摩擦焊机的结构与工作原理详解及技术参数

时间：2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：这种摩擦焊机主要由主轴系统、加压系统、机身、夹头、检测与控制系统以及辅助装置六部分组成。惯性摩擦焊机主要由电动机、主轴、飞轮、夹盘、移动夹具、液压缸等组成。其各部分的工作原理与连续驱动摩擦焊机基本相同。部分国产的连续驱动摩擦焊机的型号及技术参数见表5-210。

摩擦焊机的结构与工作原理详解及技术参数

摩擦焊是一种机械化的焊接方法，设备比较复杂。其中最常用的是普通型连续驱动摩擦焊机与惯性摩擦焊机。

摩擦焊机是能使工件接触端面在压力作用下，相对旋转运动，产生摩擦热，再给以适当顶锻以完成焊接的一种设备。摩擦焊可以焊接黑色金属、有色金属、同种和异种金属和非金属材料。

1.摩擦焊机的类型

按能量输入方法的不同，摩擦焊机可分为连续驱动式和惯性式两类。前者由夹具、传动机构、加压机构、制动装置和控制装置等组成；后者由夹具、传动机构、飞轮、加压机构和控制装置等组成。摩擦焊机的分类见表5-209。

表5-209 摩擦焊机的类型

图5-170 普通型连续驱动摩擦焊机示意

1—主轴电动机 2—离合器 3—制动器 4—主轴 5—旋转夹头 6—工件 7—移动夹头 8—轴向加压油缸

2.连续驱动摩擦焊机

普通型连续驱动摩擦焊机如图5-170所示。这种摩擦焊机主要由主轴系统、加压系统、机身、夹头、检测与控制系统以及辅助装置六部分组成。

（1）主轴系统主要由主轴电动机、传动带、离合器、制动器、轴承和主轴等组成，主轴系统承担传送焊条所需的功率，并承受摩擦扭矩的作用。

主轴系统的工作条件比较复杂。转速高，要传送大的功率和扭矩，特别是峰值功率和扭矩，承受大的摩擦压力和顶锻压力。在绝大多数情况下，主轴转速只有一个。当焊件材料和直径变化时，主要靠调节摩擦压力和摩擦时间来调节焊接参数，这样主轴系统的结构就比较简单。会产生脆性合金的异种金属，如铝-铜、铝-钢等的焊接时，对转速要求严格，为了保持一定的摩擦加热温度，主轴转速将随焊件直径的改变而改变。这种主轴系统的结构就变得比较复杂了。

（2）加压系统主要包括加压机构和受力机构。加压机构的核心是液压系统，分为夹紧油路、滑台快进油路、滑台工进油路、顶锻保压油路以及滑台快退油路等部分。

夹紧油路主要通过对离合器的压紧与松开完成主轴的起动、制动以及工件的夹紧、松开等任务。当工件装夹完成后，滑台快进。为了避免两工件发生撞击，当接近到一定程度时，通过油路的切换，滑台由快进转为工进。工件摩擦时，提供摩擦压力。顶锻回路用以调节顶锻力和顶锻速度的大小。当顶锻保压结束后，又通过油路切换实现滑台快退，达到原位后停止运动，一个循环结束。

受力机构的作用是平衡轴向力（摩擦压力、顶锻压力）和摩擦扭矩以及防止焊机变形，保持主轴系统和加压系统的同轴度。轴向力的平衡可采用单拉杆或双拉杆结构，即以工件为中心，在机身中心位置设置单拉杆或以工件为中心，对称设置双拉杆；扭矩的平衡常用装在机身上的导轨来实现。

（3）机身一般为卧式，少数为立式。为防止变形和振动，机构应有足够的强度和刚度。主轴箱、导轨、拦杆、夹头都装在机身上。

（4）夹头分为旋转和移动（固定）两种。旋转夹头又有自定心弹簧夹头和三爪夹头之分，如图5-171所示。弹簧夹头适用于直径变化不大的工件，三爪夹头适用于直径变化较大的工件，移动夹头大多为液压虎钳，如图5-172所示。其中简单型适用于直径变化不大的工件，自动定心型适用于直径变化较大的工件，为了使夹持牢固，夹头与工件的接触部分硬度要高、耐磨性要好。