专利名称：细长杆感应熔涂冷涂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷涂处理装置，尤其涉及一种可以通过螺旋压涂的 细长杆感应熔涂冷涂装置。
技术背景金属材料具有优异的加工特性和韧性，适合加工成各种工件，但金属工 件的耐磨、耐蚀、耐热和抗高温氧化等特性都比较差，因此现在常釆用冷涂 处理的方式在金属工件表面形成一层涂层来提高工件的使用寿命。冷涂即是涂层的预制备，冷涂处理时将加入少量黏结剂的合金粉末均匀 的冷涂在所处理工件基体的表面，使工件表面形成合金涂层。达到完成冷涂 处理的目的。现有的冷涂处理常采用喷涂、空气喷涂等。从上述对现有冷涂的处理过程介绍中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题若采用喷涂等技术手段，进行工件表面涂层的制备时，尤其是对细长杆 类的工件(如抽油杆等)进行冷涂时，常因喷出压力大小不均等原因，造 成处理后工件表面的涂层不均匀，尤其是对抽油杆等细长杆工件的冷涂处理 过程中易出现形成的涂层薄厚不均的情况，无法达到涂层均勻、密实的效 果。使冷涂处理后的工件在使用中也未达到预期的目的。而现在没有一种可 以方便、均匀的对细长杆类工件进行覆盖涂层的处理的冷涂装置。发明内容本实用新型实施例提供了 一种细长杆感应熔涂冷涂装置。采用螺旋压涂 的方式将合金粉末均匀的粘接在细长杆工件基体表面，达到方便进行工件表面的涂粉处理，使处理后工件表面涂层达到均匀、密实的目的。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的 一种细长杆感应熔涂冷涂装置，其特征在于，包括 机座，用于设置各部件；机身，设置在机座上，机身上设有冷却装置和进料口；螺旋轴，设置在机身内可自由转动，与机身内壁相适应；动力装置，设置在机座上，通过传动装置与机身内的螺旋轴一端连接，驱动所述的螺旋轴转动；机头，设置在机身的一端，机头上设有导向套和模具，螺旋轴的另一端设置在机头内。所述机身包括由内衬套和外壳构成，冷却装置设在内村套与外壳之间。所述内衬套内壁设有多条沟槽。所述机身内壁内设有多条沟槽。所述机身上设置的进料口与机身内部连通。所述螺旋轴设置在才几头内的一端为双头螺旋结构。所述机头内设置的螺旋轴与机头上设置的模具的位置相适应。所述机头上设置调整模具与工件的相对位置的调整螺钉。所述^:莫具的对应位置设有感应加热装置。由上述本实用新型实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例 的冷涂装置通过在机体内设置螺旋轴，以在主轴方向上的直线运动和沿主轴 的旋转运动形成螺旋压涂的方式，将制备涂层的涂料涂敷在导向套导入到模 具内的工件表面上。该装置以连续的方式进行涂料的涂敷，不但处理工件方 便，且螺旋压涂方式保证了涂料的压力和密度的均勻度，使经该装置处理后 的工件表面涂层均匀、密实，使处理后的工件达到预期的使用寿命。
图l为本实用新型实施例的细长杆感应熔涂冷涂装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种细长杆感应熔涂冷涂装置，该冷涂装置采 用螺旋压涂的方式将合金粉末均勻的粘接在基体表面，尤其适用于对细长杆 工件(如抽油杆等)的冷涂处理。本装置利用螺旋轴压出涂料，在对工件涂 敷涂料的过程中要求工件有两个运动， 一个是沿主轴方向的直线运动，移动速度为O. 5 ~ 12mm/s，另一个是绕主轴方向的旋转运动，达到方便旋转涂粉的 目的，转动速度为2~100转/分，并且两个运动可以采用可调的无级变速。为便于理解，下面以具体的实施例及相应的附图，对本实用新型实施例 的细长杆感应熔涂冷涂装置进行说明。实施例一如图l所示，所述的细长杆感应熔涂冷涂装置包括用于设置各部件的机 座9;设置在机座9上的机身5，机身5由内衬套和外壳构成，内衬套与外壳之 间设有冷却装置l，机身5的内衬套内壁设有多条沟槽，机身5上设有进料口 6，进料口6与机身5内部连通，机身5内设置可自由转动的螺旋轴7,螺旋轴7 的螺旋叶片与机身内衬套的内壁相适应；机座9上设置有动力装置8， 一般采 用电动机，电动机的动力输出轴与机身5内的螺旋轴7前端连接，驱动螺旋轴7 在机身5内转动；机身5的尾端设有机头3，机头3上设有导向套4和模具2,螺 旋轴7的尾端设置在机头3内，螺旋轴7尾端可以采用单螺旋结构或双头螺旋结 构。螺旋轴7尾端与机头3上设置的模具2的位置相适应，保证经螺旋轴7尾端 输出的涂料输入到模具2中。且所述机秀3上设置调整模具与工件的相对位置 的调整螺钉。实施例二在实施例一的基础上，在模具2对应的位置加设一个感应加热装置，这样可以在感应加热的情况下进行合金粉末涂层的制备。本实用新型实施例的细长杆感应熔涂冷涂装置的主要作用是将合金粉末 均匀的涂抹在工件的表面，主要包括机身、螺旋轴、机头、模具、机座、传 动装置及冷却装置等几部分组成，下面结合图l对各部件进行具体说明。① 机身机身的内壁有数条沟槽，以增加摩擦力，涂料借助机身的摩擦 力沿螺旋轴的斜面到达机头。机身主要由内衬套和外壳两部分组成，并在中 间有冷却装置。内衬套由耐磨铸铁铸造加工而成。机身必须有良好的冷却条 件(使用中用循环水冷却)。否则，涂料与内衬套、螺旋轴及涂料间磨擦产 生的大量热量，会使涂料发热、硬化、结块等。② 螺旋轴当螺旋轴旋转时，用螺旋轴叶片的斜面将涂料由送料口推向 机头，形成螺旋压涂的方式使涂料压紧，增大压强。螺旋轴叶片表面越光 滑，压涂效果越好，动能损耗越少。本装置可以采用单头、等螺距、表面光 滑的螺旋轴。为缩短涂料进入机头时所走的路程，并使涂料有足够的推力， 增大涂料的紧密性，将螺旋轴的末端，做成较大的锥度，并改为局部的双头 螺旋，锥度可使螺旋轴更加深入机头，双头螺旋叶片，使涂料可受两个叶片 的推力作用。螺旋轴的螺杆用中碳钢或低合金钢制成。螺旋叶片用低碳钢盘 条盘绕后，经焊接和堆焊耐磨合金(表面层)，再经磨削加工而成。③ 机头依靠逐渐收缩的内壁所形成的反作用力，加之螺旋轴的推力， 将涂料挤压得更紧密，并输送涂料到模具中，压涂在工件表面。机头的前部 没有输送装置，涂料在这部分的向前运动是依靠螺旋轴末端的叶片作用到涂 料上的力，经涂料间的传递向前进行。这部分的内壁要求要光滑，以减少涂 料与内壁的磨擦。机头也要有良好的冷却条件，采用低碳钢经焊接而成。④ 机座和传动装置机座起固定作用，采用铸造结构。传动装置由电动 机、带轮、减速箱等组成。由电动机驱动减速箱的主动轴，经减速后传递给 带轮，再由带轮带动螺旋轴旋转。电机采用三相异步电机，规格为Y132-6， 功率为5. 5KW,输出转速为960r/min,减速箱的速比为l: 20。⑤模具主要起成形作用，当工件和涂料到达模具后，涂料就会有很大 的压强，使涂料压在工件表面，工件旋转着通过模具，涂料便能均匀的压涂 在工件(如细长杆等)的表面。机头上可以设置调整用的螺钉， 一般设置3 个调整螺钉来调整模具与工件的相对位置，以保证涂料和工件的同心度。模 具的内径大小决定了涂层的厚度。模具的内表面必须光滑，防止涂料与模具 粘接。该细长杆感应熔涂冷涂装置的工作过程涂料从^/L身上的进料口加入到 机身内，在旋转的螺旋轴和机身内壁的磨擦作用下，将涂料向机头方向推 进，并逐步增大涂料的密度，当涂料被推送到机头时，已形成较大的压强。 涂料在机头内与从通过导向套送来的工件汇合，如图1中所示，A处所示箭头 方向则为工件冷涂时的前进方向，在模具处涂料均勻地包覆在工件表面，被 挤压成形，形成有一定厚度和强度要求的涂层。由于涂料和工件的连续不断 地供给，涂层的压涂成形也在连续不断地进行着。当螺旋轴旋转时，涂料被螺旋轴逐个螺距推送至螺旋轴的末端，涂料密 度也随之不断地增大。另一方面，由于压力的作用密度大的涂料必然向密度 小的地方流动。因此，当螺旋轴旋转时，涂料除向前移动外，由于受密度大 的涂料的阻力，会有一部分涂料通过螺旋轴与机身内壁的间隙，逐个螺距地 向后、向密度小的方向移动。另外，由于螺旋轴叶片具有一定的倾斜度。当 螺旋轴旋转时，对涂料产生两个作用分力即轴向分力F1和径向分力F2。轴 向分力F1推动涂料前进；径向分力F2将涂料推向机身内壁。涂料在受F1和F2 的作用的同时，也必然会受到前进方向的涂料和机身内壁的反作用力。在反 作用力的作用下，必然也会使涂料向后、向密度较小的地方流动，增大涂料 的密度，并将涂料压紧，这样向后流动的涂料与前进方向的涂料汇合在一起 而形成涂料层。当螺旋轴旋转时，涂料与机身内壁、涂料与涂料之间产生相对运动，会 有相对磨擦和磨擦力存在。这个摩擦力可以阻止涂料与螺旋轴的共同旋转，达到输送涂料和压紧涂料的目的。为增大磨擦阻力，在机身内壁开有沟槽， 并使螺旋轴与机身内壁间有一定的间隙，使涂料在此间隙中形成涂料层，以 扩大磨擦面。下面以抽油杆的冷涂为例，对本实用新型实施例的细长杆感应熔涂冷涂装置处理工件表面涂层的过程进行说明抽油杆是有杆抽油设备的重要部件。杆体是实心圆形断面的钢体， 一端 为镦粗的杆头。杆头由外螺紋接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘 和圓弧过渡区组成。外螺紋接头用来与接箍相连接，扳手方颈用来装卸抽油 杆接头时卡抽油杆钳用。抽油杆的直径一般在28 33腿，而其长度从8m到12m 不等，是典型的细长杆。为增加抽油杆的耐磨性，提高其使用寿命，常在抽 油杆表面形成高耐磨性的涂层，将抽油杆设置在该冷涂装置的模具中，可以 通过增加相应的感应加热装置进行感应加热，可以在抽油杆表面形成具有高 耐磨性的合金涂层。并且可以根据抽油杆工件直径的不同，通过使用不同直 径的模具和机头来实现相应的涂层处理。综上所述，本实用新型实施例中的细长杆感应熔涂冷涂装置，可以方便 的在工件表面形成涂层，尤其是在导向套和模具的配合下，进行细长杆表面 的涂层处理，由于采用螺旋压涂的方式，使最后形成的工件表面的涂层具有 均匀、密实的优点，增加了工件的使用寿命。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技 术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1、一种细长杆感应熔涂冷涂装置，其特征在于，包括机座(9)，用于设置各部件；机身(5)，设置在机座(9)上，机身上设有冷却装置(1)和进料口(6)；螺旋轴(7)，设置在机身(5)内可自由转动，与机身(5)内壁相适应；动力装置(8)，设置在机座(9)上，通过传动装置与机身(5)内的螺旋轴(7)一端连接，驱动所述的螺旋轴(7)转动；机头(3)，设置在机身(5)的一端，机头(3)上设有导向套(2)和模具(4)，螺旋轴(7)的另一端设置在机头(3)内。
2、 根据权利要求l所述的冷涂装置，其特征在于，所述机身包括由内 衬套和外壳构成，冷却装置(1)设在内衬套与外壳之间。
3、 根据权利要求2所述的冷涂装置，其特征在于，所述内衬套内壁设有多条沟槽。
4、 根据权利要求l所述的冷涂装置，.其特征在于，所述机身(5)内壁内 设有多条沟槽。
5、 根据权利要求l所述的冷涂装置，其特征在于，所述机身(5)上设置 的进料口 (6)与机身(5)内部连通。
6、 根据权利要求1或2所述的冷涂装置，其特征在于，所述螺旋轴(7) 设置在机头(3)内的一端为双头螺旋结构。
7、 根据权利要求l所述的冷涂装置，其特征在于，所述机头(3)内设置 的螺旋轴(7)与机头(3)上设置的模具(2)的位置相适应。
8、 根据权利要求l所述的冷涂装置，其特征在于，所述机头(3)上设有调整模具与工件的相对位置的调整螺钉。
9、根据权利要求l所述的冷涂装置，其特征在于，所述模具(2)的对应 位置设有感应加热装置。
专利摘要本实用新型公开一种细长杆感应熔涂冷涂装置。其包括机座，用于设置各部件；机身，设置在机座上，机身上设有冷却装置和进料口；螺旋轴，设置在机身内可自由转动，与机身内壁相适应；动力装置，设置在机座上，通过传动装置与机身内的螺旋轴一端连接，驱动所述的螺旋轴转动；机头，设置在机身的一端，机头上设有导向套和模具，螺旋轴的另一端设置在机头内。该冷涂装置通过在机体内设置螺旋轴，以在主轴方向上的直线运动和沿主轴的旋转运动形成螺旋压涂的方式，将制备涂层的涂料涂敷在导向套导入到模具内的工件表面上。以连续的方式进行涂料的涂敷，处理工件方便，且螺旋压涂方式保证涂料的压力和密度的均匀度，使处理后工件表面涂层均匀、密实。
文档编号C23C24/00GK201109796SQ20072017379
公开日2008年9月3日 申请日期2007年10月24日 优先权日2007年10月24日
发明者张增志 申请人:中国矿业大学(北京)