用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置的制作方法

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置。

背景技术：

焊接轮总成装置是带钢在线窄搭接拼缝焊机的重要组成部分，其作用是将电流尽可能完全地传递到搭接在一起的带钢上面，由于搭接在一起的带钢存在接触电阻，电流通过时将产生热量，使带钢熔融在一起，实现焊接。因此焊接轮总成装置的品质及稳定性关系到整个设备的正常运转，带钢焊接的效果几乎均与之相关。

在现有技术中，窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置包含了上焊接轮总成和下焊接轮总成，下焊接轮总成安装在c型架底部，上焊接轮总成安装在c型架上部。上、下焊接轮总成主体结构一致，但上焊接轮总成在气缸或油缸的驱动下可以实现下压和抬起的动作。在焊接之前，上焊接轮下压到下焊接轮上，使上电极轮接触到下电极轮上，且带有一定的压力，紧接着c型架往传动侧移动，上下电极轮碾压到搭接在一起的带头和带尾上，由于搭接在一起的带头、带尾存在接触电阻，如图4所示，上、下电极轮上的电流通过带头、带尾时产生热量，将带钢熔融焊接在一起。由于上、下电极轮为圆盘状且安装在可自由转动的轮轴上，因此在c型架的移动过程中可实现连续不断的焊接。

其中，在传统的焊接轮总成中，如图5所示，焊接轮总成的主体为电极轮支座，圆盘形的电极轮安装在轮轴上，轮轴通过前端的圆柱轴承和尾端的球轴承安装在电极轮支座的阶梯圆孔中，两个轴承与电极轮支座间均有绝缘套相隔，并由螺母锁紧轮轴。轮轴上两个轴承位中间为锥面，锥面上套有锥轴套，锥轴套通过键槽卡在电极轮支座上，锥轴套在弹簧弹力的作用下，其内锥面与轮轴的外锥面相互贴合。在焊接过程中，电极轮和轮轴不断旋转，轮轴的外锥面与锥轴套的内锥面相互旋转磨擦，实现将电极轮支座上的电流通过锥轴套传递到轮轴和电极轮上的目的。

同时，由于在传递电流的过程中会产生热量，因此，焊接轮总成中还包含有冷却循环水系统，焊接轮总成尾端安装有接通冷却水管道的闷盖，闷盖内侧的水管将冷却水引导到轮轴中心的深孔中实现冷却焊接轮总成的目的。且轮轴与电极轮支座阶梯孔之间的内腔注入有润滑油，其作用为润滑轴承及相互磨擦的内外锥面。

但是，上述结构存在几个较大的问题：

1、结构过于复杂，在内部结构中，核心的导电部分(锥轴套)安装在电极轮支座内，造成零部件的加工及装配都非常困难，且在生产中难以观察到导电部分的使用情况，难以检修；

2、检修、更换内部的锥轴套时，需要将焊接轮总成整体结构全都拆散，工作量庞大且专业性太强，需要特别有经验的师傅才能完成，一般的钳工师傅不能胜任此工作，精细繁杂的维修工作严重影响了生产线的正常运行；

3、焊接轮总成内集成了润滑系统及冷却系统，内部使用密封圈将两系统隔离，但在实际使用过程中，由于密封圈质量或寿命的原因，润滑油经常与冷却水相互串通，造成不必要的损失；

4、轮轴与锥轴套在初次安装过程中，需要相互碾磨配合，使导电面积尽可能大，避免电流通过时导电面积太小，单位面积内通过的电流过大，造成发热严重烧坏锥轴套及轮轴，但在实际使用过程中，相互磨擦的锥面会磨损，虽然锥轴套右侧的弹簧会将其顶紧消除磨损产生的间隙，但其效果不佳；

5、由于必须要有良好的导电性，焊接轮总成采用了大量铜质材料，如电极轮支座为黄铜铸件，轮轴整体材质为铬锆铜，锥轴套材质为锡青铜，不仅整体造价相当高昂，不利于设备的成本控制，更造成用户购买焊接轮总成备件成本相当高昂，增加用户负担。

因此，传统的焊接轮总成无论在结构合理性和成本控制等方面均已经不能适用于现有的焊接设备中，急需开发一套全新的焊接轮总成，使之结构更加合理，便于检修维修，更能使成本尽量降低，使整体设备更具竞争力。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置，将导电锥轴套部分移出电极轮支座，加工及装配简单，且生产使用方便，显著提高了生产效率，且降低了设备的成本和维护频率。

为实现上述目的，本发明所设计的用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置，包括电极轮支座和安装在轮轴上的电极轮，所述轮轴通过设在前端的前轴承和设在后端的后轴承安装在所述电极轮支座内水平方向的阶梯孔内，所述轮轴的尾部悬在所述电极轮支座外侧，所述轮轴的尾部通过若干个螺钉固定套有锥轴套，所述锥轴套外部为圆柱体，所述锥轴套外套置有铜套，所述铜套外侧设有将所述铜套内圆柱面与所述锥轴套外圆柱面压紧贴合的压紧装置，所述压紧装置连有带电的铜带。

优选地，所述压紧装置包括将所述铜套围合的夹块和压块，所述夹块和压块与所述电极轮支座之间设有导电块，所述导电块与所述电极轮支座之间设有绝缘板，使所述电极轮支座不带电，便于操作，所述夹块与所述铜带连接，所述夹块与所述压块相对的面上设有若干个第一凹槽，所述压块上设有若干个与所述第一凹槽贯通的第一通孔，所述第一通孔内穿有第一螺栓，所述第一螺栓尾部伸入并固定在所述第一凹槽内，所述第一螺栓头部套置有第一弹簧，所述第一弹簧的直径大于所述第一通孔的直径，所述第一通孔靠近所述第一螺栓头部位置设有容置所述第一弹簧的第一弹簧凹槽，所述第一螺栓头部设有抵住所述第一弹簧的第一螺母。

优选地，所述夹块和压块与所述导电块贴合的面上设有若干个第二通孔，所述第二通孔内穿有第二螺栓，所述第二螺栓尾部穿过所述导电块和绝缘板，伸入并固定在设在所述电极轮支座上的第二凹槽内，所述第二螺栓头部套置有第二弹簧，所述第二弹簧的直径大于所述第二通孔的直径，所述第二通孔靠近所述第二螺栓头部位置设有容置所述第二弹簧的第二弹簧凹槽，所述第二螺栓头部设有抵住所述第二弹簧的第二螺母。

优选地，所述第一螺母与所述第一弹簧之间垫有第一压圈，所述第二螺母与所述第二弹簧之间垫有第二压圈，所述第一螺栓上套置有第一螺栓套，所述第二螺栓上套置有第二螺栓套，保护所述第一螺栓和第二螺栓，防止其受到磨损。

优选地，所述夹块与所述压块之间留有间隙，当所述锥轴套与所述铜套发生磨损后，所述夹块与压块能够更进一步闭合，使所述锥轴套与铜套更贴合。

优选地，所述轮轴位于所述前轴承与后轴承之间的位置安装有两个密封圈，两个所述密封圈与所述轮轴和电极轮支座围合形成冷却水空间，所述冷却水空间与设在所述电极轮支座内的冷却水导流系统连通，所述冷却水空间与使所述电极轮支座内的润滑系统隔离开，不存在两个系统相互串通的可能，减小了设备故障率。

优选地，所述前轴承和后轴承与所述电极轮支座之间均垫有保护套，进一步保护所述前轴承和后轴承。

优选地，所述轮轴的尾部为外锥面，所述锥轴套内部为与所述轮轴尾部外锥面配合的内锥面，使所述轮轴与所述锥轴套更贴合，便于导电，所述锥轴套上设有穿过所述锥轴套内锥面底部的顶丝，所述顶丝抵住所述轮轴的尾部，当需要拆卸所述锥轴套时，取下所述螺钉，然后旋转所述顶丝，所述锥轴套即会自动与所述轮轴分离，便于操作。

优选地，所述前轴承为圆柱轴承，所述后轴承为球轴承，所述前轴承抵在所述轮轴的肩部，所述后轴承通过第三螺母固定在所述电极轮支座上，防止所述前轴承和后轴承发生位移。

优选地，所述铜套上开有与所述铜套中轴线平行的开口，当所述铜套与所述锥轴套之间发生磨损时，所述铜套能够进一步闭合，使所述铜套与所述锥轴套更贴合。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、通过将核心的导电锥轴套移出电极轮支座，安装在电极轮支座的外侧，加工及装配简单，且便于观察使用情况及维修，大大提高了装置的合理性；

2、检修导电部分的锥轴套与铜套时，不需要拆卸轮轴及轴承等复杂的零件，仅需拆卸压块及夹块等小部分零件，就能更换导电的铜套或锥轴套，大大提高了维修效率；

3、轮轴尾端的外锥面与锥轴套的内锥面虽然为导电面，但其相互不旋转摩擦，相互旋转摩擦的是锥轴套的外圆柱面和铜套的内圆柱面，轮轴与锥轴套仅需初次安装研磨好，在使用过程中锥面不存在磨损，使导电性能稳定可靠；

4、由于将核心的摩擦导电部分移出到电极轮支座外，电极轮支座内的润滑系统与摩擦导电处的冷却系统即冷却水空间可以隔离开，不存在两个系统相互串通的可能，减小了设备故障率；

5、由于电极轮支座不再起导电的作用，固其材料可以选用成本较低的铝合金材质，且其形状规则，不需要使用铸件，可在市场上购买定尺寸的坯料直接加工，且在本装置中，旋转摩擦导电的是锥轴套，固仅需锥轴套选用导电性能好成本高的铬锆铜，轮轴仅需选用成本略低的紫铜即可，大幅度降低了制造成本，不仅使设备更具竞争力，更减小了用户后期的使用成本；

6、本装置加工及装配简单，生产使用方便，显著提高了生产效率，降低了设备的成本和维护频率。

附图说明

图1为本发明用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中第二螺栓的安装示意图；

图4为现有技术中上焊轮和下焊轮的结构示意图；

图5为现有技术中焊接轮总成装置的结构示意图。

图中各部件标号如下：

电极轮支座1、轮轴2、电极轮3、前轴承4、阶梯孔5、锥轴套6、铜套7、铜带8、夹块9、压块10、导电块11、绝缘板12、第一凹槽13、第一通孔14、第一螺栓15、第一弹簧16、第一弹簧凹槽17、第一螺母18、第二通孔19、第二螺栓20、第二凹槽21、第二弹簧22、第二弹簧凹槽23、第二螺母24、第一压圈25、第二压圈26、密封圈27、冷却水空间28、保护套29、第三螺母30、开口31、顶丝32、螺钉33、第一螺栓套34、第二螺栓套35、上焊轮36、下焊轮37、带尾38、带头39、电源40、绝缘套41、弹簧42、闷盖43、冷却水44、后轴承45。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本发明用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置，包括电极轮支座1和安装在轮轴2上的电极轮3，轮轴2通过设在前端的前轴承4和设在后端的后轴承45安装在电极轮支座1内水平方向的阶梯孔5内，前轴承4和后轴承45与电极轮支座1之间均垫有保护套29，轮轴2的尾部悬在电极轮支座1外侧，轮轴2的尾部通过三个螺钉33固定套有锥轴套6，轮轴2的尾部为外锥面，锥轴套6内部为与轮轴2尾部外锥面配合的内锥面，锥轴套6上设有穿过锥轴套6内锥面底部的顶丝32，顶丝32抵住轮轴2的尾部，锥轴套6外部为圆柱体，锥轴套6外套置有铜套7，铜套7上开有与铜套7中轴线平行的开口31，铜套7外侧设有将铜套7内圆柱面与锥轴套6外圆柱面压紧贴合的压紧装置，压紧装置连有带电的铜带8。

其中，如图2所示，压紧装置包括将铜套7围合的夹块9和压块10，夹块9与压块10之间留有间隙，夹块9和压块10与电极轮支座1之间设有导电块11，导电块11与电极轮支座1之间设有绝缘板12，夹块9与铜带8连接，夹块9与压块10相对的面上设有四个第一凹槽13，压块10上设有若干个与第一凹槽13贯通的第一通孔14，第一通孔14内穿有第一螺栓15，第一螺栓15尾部伸入并固定在第一凹槽13内，第一螺栓15头部套置有第一弹簧16，第一弹簧16的直径大于第一通孔14的直径，第一通孔14靠近第一螺栓15头部位置设有容置第一弹簧16的第一弹簧凹槽17，第一螺栓15头部设有抵住第一弹簧16的第一螺母18，第一螺母18与第一弹簧16之间垫有第一压圈25，第一螺栓15上还套置有第一螺栓套34。

另外，如图3所示，夹块9和压块10与导电块11贴合的面上设有四个第二通孔19，第二通孔19内穿有第二螺栓20，第二螺栓20尾部穿过导电块11和绝缘板12，伸入并固定在设在电极轮支座1上的第二凹槽21内，第二螺栓20头部套置有第二弹簧22，第二弹簧22的直径大于第二通孔19的直径，第二通孔19靠近第二螺栓20头部位置设有容置第二弹簧22的第二弹簧凹槽23，第二螺栓20头部设有抵住第二弹簧22的第二螺母24，第二螺母24与第二弹簧22之间垫有第二压圈26，第二螺栓20上还套置有第二螺栓套35。

在本实施例中，轮轴2位于前轴承4与后轴承45之间的位置安装有两个密封圈27，两个密封圈27与轮轴2和电极轮支座1围合形成冷却水空间28，冷却水空间28与设在电极轮支座1内的冷却水导流系统连通。

在本实施例中，前轴承4为圆柱轴承，后轴承45为球轴承，前轴承4抵在轮轴2的肩部，后轴承45通过第三螺母30固定在电极轮支座1上，防止前轴承4和后轴承45发生位移。

本实施例中，电极轮支座1为高强度合金铝，成本低。

本实施例使用时，轮轴2不停旋转，由于锥轴套6通过三个螺钉固定在轮轴2的尾部，因此锥轴套6倍轮轴2带动一起旋转，锥轴套6的外圆柱面与铜套7的内圆柱面相互贴合旋转摩擦。此时，电流经过铜带8进入夹块9，然后一部分电流经导电块11进入压块10，夹块9和压块10再将电流传递给铜套7，通过夹块9和压块10的共同作用，大幅度增加了导电面积，有效的提高了电流的传递效果，铜套7进一步将电流传递给锥轴套6，锥轴套6再将电流以传递给轮轴2，进而使电极轮3带电。

本实施例使用时，当锥轴套6和铜套7长期摩擦发生磨损后，两者之间产生间隙，此时，夹块9和压块10在第一弹簧16的作用下相互张紧，保证了锥轴套6外圆柱面和铜套7内圆柱面的贴合；同时，在第二弹簧22的作用下，保证了夹块9和压块10与导电板11的紧密贴合，提高导电性能。另外，我们还可以通过调节第一螺母18的位置，调节夹块9和压块10的张紧度，使锥轴套6与铜套7在摩擦力与导电效率之间取得平衡；同时，也可以通过调节第二螺母24的位置，调节夹块9和压块10与导电板11之间的贴合度，既保证夹块9和压块10与导电板11之间的导电效率，也防止由于贴合过紧摩擦力过大，导致夹块9与压块10之间在铜套7和锥轴套6磨损的情况下难以进一步压紧。

综上，本发明用于带钢在线窄搭接拼缝焊机的焊接轮总成装置，通过将核心的导电锥轴套6移出电极轮支座1，安装在电极轮支座1的外侧，加工及装配简单，且便于观察使用情况及维修，大大提高了装置的合理性；而且检修导电部分的锥轴套6与铜套7时，不需要拆卸轮轴2、前轴承4及轴承45等复杂的零件，仅需拆卸压块9及夹块10等小部分零件，就能更换导电的铜套7或锥轴套6，大大提高了维修效率；本装置中，轮轴2尾端的外锥面与锥轴套6的内锥面虽然为导电面，但其相互不旋转摩擦，相互旋转摩擦的是锥轴套6的外圆柱面和铜套7的内圆柱面，轮轴2与锥轴套6仅需初次安装研磨好，在使用过程中锥面不存在磨损，使导电性能稳定可靠；另外，由于将核心的摩擦导电部分移出到电极轮支座1外，电极轮支座1内的润滑系统与摩擦导电处的冷却系统即冷却水空间28可以隔离开，不存在两个系统相互串通的可能，减小了设备故障率。

另外，现有技术中的电极轮总成直接连接铜带8，结构相对复杂，又起到导电的作用，电极轮支架1一般采用黄铜铸件，成本高，而本装置中由于电极轮支座1不再起导电的作用，固其材料可以选用成本较低的铝合金材质，且其形状规则，不需要使用铸件，可在市场上购买定尺寸的坯料直接加工，材料和加工成本低。

且在现有技术中，轮轴2外锥面起到旋转摩擦导电的作用，固其材质选用的是导电性能好但成本高的铬锆铜，而本装置中，旋转摩擦导电的是锥轴套6，固仅需锥轴套6选用导电性能好成本高的铬锆铜，轮轴2仅需选用成本略低的紫铜即可，大幅度降低了制造成本，不仅使设备更具竞争力，更减小了用户后期的使用成本；本装置加工及装配简单，生产使用方便，显著提高了生产效率，降低了设备的成本和维护频率。