本實用新型涉及金屬零件表面堆焊改性設(shè)備，尤其是指一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備。

背景技術(shù)：

應用在水泥行業(yè)的立磨、以及應用在水泥行業(yè)和火力發(fā)電廠的煤磨等大型輥壓破碎設(shè)備，已經(jīng)得到了十分普及的應用。水泥行業(yè)新建的懸窯生產(chǎn)線上，立磨是位于大型破碎機之后，進一步針對礦石二次破碎的必要設(shè)備，而在水泥行業(yè)或火力發(fā)電廠中，采用煤炭作為能源，為了使得煤炭充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化效率，煤磨是不可缺少的必要設(shè)備之一。

不論是立磨還是煤磨，其重要的組成部件之一：磨輥，都會在長期使用之后，產(chǎn)生嚴重的磨損。磨損會造成立磨或者煤磨的使用效率下降，在定期檢修的時間里，必須針對磨輥進行維修。

從磨輥的結(jié)構(gòu)上看，整體為中空的柱體，底部為較大的圓環(huán)狀，頂部為相對較小的圓環(huán)狀，頂端的圓環(huán)狀表面設(shè)置3個用于吊裝的螺孔。從側(cè)面觀察近似梯形，如果對磨輥的外表面平面展開，可以得到一個扇面的形狀。磨輥的磨損位置是在外表面的扇面部分，以及頂部圓環(huán)部分，磨損嚴重時，除了扇面表面，頂端的圓環(huán)狀表面與扇面的交匯部都會出現(xiàn)磨損，造成角度不同的斜坡式磨損面。同時，用于吊裝的螺孔因為磨損，無法保證安全使用。

以大型火力發(fā)電廠60萬機組磨煤機磨輥為例。在使用過程中端面（相當于上述的頂部圓環(huán)狀表面）磨損嚴重，吊裝孔磨損更加嚴重，不能滿足吊裝安全要求，需要補焊，重新加工吊裝孔。

目前市場上的自動堆焊設(shè)備，可以滿足對磨輥的耐磨層（相當于外表面的扇面）進行堆焊維修，然而，實際使用中遇到了新的問題：

對磨輥的耐磨層使用自動堆焊機進行堆焊，根據(jù)工藝的需要，必須采用耐磨材料焊接，焊接后硬度達到58--65HRC,表面硬度極高。如果前述的斜坡式磨損面也同樣使用耐磨材料進行自動堆焊，這就為磨輥端面的螺孔的機械加工帶來了困難。

通常的解決方法是：除了針對磨輥的耐磨層進行自動堆焊之外，還需要采用人工方式，使用CO₂氣體保護焊針對前述的斜坡式磨損面進行堆焊。

然而，使用人工CO2氣體保護焊進行堆焊，人工費用高，焊接質(zhì)量差，效率也不高，有時還不能滿足現(xiàn)場用輥需要，且長期焊接人員易疲勞，職業(yè)病危害也尤為突出。

所以，如果能夠提供一種針對磨輥的專用的自動堆焊設(shè)備，就能夠避免使用自動堆焊機和耐磨材料焊接的條件下，焊接后的硬度極高而不能加工；同時能夠避免使用CO2氣體保護焊的條件下，人工費用高、低效率及焊接質(zhì)量差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備。利用了兩種焊接機構(gòu)而分別針對磨輥的耐磨層和端面進行補焊，同時利用PLC控制器實現(xiàn)了自動化控制。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備，包括用于支撐和旋轉(zhuǎn)磨輥的平臺、用于定位的支架、焊接機構(gòu)Ⅰ、焊接機構(gòu)Ⅱ和控制箱；所述焊接機構(gòu)Ⅰ是能夠采用耐磨材料焊接的埋弧焊焊接機構(gòu)； 所述焊接機構(gòu)Ⅱ是能夠采用普通材料焊接的CO₂氣體保護焊焊接機構(gòu)；所述焊接機構(gòu)Ⅰ和焊接機構(gòu)Ⅱ活動連接在支架上，所述支架活動設(shè)置在平臺的頂部上方。

所述平臺包括軸承、旋轉(zhuǎn)卡盤、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)卡盤頂部的卡具、用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)卡盤的電機、與電機配合使用的減速機、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)卡盤底部的中軸、中軸與減速機之間配合使用的齒圈、以及底座；所述減速機和電機固定設(shè)置在底座上，所述中軸通過軸承活動連接在底座上。

所述支架為十字滑架，包括垂直于地面的立柱、固定設(shè)置在立柱側(cè)面上與地面垂直的縱向齒條、與地面平行的橫向尺條、連接并控制縱向齒條與橫向尺條的齒輪機構(gòu)。

所述焊接機構(gòu)Ⅰ包括焊槍Ⅰ、送絲機Ⅰ、正極電纜Ⅰ和冷卻水裝置Ⅰ；所述焊槍Ⅰ活動連接在送絲機Ⅰ的底部，所述正極電纜Ⅰ活動連接在焊槍Ⅰ上，所述冷卻水裝置Ⅰ活動連接在焊槍Ⅰ上；所述焊接機構(gòu)Ⅱ包括CO₂氣體保護焊的焊槍Ⅱ、與焊槍Ⅱ配合使用的開關(guān)、CO₂氣體保護焊的送絲機Ⅱ、正極電纜Ⅱ、送氣管和氣源；所述焊槍Ⅱ與送氣管的一端活動連接，送氣管的另一端與送絲機Ⅱ活動連接，正極電纜Ⅱ活動連接在開關(guān)上，開關(guān)設(shè)置在焊槍Ⅱ的中部，所述氣源通過管路與送絲機Ⅱ活動連接；所述送絲機Ⅰ與焊槍Ⅱ水平并列活動連接在支架的橫向尺條的一端上。

所述控制箱包含PLC控制器，控制箱用于控制磨輥的自動堆焊動作。

所述平臺還包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)平臺、軸心在同一直線上的2個水平轉(zhuǎn)軸、2個立柱、驅(qū)動電機、與驅(qū)動電機配合使用的減速機以及基座；所述翻轉(zhuǎn)平臺通過軸承支撐旋轉(zhuǎn)卡盤，翻轉(zhuǎn)平臺的兩端分別與水平轉(zhuǎn)軸固定連接，水平轉(zhuǎn)軸通過軸承分別與立柱的頂端活動連接，水平轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)面與減速機活動連接，減速機和驅(qū)動電機固定設(shè)置在對應的立柱的側(cè)面，立柱與基座固定連接。

增設(shè)一個用于固定焊接機構(gòu)Ⅱ的支架Ⅰ，所述支架Ⅰ與支架的結(jié)構(gòu)相同，支架Ⅰ與支架設(shè)置在平臺相對的兩端。

支架Ⅰ的尺寸小于支架的尺寸，支架Ⅰ與送絲機Ⅰ水平并列活動連接在支架的橫向尺條的一端上。

本實用新型具有以下有益效果：

1，磨輥在本實用新型提供的自動堆焊設(shè)備上，可以一次性完成堆焊工作。

2，采用自動控制，大大降低了人工作業(yè)、減少加工時間，保證加工質(zhì)量。

3，磨輥使用壽命提高3—4倍，吊裝孔可在補焊之后換位加工，安全可靠性明顯提高。

4，端面焊接質(zhì)量好，工藝穩(wěn)定，人工費用低，工作效率高，職業(yè)病危害輕。

5，設(shè)備簡單、可靠，易于制造、使用和推廣。

附圖說明

圖1是立磨或煤磨的磨輥示意圖。

圖2是立磨或煤磨的磨輥端面磨損的示意圖。

圖3是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的平臺示意圖。

圖4是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的支架示意圖。

圖5是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的整體示意圖。

圖6是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖。

圖7a、7b是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的支架Ⅰ的方案A示意圖。

圖8是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的支架Ⅰ的方案B示意圖。

圖9是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的焊接機構(gòu)Ⅰ的示意圖。

圖10是一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備的焊接機構(gòu)Ⅱ的示意圖。

其中：1、平臺，2、支架，3、焊接機構(gòu)Ⅰ，4、焊接機構(gòu)Ⅱ，5、控制箱，6、支架Ⅰ，9、磨輥，10、軸承，11、旋轉(zhuǎn)卡盤，12、卡具，13、電機，14、減速機，15、中軸，16、齒圈，17、底座，18、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，21、立柱，22、縱向齒條，23、橫向尺條，24、齒輪機構(gòu)，31、焊槍Ⅰ，32、送絲機Ⅰ，33、正極電纜Ⅰ，34、冷卻水裝置，41、焊槍Ⅱ，42、開關(guān)，43、送絲機Ⅱ，44、正極電纜Ⅱ，45、送氣管，46、氣源，181、翻轉(zhuǎn)平臺，182、水平轉(zhuǎn)軸，183、立柱，184、驅(qū)動電機，185、減速機，186、基座，91、磨輥的耐磨層，92、磨輥需要修補的端面，93、磨輥端面上的螺孔，94、磨輥端面磨損后需要修補的螺孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對實用新型進行詳細說明。

實施例1：

如圖1、2、5所示，一種用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備，包括用于支撐和旋轉(zhuǎn)磨輥的平臺、用于定位的支架、焊接機構(gòu)Ⅰ、焊接機構(gòu)Ⅱ和控制箱；焊接機構(gòu)Ⅰ是能夠采用耐磨材料焊接的埋弧焊焊接機構(gòu)；焊接機構(gòu)Ⅱ是能夠采用普通材料焊接的CO₂氣體保護焊焊接機構(gòu)；所述焊接機構(gòu)Ⅰ和焊接機構(gòu)Ⅱ活動連接在支架上，所述支架活動設(shè)置在平臺的頂部上方。

上述方案中，控制箱包含單片機或PLC控制器，可以提前設(shè)置好程序及參數(shù)。

所述平臺能夠轉(zhuǎn)動，是通過電動或者氣動裝置實現(xiàn)的；所述支架能夠定位，是通過齒輪機構(gòu)配合電機或者液壓機構(gòu)實現(xiàn)的。

使用中，將磨輥吊裝在平臺上固定，將支架移動到磨輥的頂部上方，焊接機構(gòu)的焊槍對準需要補焊的部位。其中，焊接機構(gòu)Ⅰ針對磨輥的耐磨層、焊接機構(gòu)Ⅱ針對磨輥的端面。根據(jù)單片機或PLC控制器的預先設(shè)置程序，選取焊接的起點，起點通常設(shè)置在耐磨層的下部；之后啟動旋轉(zhuǎn)裝置，平臺以均勻的速度轉(zhuǎn)動；選取第一圈的轉(zhuǎn)動時間和補焊的終點；通過控制箱的面板設(shè)置好基礎(chǔ)的焊接時間，其余的焊接時間根據(jù)程序自動計算獲取。受到單片機或PLC控制器的作用，支架受到調(diào)整，使得焊接裝置自動移動到緊鄰的下一圈，繼續(xù)堆焊。

針對磨輥的耐磨層或端面，可以分別單獨采用上述的使用方式，也可以通過程序設(shè)置進行連續(xù)堆焊作業(yè)。

采用連續(xù)堆焊作業(yè)，針對端面的堆焊作業(yè)首先進行，之后再進行針對耐磨層的堆焊作業(yè)。這樣可以避免下述的情況發(fā)生：針對耐磨層的堆焊作業(yè)采用的是耐磨材料，硬度高，而磨輥端面的磨損程度不同，造成的斜坡式磨損面的大小不同。如果在堆焊作業(yè)過程中，遇到端面磨損程度相對較大，預先設(shè)置的程序中正常堆焊作業(yè)的情況下，可能會造成耐磨材料對端面進行了堆焊，這就導致端面上的螺孔無法進行機械加工的情況發(fā)生。

實施例2：

如圖1、2、3所示，本實施例針對平臺在磨輥自動堆焊設(shè)備上的實際應用，提出一種優(yōu)選的方案如下：

在前述實施例1的基礎(chǔ)上，平臺的優(yōu)選方案是：

平臺包括軸承、旋轉(zhuǎn)卡盤、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)卡盤頂部的卡具、用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)卡盤的電機、與電機配合使用的減速機、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)卡盤底部的中軸、中軸與減速機之間配合使用的齒圈、以及底座；所述減速機和電機固定設(shè)置在底座上，所述中軸通過軸承活動連接在底座上。

使用中，電機受到控制箱的控制啟動，電機驅(qū)動減速機工作。減速機的輸出齒輪與設(shè)置在中軸上的齒圈連接，減速機驅(qū)動中軸轉(zhuǎn)動。中軸與旋轉(zhuǎn)卡盤連接，中軸帶動旋轉(zhuǎn)卡盤進行轉(zhuǎn)動，為了避免旋轉(zhuǎn)卡盤與其他機械部件的直接摩擦，通過設(shè)置軸承來降低摩擦系數(shù)，提高工作效率。

實施例3：

如圖4所示，本實施例針對支架在磨輥自動堆焊設(shè)備上的實際應用，提出一種優(yōu)選的方案如下：

在前述的兩個實施例基礎(chǔ)上，支架的優(yōu)選方案是：

所述支架為十字滑架，包括垂直于地面的立柱、固定設(shè)置在立柱側(cè)面上與地面垂直的縱向齒條、與地面平行的橫向尺條、連接并控制縱向齒條與橫向尺條的齒輪機構(gòu)。

采用十字滑架，可以在縱、橫兩個方向上調(diào)整焊接機構(gòu)。立柱用于支撐十字滑架，包括十字滑架上的焊接機構(gòu)。固定設(shè)置的縱向齒條能夠調(diào)整焊接機構(gòu)的高度；活動設(shè)置的橫向齒條能夠調(diào)整焊接機構(gòu)的水平位置。十字滑架可以采用電機驅(qū)動，也可以采用液壓驅(qū)動。橫向齒條可以設(shè)置為中空的條狀，其內(nèi)部的空間用來放置冷卻水管線和電纜。

實施例4：

如圖9、10所示，本實施例針對焊接機構(gòu)的選取，提出了一種優(yōu)選的方案如下：

在前述的三個實施例基礎(chǔ)上，焊接機構(gòu)的優(yōu)選方案是：

焊接機構(gòu)Ⅰ包括焊槍Ⅰ、送絲機Ⅰ、正極電纜Ⅰ和冷卻水裝置Ⅰ；所述焊槍Ⅰ活動連接在送絲機Ⅰ的底部，所述正極電纜Ⅰ活動連接在焊槍Ⅰ上，所述冷卻水裝置Ⅰ活動連接在焊槍Ⅰ上；所述焊接機構(gòu)Ⅱ包括CO₂氣體保護焊的焊槍Ⅱ、與焊槍Ⅱ配合使用的開關(guān)、CO₂氣體保護焊的送絲機Ⅱ、正極電纜Ⅱ、送氣管和氣源；所述焊槍Ⅱ與送氣管的一端活動連接，送氣管的另一端與送絲機Ⅱ活動連接，正極電纜Ⅱ活動連接在開關(guān)上，開關(guān)設(shè)置在焊槍Ⅱ的中部，所述氣源通過管路與送絲機Ⅱ活動連接；所述送絲機Ⅰ與焊槍Ⅱ水平并列活動連接在支架的橫向尺條的一端上。

將送絲機Ⅰ與焊槍Ⅱ水平并列，實際上是讓焊槍Ⅰ和焊槍Ⅱ水平并列共同安裝在橫向尺條的一端，這樣通過十字滑架的微小動作就能夠切換焊槍對磨輥的耐磨層或端面進行補焊。

實施例5：

如圖6所示，本實施例為了方便磨輥的吊裝和固定，提出一種優(yōu)選的方案如下：

在前述的四個實施例基礎(chǔ)上，優(yōu)選的方案是：

平臺還包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)平臺、軸心在同一直線上的2個水平轉(zhuǎn)軸、2個立柱、驅(qū)動電機、與驅(qū)動電機配合使用的減速機以及基座；所述翻轉(zhuǎn)平臺通過軸承支撐旋轉(zhuǎn)卡盤，翻轉(zhuǎn)平臺的兩端分別與水平轉(zhuǎn)軸固定連接，水平轉(zhuǎn)軸通過軸承分別與立柱的頂端活動連接，水平轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)面與減速機活動連接，減速機和驅(qū)動電機固定設(shè)置在對應的立柱的側(cè)面，立柱與基座固定連接。

磨輥在端面上的吊裝螺孔受損的情況下，可以使用吊帶或鋼絲繩進行吊裝，這樣一來，磨輥在吊裝過程中，磨輥的端面就變成了垂直于地面的狀態(tài)。如果正常安裝，需要用簡單工具或者直接用手推動磨輥，容易造成危險，同時磨輥的端面由垂直狀態(tài)變成水平狀態(tài)之后，收到磨輥的壓力或卡具與磨輥之間的擠壓，容易發(fā)生吊帶或鋼絲繩不容易取下的情況。因此，為了避免危險，以及減少操作時間，直接將磨輥安裝固定在平臺上就產(chǎn)生了困難。

通過上述的翻轉(zhuǎn)平臺，使得平臺首先翻轉(zhuǎn)，變成垂直于地面的狀態(tài)，這樣一來，可以直接將端面處于垂直狀態(tài)的磨輥，通過水平方向的移動安裝到平臺上，即磨輥套在旋轉(zhuǎn)卡盤的卡具上?？梢则?qū)動電機轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)卡盤，將吊帶或鋼絲繩的位置剛好處于卡具的空隙之處，此時完成卡具對磨輥的固定，吊帶或鋼絲繩能夠很容易的取下。另外，也避免了用簡單工具或者直接用手推動磨輥調(diào)整所帶來的危險。

實施例6：

如圖7a、7b、8所示，本實施例為了方便兩個焊接機構(gòu)之間的配合，提出兩種優(yōu)選的方案如下：

在前述的五個實施例基礎(chǔ)上，優(yōu)選的方案是：

A，增設(shè)一個用于固定焊接機構(gòu)Ⅱ的支架Ⅰ，所述支架Ⅰ與支架的結(jié)構(gòu)相同，支架Ⅰ與支架設(shè)置在平臺相對的兩端。

B，增設(shè)一個用于固定焊接機構(gòu)Ⅱ的支架Ⅰ，支架Ⅰ的尺寸小于支架的尺寸，支架Ⅰ與送絲機Ⅰ水平并列活動連接在支架的橫向尺條的一端上。

針對A方案，采用了兩個支架分別固定兩個焊接機構(gòu)。其中支架用于固定焊接結(jié)構(gòu)Ⅰ，支架Ⅰ用于固定焊接機構(gòu)Ⅱ。采用這種方案，可以安裝更加沉重的焊接機構(gòu)以及附帶的管線，降低單一支架的負荷。

針對B方案，增加的支架Ⅰ與送絲機Ⅰ水平并列，實際上是為了彌補焊槍Ⅱ與焊槍Ⅰ的垂直落差，可以利用現(xiàn)有的市場上常見的自動堆焊機和CO₂氣體保護焊焊機，通過增加的支架Ⅰ改造后，實現(xiàn)適合磨輥使用的自動堆焊設(shè)備。

前述所有實施例中，還可以增加其他適用于磨輥維修的機械部件，如砂輪、切削刀具等裝置。

因為CO₂氣體保護焊需要一個空氣流動較小的空間，還可以在磨輥自動堆焊設(shè)備的整體之外增加一個防護罩。

利用本實用新型所述的一種適用于立磨和/或煤磨的磨輥自動堆焊設(shè)備，能夠在避免大量人工焊接操作的條件下，完成遠程控制和自動堆焊的任務(wù)，有效的提高了工作效率，同時避免了焊接質(zhì)量差、長期焊接人員易疲勞等負面影響。經(jīng)這樣改進的端面焊接質(zhì)量好，工藝穩(wěn)定，人工費用低，工作效率高，職業(yè)病危害輕，且磨輥使用壽命提高3—4倍，安全可靠性明顯提高。

以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。