销轴修复自动补焊装置的研究与应用

销轴修复自动补焊装置的研究与应用
发布时间：2022-01-12T03:24:07.233Z 来源：《现代电信科技》2021年第13期作者：王宇韩冬暖赵迎[导读] 各种销轴磨损是目前机械设备使用中普遍存在的问题，特别是进口设备（如 VOLVO 装载机、挖掘机、叉车等）销轴价格较贵，且购买周期时间较长，如不购买就需要进行修复。

（锦州港股份有限公司锦州 121007）
摘要：装载机、挖掘机、抓斗等设备及工属具中的销轴在长时间运行后磨损严重，需要购买新的销轴更换，销轴价格贵，购买成本高，采买周期长，作业等待时间久等问题，严重影响作业生产。

采用人工补焊销轴的作业方式强度高，费时费力，且只能沿销轴轴线方向补焊，补焊面沿周向方向凹凸不平，整体质量不高，在后续车削补焊面过程中车刀极易断裂，难度加大。

通过销轴修复自动补焊装置的研究很好的解决了人工修补质量差、效率低、成本高等问题，提高了维修行业技术自动化的水平。

关键词：销轴；自动补焊；人工修复引言
各种销轴磨损是目前机械设备使用中普遍存在的问题，特别是进口设备（如 VOLVO 装载机、挖掘机、叉车等）销轴价格较贵，且购买周期时间较长，如不购买就需要进行修复。

人工修复后存在销轴表面金属高低不均，车床加工表面时震动较大，精度降低等问题，同时消除销轴手工修复后存在的安全隐患，研究设计了“销轴修复自动补焊装置”以解决相关存在的问题。

该装置自动化程度高，可降低作业强度，省时省力，且沿销轴外圆面螺旋线方向补焊，补焊面沿周向方向厚度均匀，提高补焊质量，在后续车削补焊面过程中车刀车削顺畅不易断裂，大大的降低了销轴修复难度。

1 技术解决方案
1.1 销轴修复自动补焊装置，其特殊之处在于：在机架上安装前后布置的电机和顶尖，所述电机的输出轴和顶尖同轴且前后正对，在电机的输出轴端安装夹座，所述顶尖前后可调，在电机一侧安装沿前后方向延伸的导轨，在导轨上安装前后移动的行走车，在行走车上安装焊枪夹具，所述焊枪夹具位于电机输出轴上方。

组装结构示意图见图 1、图 2。

1.2 在行走车上安装调节机构，所述焊枪夹具安装在调节结构上，便于调节焊枪的高度、横向位置、倾角和转角。

1.3 所述调节机构是由安装在行走车上的立杆、上下移动安装在立杆上的高度调节夹具、安装在高度调节夹具上且指向电机输出轴的横杆、左右移动安装在横杆上的横向调节夹具、上下转动安装在横向调节夹具上的倾角调节夹具、安装在倾角调节夹具上的竖直连接杆、水平转动安装在竖直连接杆上的转角调节夹具、水平安装在转角调节夹具上的水平连接杆构成，所述焊枪夹具安装在水平连接杆上。

1.4 在机架上安装沿前后方向延伸的滑道，所述顶尖滑动安装在所述滑道上，且在顶尖上安装定位螺钉。

1.5 在机架上安装起升器，所述导轨安装在起升器上。

1.6 在电机的输出轴与夹座之间连接隔热联轴器，防止补焊过程中产生的高温烧坏电机。

1.7 采用电机和行走车驱动，补焊全程自动化程度高，降低了作业强度，省时省力。

电机驱动夹持在夹座与顶尖之间的销轴周向转动，行走车驱动焊枪沿销轴外圆面轴向方向移动，在周向转动的销轴和轴向移动的焊枪共同作用下，使焊枪沿销轴外圆面螺旋线方向补焊，补焊面沿周向方向厚度均匀，提高了补焊质量，在后续车削补焊面过程中车刀车削顺畅不易断裂，大大的降低了销轴修复难度，焊丝选择正确，可保证原轴的强度和表面硬度。

图 1 组装结构示意图
图中：1-机架， 2-电机，3-顶尖， 4-隔热联轴器， 5-夹座，6- 滑道， 7-定位螺钉， 8-剪叉式起升器， 9-导轨， 10-行走车， 11-立杆，12-高度调节夹具， 13-横杆， 14- 横向调节夹具， 15-倾角调节夹具， 16-竖直连接杆，17-转角调节夹具， 18-水平连接杆， 19-焊枪夹具。

2 补焊步骤
2.1 将销轴夹持在夹座和顶尖之间，销轴与电机的输出轴及顶尖同轴。

2.2 将焊枪固定安装在焊枪夹具，调节行走车数初始位置，使焊枪指向销轴前端。

2.3 调节行走车行走速度 2.5-6mm/min，调节电机转速 0.5-1 转 /min（根据不同工件的直径大小调整）。

2.4 调节焊机电流 165-178A、调节焊机电压 24.1-24.7V、调节焊机保护气体流量 12-15L/min。

2.5 启动行走车、电机和焊机，对销轴外圆面沿螺旋线放线补焊。

焊枪固定安装在焊枪夹具后，通过调节机构调解焊枪高度、横向位置、倾角和转角，达到最佳焊接质量。

3 具体实施方式
如图 1、图 2 所示，销轴修复自动补焊装置，包括机架 1，在机架 1 上安装前后布置的电机 2 和顶尖 3，所述电机 2 的输出轴和顶尖 3同轴且前后正对，在电机 2 的输出轴端通过隔热联轴器 4 安装夹座 5，在机架 1 上安装沿前后方向延伸的滑道 6，所述顶尖 3 滑动安装在所述滑道 6 上，且在顶尖 3 上安装定位螺钉 7，在电机 2 一侧安装起升器 8，在起升器 8 上沿前后方向延伸的导轨 9，在导轨 9 上安装前后移动的行走车 10，在行走车 10 上安装调节机构，所述调节机构是由安装在行走车 10 上的立杆 11、上下移动安装在立杆 11 上的高度调节夹具， 12、安装在高度调节夹具 12 上且指向电机 2 输出轴的横杆 13、左右移动安装在横杆 13 上的横向调节夹具 14、上下转动安装在横向调节夹具 14 上的倾角调节夹具 15、安装在倾角调节夹具 15 上的竖直连接杆 16、水平转动安装在竖直连接杆 16 上的转角调节夹具 17、水平安装在转角调节夹具 17 上的水平连接杆 18 构成，在水平连接杆 18 上安装焊枪夹具 19。

以直径∮100mm 的轴为例，自动焊接参数如下：
3.1 将销轴夹持在夹座 5 和顶尖 3 之间，销轴与电机 2 的输出轴及顶尖 3 同轴。

3.2 将焊枪固定安装在焊枪夹具 19，通过调节机构调解焊枪高度、横向位置、倾角和转角，调节行走车 10 数初始位置，使焊枪指
向销轴前端。

3.3 调节行走车 10 行走速度 5.5mm/min，调节电机 2 转速 1 转/min。

3.4 调节焊机电流 175A、调节焊机电压 2
4.5V、调节焊机保护气
体流量 13L/min。

3.5 启动行走车 10、电机 2 和焊机，对销轴外圆面沿螺旋线放
线补焊。

4 人工焊接修复与自动焊接修复对比
人工焊接修复与自动焊接修复对比见图 3、图 4
图 3 销轴修复后对比图 a
5 结语
5.1 “销轴修复自动补焊装置”适用于行业内进口、国产机械设备或工属具（抓斗）等绞点销轴磨损的修复，修复直径范围在∮ 60mm--∮260mm 之间。

5.2 以港口抓斗大修中销轴磨损修复加工为例，根据实际维修数据对比，自动补焊修复是人工作业的 3 倍，很大程度上缩短了维修周期，大幅提高了维修标准化作业质量。

5.3 人工修复的销轴表面金属高度不均，在车床加工表面时形成断屑加工现象，造成车床主轴颤动加剧，致使主轴间隙加大，车床加工精度降低。

“销轴修复自动补焊装置”修复的销轴表面光滑，焊纹均整，车床加工表面为连续切屑现象，良好的保持车床加工精度。

5.4 修复后的销轴基本保持了原轴材质在抗弯、抗剪、抗扭等强度指标上的性能不变，在实际应用中效果良好。

所以从工作效率、维修质量、维修工艺对比人工修复均提升数倍以上，极大的降低了维修时间与维修费用成本，在行业间具有较大的技术推广和实用价值。