拉絲式高速電弧噴涂槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉絲式高速電弧噴涂槍，屬于電弧噴涂技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧噴涂技術(shù)作為熱噴涂的重要分支，被廣泛用來制備耐磨損、防腐蝕等各種性能的涂層，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的尺寸恢復(fù)和表面改性，甚至用于材料的三維快速成形領(lǐng)域。電弧噴涂技術(shù)起源于上世紀(jì)20年代，它是通過兩根金屬絲材得電起弧，將絲材自身迅速熔化，并通過高速氣流霧化加速熔滴的一種噴涂工藝過程。這種電弧噴涂技術(shù)具有優(yōu)質(zhì)、高效、低成本等顯著優(yōu)勢，例如，使用合金絲作為噴涂材料的電弧噴涂效率可達(dá)40kg/h，是粉末高速火焰噴涂技術(shù)的4倍以上，其運(yùn)行成本卻不到后者的1/10。但是，電弧噴涂技術(shù)也存在一些不足之處，例如，噴涂的粒子速度和涂層結(jié)合強(qiáng)度不如高速火焰噴涂和等離子噴涂，致使其應(yīng)用范圍越來越受到限制，其中電弧噴涂槍是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
[0003]現(xiàn)有的電弧噴涂槍主要有推絲式、拉絲式電弧噴涂槍。推絲式電弧噴涂槍的結(jié)構(gòu)較簡單，主要適合于硬質(zhì)金屬材料短距離送絲時的噴涂。而拉絲式電弧噴涂槍將送絲機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電起弧及加速霧化等結(jié)構(gòu)集成于一體，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些，但可滿足不同硬度絲材及長距離送絲等多種場合的噴涂，且由于送絲機(jī)構(gòu)安裝在噴槍頭部，送絲穩(wěn)定性比推絲式電弧噴涂槍強(qiáng)很多。
[0004]目前國內(nèi)的商用拉絲式電弧噴涂槍的結(jié)構(gòu)較單一，其送絲單元基本上都是通過一級行星齒輪和蝸輪蝸桿傳動減速機(jī)構(gòu)將直流電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩調(diào)整至適合的電弧噴涂工作范圍內(nèi)，尤其是這種電弧噴涂槍的送絲單元的送絲主動輪和送絲從動輪大都裸露在外，噴涂時產(chǎn)生的大量粉塵一方面使絲材表面受到嚴(yán)重污染，進(jìn)而影響導(dǎo)電嘴等電傳輸零件與絲材的導(dǎo)電性能，甚至影響成形涂層的質(zhì)量和性能，另一方面也加劇了送絲單元內(nèi)送絲零件的磨損，進(jìn)而使電弧噴涂槍的使用壽命極大縮短。另外，目前拉絲式電弧噴涂槍的噴槍頭部的霧化單元多數(shù)使用一次霧化的噴嘴結(jié)構(gòu)，這種噴嘴結(jié)構(gòu)會致使噴涂射流發(fā)散、粒子速度低。
[0005]由此可見，設(shè)計(jì)出一種可避免絲材、送絲零件在噴涂時受粉塵污染、使用壽命長的電弧噴涂槍，并提高噴涂射流的集束程度和粒子飛行速度，是目前急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種拉絲式高速電弧噴涂槍，該拉絲式高速電弧噴涂槍可有效提高噴涂粒子的速度，噴射出的霧化射流集中、均勻，可在噴涂過程中避免送絲零件(送絲驅(qū)動輪、送絲從動輪等)、導(dǎo)電嘴與粉塵接觸而造成污染及磨損，同時也避免了絲材受到粉塵的污染，且該拉絲式高速電弧噴涂槍結(jié)構(gòu)緊湊、輕便小巧，使用壽命長，成本低，可很好地彌補(bǔ)現(xiàn)有拉絲式電弧噴涂槍的上述不足。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種拉絲式高速電弧噴涂槍，其特征在于:它包括送絲電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)和噴槍頭部，送絲電機(jī)輸出軸與減速機(jī)構(gòu)相連，減速機(jī)構(gòu)的輸出軸兩端各自與一送絲機(jī)構(gòu)相連，封閉的各送絲機(jī)構(gòu)上設(shè)有經(jīng)由銅排相連的進(jìn)絲管、出絲管，減速機(jī)構(gòu)在送絲電機(jī)作用下帶動送絲機(jī)構(gòu)動作，對進(jìn)入進(jìn)絲管的絲材執(zhí)行送絲動作并從出絲管送出絲材，噴槍頭部包括后槍體，后槍體的前端安裝有前槍體，噴嘴經(jīng)由支撐座固定在后槍體上且從前槍體的內(nèi)腔伸出，后槍體內(nèi)設(shè)有氣流流道，氣流流道經(jīng)由支撐座上的貫通孔與噴嘴的縮擴(kuò)型流道貫通，噴嘴外壁設(shè)有外罩且兩者之間形成噴出與縮擴(kuò)型流道噴出的主氣流匯合的二次氣流的環(huán)型流道且環(huán)型流道與縮擴(kuò)型流道相通，后槍體上裝配有兩個導(dǎo)電嘴，各導(dǎo)電嘴與噴嘴上的相應(yīng)導(dǎo)絲斜孔對應(yīng)，以使從出絲管送入導(dǎo)電嘴并從導(dǎo)絲斜孔送出的兩根絲材在縮擴(kuò)型流道出口附近交匯。
[0009]較佳地，所述環(huán)型流道為收縮式環(huán)型流道。
[0010]所述噴嘴的所述縮擴(kuò)型流道由收縮腔和擴(kuò)張腔構(gòu)成，收縮腔的小口端與擴(kuò)張腔的入口連接，擴(kuò)張腔的出口為所述縮擴(kuò)型流道的出口，其中:收縮腔的大口端直徑為5mm?16mm，收縮腔的小口端和擴(kuò)張腔的入口直徑為5mm?10mm，擴(kuò)張腔的出口直徑為5mm?12mm ;噴射二次氣流的所述環(huán)型流道的環(huán)狀出口的內(nèi)徑為6mm?13mm而外徑為6.5mm?14mm η
[0011]所述送絲機(jī)構(gòu)包括安裝在所述減速機(jī)構(gòu)輸出軸上的送絲驅(qū)動輪，所述減速機(jī)構(gòu)的輸出軸與送絲驅(qū)動輪之間裝配有塑料絕緣環(huán)，送絲驅(qū)動輪的上方設(shè)有送絲從動輪，送絲驅(qū)動輪與送絲從動輪之間具有間隙，以使從所述進(jìn)絲管進(jìn)入的絲材在通過送絲驅(qū)動輪與送絲從動輪之間的間隙時，在送絲驅(qū)動輪與送絲從動輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動下從所述出絲管送出。
[0012]較佳地，所述送絲機(jī)構(gòu)包括U型支撐座，所述進(jìn)絲管、所述出絲管分別安裝在支撐座的兩個平行的立柱上，所述送絲驅(qū)動輪和所述送絲從動輪處于兩個立柱之間的空隙內(nèi)，支撐座的上部被截面呈約四分之一圓形的上殼體罩住且所述送絲從動輪安裝在上殼體內(nèi)，支撐座的下部由與上殼體形狀相適配的下蓋板遮擋，上殼體與下蓋板之間安裝有橡膠密封條，支撐座、上殼體與下蓋板構(gòu)成一個封閉空間，使得封閉空間與噴涂時產(chǎn)生的粉塵相隔絕。
[0013]在實(shí)際設(shè)計(jì)時，較佳地，所述上殼體通過上殼體轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動安裝在所述支撐座的一所述立柱上，且所述上殼體的圓弧面、所述下蓋板的圓弧面與上殼體轉(zhuǎn)動軸的軸心保持同心，以使所述上殼體可繞上殼體轉(zhuǎn)動軸大角度旋轉(zhuǎn)。
[0014]進(jìn)一步地，所述上殼體上設(shè)有與所述支撐座的另一所述立柱的頂部相對應(yīng)的擋部，擋部的上方設(shè)有帶有彈簧的壓絲力調(diào)節(jié)手柄，壓絲力調(diào)節(jié)手柄穿過擋部后通過手柄連接軸與所述立柱連接，通過對壓絲力調(diào)節(jié)手柄的松緊旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，可使所述上殼體繞所述上殼體轉(zhuǎn)動軸略微轉(zhuǎn)動而實(shí)現(xiàn)所述送絲從動輪與所述送絲驅(qū)動輪之間絲材壓緊力的調(diào)節(jié)。
[0015]所述支撐座、所述上殼體和所述下蓋板都由絕緣材質(zhì)制成。
[0016]所述噴嘴為陶瓷材質(zhì)制成，所述導(dǎo)電嘴為銅合金材質(zhì)制成，所述后槍體與所述導(dǎo)電嘴之間保持電絕緣。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018]1、本發(fā)明中的主噴口與環(huán)狀副噴口的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雙氣流霧化效果，實(shí)現(xiàn)了噴涂材料的高速均勻霧化，霧化粒子更加集中，其中:主氣流主要起到加速霧化熔融噴涂材料(絲材)的作用，噴嘴的縮擴(kuò)型流道設(shè)計(jì)可使主噴口外主氣流的氣流速度平穩(wěn)達(dá)到超音速，同時使絲材的引弧點(diǎn)布置在主噴口附近，最大限度地利用了主氣流的動能；二次氣流則對主氣流產(chǎn)生一種壓縮效果，因?yàn)閮筛z材的存在會使主氣流在主噴口下游產(chǎn)生非軸對稱的發(fā)散現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的結(jié)果是使處于射流邊緣的粒子霧化速度會變得很低，故而本發(fā)明通過二次氣流與主氣流交匯而對主氣流的發(fā)散邊緣產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的壓縮作用，進(jìn)而使得噴涂射流更加集中，將絲材對氣流的干擾影響降至盡可能低的程度，同時也進(jìn)一步提高了噴涂粒子的速度。
[0019]2、本發(fā)明中的上殼體、下蓋板與支撐座的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在通過壓絲力調(diào)節(jié)手柄可調(diào)節(jié)絲材所受壓緊力的基礎(chǔ)上，可始終保持為一個避免大量粉塵進(jìn)入的封閉空間，使得封閉空間內(nèi)的送絲驅(qū)動輪和送絲從動輪等送絲零件不會與噴涂時產(chǎn)生的粉塵相接觸，較好地阻隔了大量粉塵的進(jìn)入，避免了送絲驅(qū)動輪和送絲從動輪等送絲零件因粉塵而造成磨損，同時也避免了絲材和導(dǎo)電嘴受到粉塵的污染。
[0020]3、噴涂作業(yè)時常規(guī)拉絲式電弧噴涂槍連接有一根送氣管、兩根粗的噴涂電纜線、一根送絲電機(jī)控制線和兩根送絲管，而本發(fā)明僅采用一根送氣管、兩根送絲線纜和一根送絲電機(jī)控制線，其中的送絲線纜兼具噴涂電纜線輸電和送絲管導(dǎo)絲的功能，從而使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加小巧、輕便，易于操作。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明拉絲式高速電弧噴涂槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是從圖1中A方向看去，送絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(未示出下蓋板)。
[0023]圖3是從圖1中本發(fā)明拉絲式高速電弧噴涂槍側(cè)面看去，送絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)放大示意圖(未示出送絲電機(jī)、噴槍頭部、上殼體、下蓋板、出絲管等)。
[0024]圖4是圖1中的噴槍頭部的橫剖截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1至圖4所示，本發(fā)明拉絲式高速電弧噴涂槍包括送絲電機(jī)11、減速機(jī)構(gòu)12、送絲機(jī)構(gòu)20和噴槍頭部30，送絲電機(jī)11前端的輸出軸與減速機(jī)構(gòu)12的輸入端相連，減速機(jī)構(gòu)12的輸出軸121兩端(減速機(jī)構(gòu)12的輸出軸121為一種雙輸出軸，這種雙輸出軸具有兩個輸出端部，而這兩個輸出端部分別位于減速機(jī)構(gòu)12的兩側(cè))各自與一個送絲機(jī)構(gòu)20相連，即兩個送絲機(jī)構(gòu)20各自位于減速機(jī)構(gòu)12的兩側(cè)而呈對稱分布。具體來說，送絲電機(jī)11的動力通過其輸出軸輸出至減速機(jī)構(gòu)12，減速機(jī)構(gòu)12再將動力經(jīng)過降速、增加轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)后，由其輸出軸121輸出至送絲機(jī)構(gòu)20，以滿足噴涂時送絲機(jī)構(gòu)20中的送絲驅(qū)動輪26所需的轉(zhuǎn)速和力矩。如圖，與外部封閉隔絕來防止粉塵進(jìn)入的各送絲機(jī)構(gòu)20上設(shè)有經(jīng)由導(dǎo)電銅排24相連的進(jìn)絲管18、出絲管19，減速