拉丝式高速电弧喷涂枪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉丝式高速电弧喷涂枪，属于电弧喷涂技术领域。
【背景技术】
[0002]电弧喷涂技术作为热喷涂的重要分支，被广泛用来制备耐磨损、防腐蚀等各种性能的涂层，以实现机械零件的尺寸恢复和表面改性，甚至用于材料的三维快速成形领域。电弧喷涂技术起源于上世纪20年代，它是通过两根金属丝材得电起弧，将丝材自身迅速熔化，并通过高速气流雾化加速熔滴的一种喷涂工艺过程。这种电弧喷涂技术具有优质、高效、低成本等显著优势，例如，使用合金丝作为喷涂材料的电弧喷涂效率可达40kg/h，是粉末高速火焰喷涂技术的4倍以上，其运行成本却不到后者的1/10。但是，电弧喷涂技术也存在一些不足之处，例如，喷涂的粒子速度和涂层结合强度不如高速火焰喷涂和等离子喷涂，致使其应用范围越来越受到限制，其中电弧喷涂枪是制约其发展的关键因素之一。
[0003]现有的电弧喷涂枪主要有推丝式、拉丝式电弧喷涂枪。推丝式电弧喷涂枪的结构较简单，主要适合于硬质金属材料短距离送丝时的喷涂。而拉丝式电弧喷涂枪将送丝机构、导电起弧及加速雾化等结构集成于一体，结构相对复杂一些，但可满足不同硬度丝材及长距离送丝等多种场合的喷涂，且由于送丝机构安装在喷枪头部，送丝稳定性比推丝式电弧喷涂枪强很多。
[0004]目前国内的商用拉丝式电弧喷涂枪的结构较单一，其送丝单元基本上都是通过一级行星齿轮和蜗轮蜗杆传动减速机构将直流电机的速度和转矩调整至适合的电弧喷涂工作范围内，尤其是这种电弧喷涂枪的送丝单元的送丝主动轮和送丝从动轮大都裸露在外，喷涂时产生的大量粉尘一方面使丝材表面受到严重污染，进而影响导电嘴等电传输零件与丝材的导电性能，甚至影响成形涂层的质量和性能，另一方面也加剧了送丝单元内送丝零件的磨损，进而使电弧喷涂枪的使用寿命极大缩短。另外，目前拉丝式电弧喷涂枪的喷枪头部的雾化单元多数使用一次雾化的喷嘴结构，这种喷嘴结构会致使喷涂射流发散、粒子速度低。
[0005]由此可见，设计出一种可避免丝材、送丝零件在喷涂时受粉尘污染、使用寿命长的电弧喷涂枪，并提高喷涂射流的集束程度和粒子飞行速度，是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种拉丝式高速电弧喷涂枪，该拉丝式高速电弧喷涂枪可有效提高喷涂粒子的速度，喷射出的雾化射流集中、均匀，可在喷涂过程中避免送丝零件(送丝驱动轮、送丝从动轮等)、导电嘴与粉尘接触而造成污染及磨损，同时也避免了丝材受到粉尘的污染，且该拉丝式高速电弧喷涂枪结构紧凑、轻便小巧，使用寿命长，成本低，可很好地弥补现有拉丝式电弧喷涂枪的上述不足。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0008]一种拉丝式高速电弧喷涂枪，其特征在于:它包括送丝电机、减速机构、送丝机构和喷枪头部，送丝电机输出轴与减速机构相连，减速机构的输出轴两端各自与一送丝机构相连，封闭的各送丝机构上设有经由铜排相连的进丝管、出丝管，减速机构在送丝电机作用下带动送丝机构动作，对进入进丝管的丝材执行送丝动作并从出丝管送出丝材，喷枪头部包括后枪体，后枪体的前端安装有前枪体，喷嘴经由支撑座固定在后枪体上且从前枪体的内腔伸出，后枪体内设有气流流道，气流流道经由支撑座上的贯通孔与喷嘴的缩扩型流道贯通，喷嘴外壁设有外罩且两者之间形成喷出与缩扩型流道喷出的主气流汇合的二次气流的环型流道且环型流道与缩扩型流道相通，后枪体上装配有两个导电嘴，各导电嘴与喷嘴上的相应导丝斜孔对应，以使从出丝管送入导电嘴并从导丝斜孔送出的两根丝材在缩扩型流道出口附近交汇。
[0009]较佳地，所述环型流道为收缩式环型流道。
[0010]所述喷嘴的所述缩扩型流道由收缩腔和扩张腔构成，收缩腔的小口端与扩张腔的入口连接，扩张腔的出口为所述缩扩型流道的出口，其中:收缩腔的大口端直径为5mm?16mm，收缩腔的小口端和扩张腔的入口直径为5mm?10mm，扩张腔的出口直径为5mm?12mm ;喷射二次气流的所述环型流道的环状出口的内径为6mm?13mm而外径为6.5mm?14mm η
[0011]所述送丝机构包括安装在所述减速机构输出轴上的送丝驱动轮，所述减速机构的输出轴与送丝驱动轮之间装配有塑料绝缘环，送丝驱动轮的上方设有送丝从动轮，送丝驱动轮与送丝从动轮之间具有间隙，以使从所述进丝管进入的丝材在通过送丝驱动轮与送丝从动轮之间的间隙时，在送丝驱动轮与送丝从动轮的旋转运动带动下从所述出丝管送出。
[0012]较佳地，所述送丝机构包括U型支撑座，所述进丝管、所述出丝管分别安装在支撑座的两个平行的立柱上，所述送丝驱动轮和所述送丝从动轮处于两个立柱之间的空隙内，支撑座的上部被截面呈约四分之一圆形的上壳体罩住且所述送丝从动轮安装在上壳体内，支撑座的下部由与上壳体形状相适配的下盖板遮挡，上壳体与下盖板之间安装有橡胶密封条，支撑座、上壳体与下盖板构成一个封闭空间，使得封闭空间与喷涂时产生的粉尘相隔绝。
[0013]在实际设计时，较佳地，所述上壳体通过上壳体转动轴转动安装在所述支撑座的一所述立柱上，且所述上壳体的圆弧面、所述下盖板的圆弧面与上壳体转动轴的轴心保持同心，以使所述上壳体可绕上壳体转动轴大角度旋转。
[0014]进一步地，所述上壳体上设有与所述支撑座的另一所述立柱的顶部相对应的挡部，挡部的上方设有带有弹簧的压丝力调节手柄，压丝力调节手柄穿过挡部后通过手柄连接轴与所述立柱连接，通过对压丝力调节手柄的松紧旋转调节，可使所述上壳体绕所述上壳体转动轴略微转动而实现所述送丝从动轮与所述送丝驱动轮之间丝材压紧力的调节。
[0015]所述支撑座、所述上壳体和所述下盖板都由绝缘材质制成。
[0016]所述喷嘴为陶瓷材质制成，所述导电嘴为铜合金材质制成，所述后枪体与所述导电嘴之间保持电绝缘。
[0017]本发明的优点是:
[0018]1、本发明中的主喷口与环状副喷口的物理结构设计实现了双气流雾化效果，实现了喷涂材料的高速均匀雾化，雾化粒子更加集中，其中:主气流主要起到加速雾化熔融喷涂材料(丝材)的作用，喷嘴的缩扩型流道设计可使主喷口外主气流的气流速度平稳达到超音速，同时使丝材的引弧点布置在主喷口附近，最大限度地利用了主气流的动能；二次气流则对主气流产生一种压缩效果，因为两根丝材的存在会使主气流在主喷口下游产生非轴对称的发散现象，这一现象的结果是使处于射流边缘的粒子雾化速度会变得很低，故而本发明通过二次气流与主气流交汇而对主气流的发散边缘产生一种强烈的压缩作用，进而使得喷涂射流更加集中，将丝材对气流的干扰影响降至尽可能低的程度，同时也进一步提高了喷涂粒子的速度。
[0019]2、本发明中的上壳体、下盖板与支撑座的整体结构设计，在通过压丝力调节手柄可调节丝材所受压紧力的基础上，可始终保持为一个避免大量粉尘进入的封闭空间，使得封闭空间内的送丝驱动轮和送丝从动轮等送丝零件不会与喷涂时产生的粉尘相接触，较好地阻隔了大量粉尘的进入，避免了送丝驱动轮和送丝从动轮等送丝零件因粉尘而造成磨损，同时也避免了丝材和导电嘴受到粉尘的污染。
[0020]3、喷涂作业时常规拉丝式电弧喷涂枪连接有一根送气管、两根粗的喷涂电缆线、一根送丝电机控制线和两根送丝管，而本发明仅采用一根送气管、两根送丝线缆和一根送丝电机控制线，其中的送丝线缆兼具喷涂电缆线输电和送丝管导丝的功能，从而使得本发明结构更加小巧、轻便，易于操作。
【附图说明】
[0021]图1是本发明拉丝式高速电弧喷涂枪的结构示意图。
[0022]图2是从图1中A方向看去，送丝机构的结构示意图(未示出下盖板)。
[0023]图3是从图1中本发明拉丝式高速电弧喷涂枪侧面看去，送丝机构的结构放大示意图(未示出送丝电机、喷枪头部、上壳体、下盖板、出丝管等)。
[0024]图4是图1中的喷枪头部的横剖截面示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1至图4所示，本发明拉丝式高速电弧喷涂枪包括送丝电机11、减速机构12、送丝机构20和喷枪头部30，送丝电机11前端的输出轴与减速机构12的输入端相连，减速机构12的输出轴121两端(减速机构12的输出轴121为一种双输出轴，这种双输出轴具有两个输出端部，而这两个输出端部分别位于减速机构12的两侧)各自与一个送丝机构20相连，即两个送丝机构20各自位于减速机构12的两侧而呈对称分布。具体来说，送丝电机11的动力通过其输出轴输出至减速机构12，减速机构12再将动力经过降速、增加转矩的调节后，由其输出轴121输出至送丝机构20，以满足喷涂时送丝机构20中的送丝驱动轮26所需的转速和力矩。如图，与外部封闭隔绝来防止粉尘进入的各送丝机构20上设有经由导电铜排24相连的进丝管18、出丝管19，减速