焊絲盤防亂絲裝置的研究應用

宋統戰 李昊 范習剛

1. 概述

我國現有焊機生產廠家千余家，年產量約四十萬臺，其中自動焊接的設備大約三四萬臺，但很多鋼構件焊接廠家以及利用卷材生產產品的生產線，仍然采用傳統的直接放卷方法或使用在上面施加壓力的措施來解決轉動不均勻而亂卷亂絲的問題，不僅造成了材料的浪費，而且破壞了生產的連續性，降低了生產效率，也影響到產品質量，已經不能滿足快節奏、高效率自動化生產的需要，為此特設計一種防止焊絲盤慣性旋轉亂絲裝置。

2. 裝置的設計

（1）旋轉主軸設計 目前自動焊用的焊絲盤軸非常簡單，只是一根光軸穿過焊絲盤放在開豁口的支架上，使焊絲盤重量即每盤焊絲數量受到限制，如CO2焊絲20kg/盤、小車埋弧焊30kg/盤、龍門架埋弧焊約150kg/盤，這是由于轉動阻力大，送絲驅動電動機功率所致。為此在支撐焊絲盤轉動主軸上設計軸承，裝設滾動軸承，使得焊絲重量顯著增加，主軸結構示意如圖1所示。

（2）支架結構設計 支撐焊絲盤以及減動裝置的支架如圖2所示，支架包括底板以及固定連接在底板上的左右端立柱，左軸承座固定連接在左端立柱上，右軸承座固定連接在右端立柱上。立柱為焊接在底板上的槽鋼，槽鋼頂部焊有長圓形孔的頂板，軸承座與立柱通過長圓形的孔采用螺栓聯接在一起。

（3）減動機構設計 如圖3所示，采用彈簧推動減動片，利用恰當的摩擦阻力來防止焊絲盤因慣性作用產生轉動而造成釋放焊絲的亂絲現象。

防止焊絲盤慣性旋轉的裝置具有以下特點：①支架上的固定減速片與主軸上的旋轉減速片之間能夠產生減動力，能夠阻止放卷盤的慣性運動，使得焊絲盤可以勻速旋轉，既增加了焊接過程中穩定性，提高了效率，又保證了產品質量，減小了焊工勞動強度，同時也減少了焊絲的浪費。②支架包括底座、設在底座兩端的左右軸承座及裝配在左軸承座中的左軸承和裝配在右軸承座中的右軸承。由于主軸兩端采用軸承支撐，使同樣功率的拉線電動機由原來可使用150kg/盤的焊絲，變為現在可使用230kg/盤焊絲，焊絲重量增加65%之多，減少了焊絲的更換頻次，提高了效率。③軸承座為裝拆方便的對開式兩螺柱正滑動軸承座，將主軸上穿過的零件事先組裝完成后即可將它吊到支架上就位，然后將對開式軸承的螺桿擰緊，使得裝卸焊絲盤容易方便。④軸承座與

圖1 主軸結構示意

圖2 支架示意

圖3 減動結構原理示意

圖4 組裝焊絲盤示意

（4）焊絲盤防慣性旋轉亂絲裝置整體結構 將圖2和圖3結合在一起，就是焊絲盤防慣性旋轉亂絲裝置整體結構，該結構制造容易，操作方便。

3. 具體實施

使用防止焊絲盤慣性旋轉的裝置，首先把圖4中主軸8和主軸上的左軸承1、鎖緊螺母2、焊絲盤3、墊圈4、彈簧11、旋轉減動片7、右軸承10、擋圈9和手輪5組裝成后即可將它吊到支架上就位，將對開式軸承座的螺桿擰緊，鎖緊螺母2擰到貼緊焊絲盤3位置，即可手握手柄6順時針轉動手輪5，根據焊絲重量適當調節彈簧11的推力使得兩減速片之間有一定的摩擦，即可實現防止焊絲盤慣性旋轉造成亂絲的功能。

焊絲盤防慣性旋轉亂絲裝置在龍門埋弧焊接機H型鋼生產線上的實際應用如圖5所示。焊絲重量由原來的150kg/盤增至260kg/盤左右，提高約75%，更換頻次由每天3.5次變為每天1.5次，不僅顯著提高了焊接生產率，減少了焊絲的浪費，同時使焊接連續性增大，接頭減少，產品質量更有保障。

此項技術已申請國家實用新型專利（專利號201420709949.4）。

圖5 實際生產應用

4. 結語

防止焊絲盤慣性旋轉亂絲的裝置的研制，不僅克服了現有技術中焊絲盤安裝煩瑣、更換頻次多、焊絲浪費多、工效低及焊工勞動強度大等難題，而且制造容易，操作方便，在我公司的實際應用過程中效果良好。市場前景廣闊，具有較好的經濟效益和社會效益。