[发明专利]一种用于旋转式内孔等离子喷涂的柔性快装转接体

说明书

本发明公开了一种用于旋转式内孔等离子喷涂的柔性快装转接体，其属于热喷涂技术领域，柔性快装转接体用于连接喷枪组件和喷涂设备，包括可调动平衡组件、可调旋转半径组件、联动调整组件和喷枪快速对接组件，可调动平衡组件包括固定盘和从动导轨块，所述从动导轨块与所述固定盘滑动连接；可调旋转半径组件包括导轨滑座，所述导轨滑座与所述可调动平衡组件滑动连接；联动调整组件包括组合螺杆，所述组合螺杆能够带动所述从动导轨块和所述导轨滑座同步相向或者相背移动；喷枪快速对接组件与所述可调旋转半径组件可拆卸连接。导轨滑座的移动可调节旋转半径，从动导轨块用于配重调节，减小喷枪旋转过程中的径向移动。

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，尤其涉及一种用于旋转式内孔等离子喷涂的柔性快装转接体。

背景技术

在机械制造、钢铁冶金、航空航天和轨道交通等工业领域，存在着众多起重要支撑作用的内孔类零部件，例如汽车发动机缸体、燃气轮机壳体和化工石油管道等。它们在工作时内壁会呈现出不同的失效损伤形式(磨损、腐蚀和交变高温等)，严重影响零件的服役安全性并最终造成大量报废件。

内孔等离子喷涂技术是将喷枪沿平行于内孔件的轴向方向伸入其中，使喷枪生成的等离子束流与内孔的轴线垂直，同时将粉材于极短时间内加热加速，堆垛沉积在内表面形成涂层的一种材料成形方法。该技术能在内壁制备出防腐耐磨抗高温等功能强化涂层，且生产效率高、成本低。因而在装备内孔零部件改性强化和再制造延寿中占有十分重要的地位。

内孔等离子喷涂分为两种作业方式。一种是内孔等离子喷枪只沿轴向方向上下移动，而被喷涂工件旋转；另一种是喷枪边上下移动，边绕轴旋转，而被喷涂工件保持固定。由于第二种方式摆脱了对内孔件几何尺寸大小以及复杂外形的限制，不必设计专用的工装使工件绕其质心高速稳定旋转，因而该方式在内孔热喷涂技术中占有重要的地位和作用，应用也更为广泛。

相比于传统的平移式内孔喷涂，旋转等离子喷涂系统的组成更为精细复杂，其核心部件中除了通配的内孔等离子喷枪外，还多了旋转联接组件，包括旋转传动模块、旋转输送模块(传输介质为气液电)与动密封模块。通过该组件可以实现内孔喷枪在高速旋转状态下对工件内壁实施喷涂的同时，保证喷枪工作所需的各种气、水、电和粉的可靠无缠绕传输。

然而，目前，旋转式内孔等离子喷涂系统还存在如下两个技术难点：

1)旋转半径固定，喷涂距离只受工件内径影响而不可调节

具体来讲，参见图1，喷枪能够沿Z轴移动，且能够在X-Y平面内绕内孔的中心轴旋转，而被喷涂工件保持固定。设喷枪绕轴的旋转半径为r₀，两内孔件半径分别为r₁和r₂(r₂＞r₁)，则喷涂距离分别为r₀+r₁和r₀+r₂。但是对于较大内孔件来说，喷枪背部到最近内壁余出来的径向距离d就不能被充分利用。而对于受限空间下的内孔喷涂来讲，喷涂距离往往直接决定了涂层质量的好坏。因为对于等离子喷涂，粉体在等离子射流中必须要有一个基本的加热和加速过程，要想保证可靠的涂层质量，该过程需要在合适的喷涂距离上实现(通常对金属基材料，喷涂距离在90mm以上；陶瓷基材料在70mm以上)。那么如果喷涂距离过短，粉末来不及熔化，大量未熔/半熔粒子堆垛搭接形成的涂层，必然会有更多的结构缺陷(孔隙和裂纹等)。例如，对于汽车或重载车辆发动机缸体，其孔径大小分布在70-150mm之间，这样实际的喷涂距离只有不到35-75mm，因而该方式下制备的涂层服役性能很难得到保证。

2)各型号内孔喷枪更换复杂