[发明专利]摩擦叠焊机床主轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种主轴，尤其是适用于摩擦叠焊机床的主轴。

背景技术

摩擦叠焊形式上可以看作是沿着裂纹排列的一系列摩擦塞焊单元成型的组合。单元成型过程是：首先在母材上预钻焊孔，然后直径略小的塞棒高速旋转插入焊孔，同时在塞棒上施加轴向力并保持一定的进给速度，塞棒与母材的接触界面因为摩擦热而温度升高，塞棒的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，塞棒产生塑性变形与流动，随着塑性化金属材料不断填充焊孔以及表面杂质的不断排出，接触界面迅速从焊孔底部上移，同时塑性化金属材料与焊孔内表面之间达到密切结合。预钻焊孔以及相应塞棒的形状，可以是圆柱形，也可以是圆锥形。沿着裂纹，一系列单元过程相互搭接，便形成了完整的焊缝。搭接的形式，可以是顺序推进，也可以是间隔推进。

摩擦叠焊主要用于厚壁钢结构裂纹修复，特别是水下钢结构。摩擦叠焊用于水下钢结构裂纹修复，与高压焊接等传统的水下焊接方法相比的突出优点是：焊接参数不受水深影响，不需要根据水深重新评定焊接参数，浅水参数可以直接用于深水；作业在水中直接实施，不需要营造高压环境等特殊空间；可以与ROV配套、实现全套作业完全自动化，突破饱和潜水深度限制，从而第一次有可能真正促使水下连接技术走向深水；既能用于海洋平台裂纹修复，也能用于海底管道的不停输修复。

为了降低水下维修作业成本、提高修复质量，特别是适应海洋石油开发已经进入超深水域的需要，本发明提出了用于摩擦叠焊机床的关键部件摩擦叠焊机床主轴。

发明内容

根据背景技术所述，本发明的目的在于避免上述不足，提供一种结构紧凑，输出转速高，轴向承载能力大，进给运动控制方便的摩擦叠焊机床主轴。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种摩擦叠焊机床主轴，主要由高速旋转液压马达、进给液压油缸、芯轴和转接套等组成；液压马达安装在进给液压油缸活塞之上，随着活塞运动实现主轴进给运动；活塞内部为空心，芯轴通过若干滚动轴承安装在活塞内部，并且与液压马达输出轴连接，实现主轴高速旋转；芯轴为空心结构，用于降低高速旋转时的转动惯量；转接套用于安装摩擦叠焊所需要的铣刀和塞棒。

本发明设计的摩擦叠焊实验装置具有如下优点：

(1)液压马达安装在进给液压油缸活塞之上，马达和油缸分别实现主轴的高速旋转和进给运动，结构紧凑。

(2)芯轴为空心结构，能够有效地降低高速旋转时的转动惯量。

(3)采用液压传动，输出转速高，轴向承载能力大，进给运动控制方便，能够满足摩擦叠焊工艺要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

由图1可知，一种摩擦叠焊机床主轴，主要由高速旋转液压马达1、进给液压油缸、芯轴3、转接套4和主轴外套5等组成；液压马达1通过紧固螺栓安装在进给液压油缸活塞2之上，随着活塞2运动实现主轴进给运动；活塞2内部为空心，芯轴3通过沿着轴向布置的4个滚动轴承安装在活塞2内部，并且与液压马达1输出轴连接，实现主轴高速旋转；芯轴3为空心结构，用于降低高速旋转时的转动惯量；转接套4安装在芯轴末端，用于安装摩擦叠焊所需要的铣刀和塞棒。