托辊半自动双向焊接设备的研制

　　一、项目背景

　　传统采用的手工方法焊接托辊，存在焊接质量不稳定、劳动强度大、工作效率低等弊端，半自动焊接与手工焊接相比，托辊焊接质量有了很大的提高，效率明显提高，充分解决了皮带机托辊手工操作组装、质量不稳定、劳动强度大、工作效率低的状况，并且通过合理的设计保证托辊的质量。

　　二、研究内容

　　1.基本原理

　　通过电动机和机械无级减速器组成机头部分，依据托辊长度合理设计床身部分和两台NBC-250 型CO2半自动气体保护子焊机组成。根据被施焊管体的长度，调整尾座在床面上的固定辊皮位置，然后依据托辊轴承座规格(Φ89、Φ108、Φ133、Φ159、Φ194)制作不同规格的顶盘，通过托架实现施焊前的的定位，将子焊机NBC-250的焊接操作钮位于每台焊机上鹅颈连接电缆上，并联两个操作钮引线，接至电控盘启动钮(常开钮)接点上后，实现管体两端同时施焊，完成托辊焊接。

　　2.关键技术

　　①管体与托架的接触采用球轴承组支撑，便于施焊前定位。

　　②合理设计尾座，通过调整尾座固定不同长度辊皮。

　　③利用不同规格的顶盘，使焊接机适用于不同直径的托辊。

　　④子焊机并联，实现同时施焊。

　　3.结构组成

　　实用型焊机由机头部、床身部、子焊机部、气源部、电控部、附件部(尾座、顶盘、托架)等组成，如图1所示。

　　(1)机头部：该部分是实用型焊机的驱动部分，它由电动机、机械无级减速器组成。电动机和机械无级减速器是整体组合式。

　　(2)床身部：床身部是由槽钢、角钢和钢板组焊而成，床身长度依据最大托辊长度而定，其床面应在龙门刨床上刨铣加工，床脚不必制作地脚连接螺栓孔，床身直接落在地面上。

　　1.驱动部　2.被施焊管体与轴承座　3.托架　4.顶盘

　　5.尾座　6.床身　7.NBC-250　8.CO2气瓶

　　图1 工艺技术图

　　(3)焊机部：该实用型焊机由两台NBC-250 型CO2半自动气体保护子焊机组成，电源为380V，额定电流15A，输出额定直流电压为26.5V，额定直流电流为250A。

　　施焊参数如下：

　　焊接直流电压：21～24V

　　焊接直流电流：150～190A

　　导电咀与管体间距：10mm

　　CO2气体流量：10～15L/min

　　焊丝直径：Φ1.0、Φ1.2

　　送丝速度：3～15m/min

　　子焊机结构图如图2所示。

　　图2 子焊机结构

　　(4)CO2气源：使用标准CO2气瓶，标容40L钢瓶，气瓶状态：灌入25kg液态CO2，压力为 5.0～7.0MPa;初装时，其瓶内80%液态CO2、20%气态CO2。

　　(5)尾座：根据被施焊管体的长度，调整尾座在床面上的固定位置。

　　(6)顶盘：顶盘系施焊工艺装备零件，依据托辊轴承座规格(Φ89、Φ108、Φ133、Φ159、Φ194)应制作各自不同规格的顶盘。

　　(7)托架：因回空托辊较长、较重，施焊时应先将装入轴承座的管体放在托架上，以便于施焊前的定位，为降低摩擦力，管体与托架的接触采用球轴承组支撑。

　　(8)电控改造：子焊机NBC-250的焊接操作钮位于每台焊机上鹅颈连接电缆上，因管体两端同时施焊，所以应将两个操作钮引线并联后，接至电控盘启动钮(常开钮)接点上。

　　图3 电气原理图

　　三、应用效果

　　采用托辊焊接机焊接托辊，与手工焊接相比，托辊焊接质量有了很大的提高，效率明显提高，焊接1根托辊用时由过去10min缩减至3min。解决了皮带机托辊手工操作组装、质量不稳定、劳动强度大、工作效率低的问题。通过一年多的现场应用，该焊接机工作效率高，焊接质量好，得到广大客户、职工的好评。

　　组装1根托辊用时由原先10min降至3min，按照一年340天，每天工作8小时，按照平均每根90元计算，传统压装一年可以生产340×8×6=16320根;采用该设备一年可以生产340×8×20=54400根;则每年产生效益38080×90=342.72万元。

　　四、推广应用前景

　　目前，托辊半自动双向焊接设备生产的托辊已经在某煤业有限责任公司成功使用，效果良好，经济和社会效益显著。该项目适用于煤矿带式输送机托辊的制造中，用于带式输送机上不同规格型号托辊的焊接组装，具有广阔的推广应用前景。