一种内孔热喷涂装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种内孔热喷涂装置及方法，首先对管件内壁进行喷砂除锈及粗化处理；接着，将管件固定在夹头A之间，开启电机使丝杠、齿轮组及转轴同时工作，使得喷枪支架沿管件中轴线方向向旋转夹紧装置一侧运动；当前端端子的倾斜段的端口对准管件远离夹头A的一端时开启涂料喷嘴，当前端端子运动至夹头A一端时，第一层喷涂完成；最后，采用同种方法并利用内孔热喷涂装置对管件内壁进行打底层喷涂。本发明的优点在于：内孔热喷涂装置的涂料喷嘴的空间利用率小，可对口径较小的管件内壁进行喷涂，结构设计合理；同时连接处采用机械连接，可自由拆卸，结构简单，成本低廉，解决现有热喷涂技术在内孔表面喷涂的问题。
【专利说明】
一种内孔热喷涂装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及表面工程领域，特别涉及一种内孔热喷涂装置及方法。
【背景技术】
[0002]热喷涂技术是一种将熔融状态的喷涂材料通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形成喷涂层，来制备金属基陶瓷涂层的一种方法。20世纪早期出现，由瑞士的M.U.Schoop博士在1910年最先完成其喷涂装置。该技术具有喷涂基体和喷涂材料很广泛，不受限制；喷涂对象可以是复杂零件，不受零件形状的限制；操作简单方便，能够对基体的耐磨性、硬度和导热等性能有较好的改善效果，且不会引起基体较大的应力变形等优点。因此在表面工程领域具有重要地位，主要用于零件的强化和修复。众所周知，热喷涂喷枪上连接有较多的输入管，导致整个枪体需要较大的操作空间，使口径较小的管内壁因喷枪角度的和深入的问题而难以喷涂，或者无法喷涂，最终导致零件的综合性能难以提升，影响其使用寿命。因此急需研制一种空间利用率小、喷涂方便且提高零件使用寿命的内孔热喷涂装置及方法，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种空间利用率小、喷涂方便且提高零件使用寿命的内孔热喷涂装置及方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种内孔热喷涂装置，其创新点在于:包括工作台、设置在工作台上方的旋转夹紧装置及进给装置；
所述工作台上端面沿长轴方向具有一滑轨，内部侧边安装一电机，所述电机端部连接一沿工作台长轴方向设置的丝杠；
所述旋转夹紧装置设置在工作台上方远离电机的一侧，主要包括箱体、设置在箱体端部的转轴及夹头A;所述箱体内安装一具有输入端和输出端的齿轮组，所述输入端与丝杠远离电机的一端连接，输出端与转轴端部连接；
所述进给装置包括喷枪支架、设置在喷枪支架端部的喷枪本体、与喷枪本体连接的导流管及前端端子;所述喷枪支架设置在滑轨上，下端固定一与丝杠螺纹连接的滑杆，侧壁上安装一夹头B;所述喷枪本体固定在夹头B上，侧边具有一涂料喷嘴，所述涂料喷嘴沿水平方向设置，中轴线与转轴的中轴线重合;所述导流管嵌套配合在涂料喷嘴端部，远离涂料喷嘴的一侧与前端端子固定连接。
[0005]进一步的，所述前端端子具有单向通道，主要包括与导流管连接的水平段及远离导流管一端的倾斜段;所述水平段下端具有一通孔，所述通孔侧壁呈倾斜状，中轴线与倾斜段的中轴线重合，该通孔内插接配合一高压气流喷嘴。
[0006]进一步的，所述前端端子的倾斜段的下端连接一集料箱。
[0007]进一步的，所述前端端子的倾斜段的倾斜角度为O°?90 °。
[0008]进一步的，所述前端端子具有双向通道，主要包括与导流管连接的主管及倾斜设置在主管端部的两个支管，该前端端子沿竖直方向的截面呈Y型，内部具有一截面呈Y型的空腔。
[0009]进一步的，所述支管之间的夹角为0°?120°，并处在同一平面内。
[0010]本发明基于一种内孔热喷涂装置，公开了一种内孔热喷涂方法，其创新点在于:所述喷涂方法具体如下:
(1)首先，选取待加工管件，并对管件内壁进行喷砂除锈及粗化处理；
(2)接着，将管件一端放置在旋转夹紧装置的夹头A之间，并锁紧固定，同时保证管件中轴线呈水平状；
(3 )开启电机使丝杠、齿轮组及转轴同时工作，使得喷枪支架沿管件中轴线方向向旋转夹紧装置一侧运动；
(4)当如端端子端部对准官件远尚夹头A的一端时，开启涂料嗔嘴，使涂料粒子以300?400m/s的速度从前端端子处流向管件侧壁处，当前端端子运动至夹头A—端时，第一层喷涂完成;
(5)最后，采用同种方法并利用内孔热喷涂装置对管件内壁进行打底层喷涂。
[0011]进一步的，所述步骤(I)中的管件直径大于0.2m，步骤(3)中的丝杠的进给速度为2m/min，转轴的转速为300r/min。
[0012]进一步的，所述步骤(4)中选用具有单向通道的前端端子，并控制涂料喷嘴的气流速度为200?400m/s，高压气流喷嘴的气流速度为400?600m/s。
[0013]进一步的，所述步骤(4)中选用具有双向通道的前端端子，并控制涂料喷嘴的气流速度为600?800m/s。
[0014]本发明的优点在于:
(I)内孔热喷涂装置的涂料喷嘴的空间利用率小，可对口径较小的管件内壁进行喷涂，结构设计合理；同时连接处采用机械连接，可自由拆卸，结构简单，成本低廉，解决现有热喷涂技术在内孔表面喷涂的问题。
[0015](2)装置中的前端端子共有两种构成形式，分别为具有单向通道的单向通道和具有双向通道的双向通道，两者使用均能有效满足喷涂质量，结构设计灵活。
[0016](3)在具有单向通道的前端端子下端设置一集料箱，当涂料喷出时，会有部分涂料落在前端端子处，长期堆积就会影响装置正常工作，通过增设集料箱，能使多余的涂料落入其中。
[0017](4)内孔热喷涂方法可实现连续喷涂，也可进行断续特定位置喷涂，同时可根据不同的工件长度调整导流管的长度，短管可以选择一侧性喷涂，长管可以将管分为两段，分别从两边孔内进行喷涂，能够喷涂不同长度的管件，并且跟不同的直径管调整喷枪的火焰，或高压气体的压力和流速，从而改变涂料粒子的流速，提高喷涂的质量。
【附图说明】
[0018]图1为本发明一种内孔热喷涂装置的实施例1的结构示意图。
[0019]图2为本发明一种内孔热喷涂装置的实施例1的进给装置的结构示意图。
[0020]图3为本发明一种内孔热喷涂装置的实施例2的结构示意图。
[0021]图4为本发明一种内孔热喷涂装置的实施例2的进给装置的结构示意图。
[0022]图5为本发明一种内孔热喷涂装置的实施例2的前端端子的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
如图1和图2所示，本发明公开了一种内孔热喷涂装置，包括工作台1、设置在工作台I上方的旋转夹紧装置及进给装置。
[0024]工作台I上端面沿长轴方向具有一滑轨2，内部侧边安装一电机3，电机3端部连接一沿工作台I长轴方向设置的丝杠4。
[0025]旋转夹紧装置设置在工作台I上方远离电机3的一侧，主要包括箱体6、设置在箱体6端部的转轴9及夹头A10;箱体6内安装一具有输入端7和输出端8的齿轮组5，输入端7与丝杠4远离电机3的一端连接，输出端8与转轴9端部连接。
[0026]进给装置包括喷枪支架11、设置在喷枪支架11端部的喷枪本体14、与喷枪本体14连接的导流管16及前端端子17;喷枪支架11设置在滑轨2上，下端固定一与丝杠4螺纹连接的滑杆12，侧壁上安装一夹头B13;喷枪本体14固定在夹头B13上，侧边具有一涂料喷嘴15，涂料喷嘴15沿水平方向设置，中轴线与转轴9的中轴线重合;导流管16嵌套配合在涂料喷嘴15端部，远离涂料喷嘴15的一侧与前端端子17固定连接;前端端子17具有单向通道，主要包括与导流管16连接的水平段19及远离导流管16—端的倾斜段20;水平段19下端具有一通孔22，通孔22侧壁呈倾斜状，中轴线与倾斜段20的中轴线重合，该通孔22内插接配合一高压气流喷嘴18;倾斜段20的倾斜角度为O °?90 °，下端连接一集料箱21。
[0027]本发明还公开了一种内孔热喷涂方法，该喷涂方法具体如下:
(1)首先，选取直径大于0.2m的待加工管件，并对管件内壁进行喷砂除锈及粗化处理；
(2)接着，将管件一端放置在旋转夹紧装置的夹头AlO之间，并锁紧固定，同时保证管件中轴线呈水平状；
(3)开启电机3使丝杠4、齿轮组5及转轴9同时工作，并设置丝杠4的进给速度为2m/min，转轴9的转速为300r/min，使得喷枪支架11以2m/min的速度沿管件中轴线方向向旋转夹紧装置一侧运动；
(4)当前端端子17端部对准管件远离夹头AlO的一端时，开启涂料喷嘴15及高压气流喷嘴18，并设置涂料喷嘴15的气流速度为200?400m/s，高压气流喷嘴18的气流速度为400?600m/s，使涂料粒子以300?400m/s的速度从前端端子17处流向管件侧壁处，当前端端子17运动至夹头AlO—端时，弟一层嗔涂完成；
(5)最后，采用同种方法并利用内孔热喷涂装置对管件内壁进行打底层喷涂。
[0028]实施例2
如图3、图4和图5所示，本发明公开了一种内孔热喷涂装置，包括工作台1、设置在工作台I上方的旋转夹紧装置及进给装置。
[0029]工作台I上端面沿长轴方向具有一滑轨2，内部侧边安装一电机3，电机3端部连接一沿工作台I长轴方向设置的丝杠4。
[0030]旋转夹紧装置设置在工作台I上方远离电机3的一侧，主要包括箱体6、设置在箱体6端部的转轴9及夹头A10;箱体6内安装一具有输入端7和输出端8的齿轮组5，输入端7与丝杠4远离电机3的一端连接，输出端8与转轴9端部连接。
[0031]进给装置包括喷枪支架11、设置在喷枪支架11端部的喷枪本体14、与喷枪本体14连接的导流管16及前端端子17;喷枪支架11设置在滑轨2上，下端固定一与丝杠4螺纹连接的滑杆12，侧壁上安装一夹头B13;喷枪本体14固定在夹头B13上，侧边具有一涂料喷嘴15，涂料喷嘴15沿水平方向设置，中轴线与转轴9的中轴线重合;导流管16嵌套配合在涂料喷嘴15端部，远离涂料喷嘴15的一侧与前端端子17固定连接;前端端子17具有双向通道，主要包括与导流管16连接的主管23及倾斜设置在主管23端部的两个支管24，该前端端子17沿竖直方向的截面呈Y型，内部具有一截面呈Y型的空腔25;支管24之间的夹角为0°?120°，并处在同一平面内。
[0032]本发明还公开了一种内孔热喷涂方法，该喷涂方法具体如下:
(1)首先，选取直径大于0.2m的待加工管件，并对管件内壁进行喷砂除锈及粗化处理；
(2)接着，将管件一端放置在旋转夹紧装置的夹头AlO之间，并锁紧固定，同时保证管件中轴线呈水平状；
(3)开启电机3使丝杠4、齿轮组5及转轴9同时工作，并设置丝杠4的进给速度为2m/min，转轴9的转速为300r/min，使得喷枪支架11以2m/min的速度沿管件中轴线方向向旋转夹紧装置一侧运动；
(4)当前端端子17端部对准管件远离夹头AlO的一端时，开启涂料喷嘴15，并设置涂料喷嘴15的气流速度为600?800m/s，使涂料粒子以300?400m/s的速度从前端端子17处流向管件侧壁处，当前端端子17运动至夹头AlO—端时，第一层喷涂完成；
(5)最后，采用同种方法并利用内孔热喷涂装置对管件内壁进行打底层喷涂。
[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种内孔热喷涂装置，其特征在于:包括工作台、设置在工作台上方的旋转夹紧装置及进给装置； 所述工作台上端面沿长轴方向具有一滑轨，内部侧边安装一电机，所述电机端部连接一沿工作台长轴方向设置的丝杠； 所述旋转夹紧装置设置在工作台上方远离电机的一侧，主要包括箱体、设置在箱体端部的转轴及夹头A;所述箱体内安装一具有输入端和输出端的齿轮组，所述输入端与丝杠远离电机的一端连接，输出端与转轴端部连接； 所述进给装置包括喷枪支架、设置在喷枪支架端部的喷枪本体、与喷枪本体连接的导流管及前端端子;所述喷枪支架设置在滑轨上，下端固定一与丝杠螺纹连接的滑杆，侧壁上安装一夹头B;所述喷枪本体固定在夹头B上，侧边具有一涂料喷嘴，所述涂料喷嘴沿水平方向设置，中轴线与转轴的中轴线重合;所述导流管嵌套配合在涂料喷嘴端部，远离涂料喷嘴的一侧与前端端子固定连接。2.根据权利要求1所述的一种内孔热喷涂装置，其特征在于:所述前端端子具有单向通道，主要包括与导流管连接的水平段及远离导流管一端的倾斜段;所述水平段下端具有一通孔，所述通孔侧壁呈倾斜状，中轴线与倾斜段的中轴线重合，该通孔内插接配合一高压气流喷嘴。3.根据权利要求2所述的一种内孔热喷涂装置，其特征在于:所述前端端子的倾斜段的下端连接一集料箱。4.根据权利要求2所述的一种内孔热喷涂装置，其特征在于:所述前端端子的倾斜段的倾斜角度为O °?90 °。5.根据权利要求1所述的一种内孔热喷涂装置，其特征在于:所述前端端子具有双向通道，主要包括与导流管连接的主管及倾斜设置在主管端部的两个支管，该前端端子沿竖直方向的截面呈Y型，内部具有一截面呈Y型的空腔。6.根据权利要求5所述的一种内孔热喷涂装置，其特征在于:所述支管之间的夹角为0°?120°，并处在同一平面内。7.—种基于权利要求1所述的一种内孔热喷涂方法，其特征在于:所述喷涂方法具体如下: 首先，选取待加工管件，并对管件内壁进行喷砂除锈及粗化处理； 接着，将管件一端放置在旋转夹紧装置的夹头A之间，并锁紧固定，同时保证管件中轴线呈水平状； 开启电机使丝杠、齿轮组及转轴同时工作，使得喷枪支架沿管件中轴线方向向旋转夹紧装置一侧运动； 当如端端子端部对准官件远尚夹头A的一端时，开启涂料嗔嘴，使涂料粒子以300?400m/s的速度从前端端子处流向管件侧壁处，当前端端子运动至夹头A—端时，第一层喷涂完成; 最后，采用同种方法并利用内孔热喷涂装置对管件内壁进行打底层喷涂。8.根据权利要求7所述的一种内孔热喷涂方法，其特征在于:所述步骤(I)中的管件直径大于0.2!11，步骤(3)中的丝杠的进给速度为21]1/1]1；[11，转轴的转速为30017/1]1；[11。9.根据权利要求7所述的一种内孔热喷涂方法，其特征在于:所述步骤(4)中选用具有单向通道的前端端子，并控制涂料喷嘴的气流速度为200?400m/s，高压气流喷嘴的气流速度为400 ?600m/s。10.根据权利要求7所述的一种内孔热喷涂方法，其特征在于:所述步骤(4)中选用具有双向通道的前端端子，并控制涂料喷嘴的气流速度为600?800m/s。
【文档编号】B05B13/06GK105834043SQ201610219708
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】倪红军, 魏金栋, 朱昱, 孙书刚, 张宇, 汪兴兴, 吕帅帅, 黄明宇, 李小武
【申请人】南通大学