盘，47-转盘，48-转板，49-横柱，50-支撑盘，51-第一传动盘，52-第二传动盘，53-传动杆，54-移槽，55-转槽，56-插柱，57-支撑槽，58-支撑柱，59-传动柱，60-传动槽，61-支撑架，62-传动座，63-调节杆，64-调节电机。
具体实施方式
34.下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
35.一种用于定向钻杆加工的摩擦焊机，包括机架1，安装在机架1上的焊接装置2，安装在机架1上且位于焊接装置2左侧的降温装置3；
36.焊接装置2包括驱动组件4，安装在机架1上且用于夹持杆体的主焊接组件5，安装在驱动组件4上且用于夹持钻杆接头的第一焊接组件6，安装在驱动组件4上且始终与第一焊接组件6左右对称的第二焊接组件7；
37.驱动组件4包括通过滚动轴承转动安装在机架1上的驱动杆8，安装在机架1上且输出轴安装在驱动杆8上的驱动电机9，驱动杆8上设有第一螺纹、第二螺纹，第一螺纹与第二
螺纹关于驱动杆8左右对称，安装在机架1上且分别位于驱动杆8前后两侧的滑轨10，通过第一螺纹与驱动杆8连接且安装在滑轨10上的第一螺母座11，通过第二螺纹与驱动杆8连接且安装在滑轨10上、始终与第一螺母座11左右对称的第二螺母座12。
38.通过驱动组件4带动第一焊接组件6、第二焊接组件7相向运动，使第一焊接组件6、第二焊接组件7同时抵接驱动杆8，为两端同时焊接做好准备。
39.主焊接组件5为安装在机架1上的夹具，夹具为外购件，夹具为气动或电动夹合机构，其结构为现有技术，本申请不做赘述。
40.第一焊接组件6安装在第一螺母座11，第二焊接组件7安装在第二螺母座12；
41.第一焊接组件6包括安装在第一螺母座11上的固定座13，通过滚动轴承转动安装在固定座13上的第一筒体14，安装在第一筒体14上的第一齿轮15，安装在固定座13上的第一电机16，安装在第一电机16输出轴上且与第一齿轮15啮合的第二齿轮17，安装在第一筒体14且截面为“十”形的固定架18，通过滚动轴承转动安装在第一筒体14内的第二筒体19，安装在第二筒体19上的第三齿轮20，安装在固定座13上的第二电机21，安装在第二电机21输出轴上且与第三齿轮20啮合的第四齿轮22，与第二筒体19螺纹连接的平移座23，通过滚动轴承转动安装在平移座23上且与第二筒体19同轴设置的第三筒体24，围绕第三筒体24中心轴线环形阵列且移动地安装在固定架18上的四个夹紧板25，一端与夹紧板25铰接且另一端与第三筒体24铰接的第一杆26，一端与夹紧板25铰接且另一端与第三筒体24铰接、始终与第一杆26平行的第二杆27，第一杆26与第二杆27长度相等。
42.固定架18上设有围绕固定架18中心轴线环形阵列的四个滑槽28，夹紧板25上安装有与滑槽28相互配合的滑块，滑块插入滑槽28内。
43.通过第一焊接组件6、第二焊接组件7夹紧钻杆接头且带动钻杆接头转动，解决了现有摩擦焊机不能同时对焊件两端进行摩擦焊的问题。通过第二电机21带动第三齿轮20转动，第三齿轮20与第四齿轮22啮合，第二筒体19转动，平移座23沿第二筒体19中心轴线方向移动，第一杆26、第二杆27转动，带动夹紧板25沿第二筒体19径向方向移动，四个夹紧板25实现钻杆接头的夹紧或松开；通过第一电机16带动第一齿轮15转动，第一齿轮15与第二齿轮17啮合，第一筒体14转动，第三筒体24、夹紧板25随第一筒体14转动，带动钻杆接头转动，钻杆接头与杆体之间完成摩擦焊接。
44.降温装置3包括安装在机架1上的一对导轨29，安装在导轨29上且关于导轨29左右对称的第一传动组件30与第二传动组件31，安装在机架1上且伸缩杆安装在第一传动组件30的第一气缸32，安装在机架1上且伸缩杆安装在第二传动组件31上的第二气缸33，安装在第一传动组件30上的多根第一转轴34，安装在第一转轴34上且可沿第一转轴34中心轴线方向分布的多个第一风叶35，安装在第二传动组件31上的多根第二转轴36，安装在第二转轴36上且可沿第二转轴36中心轴线方向分布的多个第二风叶37。
45.通过第一气缸32带动第一传动组件30移动，第二气缸33带动第二传动组件31移动，避免第一转轴34、第二转轴36、第一风叶35、第二风叶37与焊接组件之间产生干涉。
46.降温装置3还包括安装在第一转轴34上且罩在第一风叶35上的第一保护壳38，安装在第二转轴36上且罩在第二风叶37上的第二保护壳39。第一保护壳38、第二保护壳39均为钢丝网结构。
47.第一传动组件30包括安装在机架1上的支撑座40，通过多根支撑柱58安装在支撑
座40上且与第一筒体14同轴设置的固定盘41，通过滚动轴承转动安装在固定盘41上且与固定盘41同轴设置的主动轴42，安装在固定盘41上且输出轴安装在主动轴42上的传动电机43，安装在主动轴42上的主动齿轮44，通过滚动轴承转动安装在固定盘41上且围绕固定盘41中心轴线环形阵列、与主动齿轮44啮合的三个传动齿轮45，通过多根固定柱安装在固定盘41上且与固定盘41同轴设置的顶盘46，通过滚动轴承转动安装在顶盘46圆柱面上且与顶盘46同轴设置的转盘47，安装在转盘47上且围绕转盘47中心轴线环形阵列的多个转板48，转板48与传动齿轮45一一对应，移动地安装在顶盘46上且围绕顶盘46中心轴线环形阵列的三根横柱49，横柱49与转板48一一对应，横柱49移动地安装在转板48上，安装在传动齿轮45上且与传动齿轮45同轴设置的支撑盘50，移动地安装在支撑盘50上且可随支撑盘50转动的第一传动盘51，移动地安装在支撑盘50上且可随第一传动盘51转动的第二传动盘52，第一传动盘51与第二传动盘52移动方向相互垂直，安装在第二传动盘52上且与第二传动盘52同轴设置、穿过顶盘46的传动杆53，传动杆53通过滚动轴承安装在横柱49上，转轴安装在传动杆53上；
48.顶盘46上设有多个供传动杆53穿过的通孔；顶盘46上设有截面为燕尾槽结构的移槽54，横柱49与移槽54形状配合，横柱49插入移槽54内。转板48上设有转槽55，横柱49底部安装有与转槽55形状配合的插柱56，插柱56插入转槽55内。
49.支撑盘50上端面设有过圆心的支撑槽57，第一传动盘51底部安装有过圆心且与支撑槽57相互配合的支撑柱58，支撑柱58插入支撑槽57内；第二传动盘52顶部安装有过圆心且与支撑柱58夹角为90
°
的传动柱59，第二传动盘52底部设有过圆心且与传动柱59相互配合的传动槽60，传动柱59插入传动槽60内。
50.传动组件还包括安装在顶盘46上的支撑架61，通过滚动轴承转动安装在转板48上的传动座62，转板48与传动座62螺纹连接且一端转动安装在支撑架61上的调节杆63，安装在支撑架61上且输出轴安装在调节杆63上的调节电机64。
51.通过降温装置3为焊接装置2降温，提高降温速度与降温效果；通过传动组件带动传动杆53转动，转轴、风叶随传动杆53转动，实现降温，同时传动组件带动传动杆53沿固定盘41径向方向同步移动，扩大降温范围，实现转轴、风叶与焊接装置2在径向方向的距离调节，保证转轴、风叶不与焊接装置2干涉的前提下，实现快速、大范围地带走热量、冷却。
52.通过传动电机43带动主动齿轮44转动，主动齿轮44与从动齿轮啮合，传动杆53转动；通过调节电机64带动调节杆63转动，传动座62移动，传动座62带动转板48、转盘47围绕固定盘41中心轴线转动，使横柱49沿移槽54移动，第一传动盘51、第二传动盘52之间发生相对移动，保证传动杆53随横柱49移动且移动过程中保持转动。
53.本发明工作原理：
54.s1：主焊接组件5夹紧杆体，第一夹紧组件夹紧钻杆接头，第二夹紧组件夹紧钻杆接头；
55.s2:启动驱动组件4，第一夹紧组件、第二夹紧组件相向运动，钻杆接头抵接杆体；第一夹紧组件、第二夹紧组件带动钻杆接头转动，杆体保持不动，完成摩擦焊接；
56.s3:焊接完成后，第一气缸32带动第一传动组件30靠近第一夹紧组件，第二气缸33带动第二传动组件31靠近第二夹紧组件；传动组件带动传动杆53转动，风叶转动，同时传动组件带动传动杆53随固定盘41径向方向移动，扩大散热范围，加强周围空气流动，快速带走
摩擦焊接过程中产生的热量。
57.不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。