[发明专利]一种实现带轴肩的摩擦堆焊的主轴系统

摘要

本发明公开了一种实现带轴肩的摩擦堆焊的主轴系统，包括圆棒耗材和圆筒外壳、圆筒外壳内同轴的空心主轴、沿空心主轴内孔上下滑动的轴套、与空心主轴下端固定的自锁加紧机构和刚性轴套。圆棒耗材上端与轴套固定、下端通过自锁加紧机构和刚性轴套与工件表面接触。当空心主轴高速旋转时，将通过轴套和下端自锁加紧机构带动圆棒耗材与刚性轴套高速旋转、同时轴套沿空心主轴向下移动，使得圆棒耗材在高速旋转同时又能沿轴向向下移动，刚性轴套起到非消耗轴肩摩擦挤压作用，从而实现带轴肩的摩擦堆焊工艺过程。采用这种主轴系统不仅可以提高圆棒耗材利用率，而且有效消除传统摩擦堆焊层边缘的弱连接缺陷，获得力学性能更为优异的摩擦堆焊层。

主权项

1.一种实现带轴肩的摩擦堆焊的主轴系统，包括圆棒耗材(13)和圆筒外壳(10)，其特征在于：所述圆筒外壳(10)内同轴的设有空心主轴(6)，所述空心主轴(6)的两端均从所述圆筒外壳(10)的两端穿出，所述圆棒耗材(13)设置在所述空心主轴(6)内，所述空心主轴(6)的下端设有耗材自锁加紧机构(8)，所述耗材自锁加紧机构(8)的下端固定有刚性轴套(9)，所述刚性轴套(9)形成了非消耗刚性轴肩，所述刚性轴套(9)设有与所述空心主轴(6)同轴的通孔，所述圆棒耗材(13)的上端从所述空心主轴(6)的上端穿出，所述圆棒耗材(13)的下端依次从所述空心主轴(6)和所述刚性轴套(9)穿出，所述空心主轴(6)的侧壁上设有径向对称的两个滑动键通槽(15)，所述空心主轴(6)的下部设有主动力轮(11)，所述圆筒外壳(10)的下部设有与圆筒外壳(10)贯通的开口，所述开口的位置与所述主动力轮(11)的轴向位置对应，所述圆筒外壳(10)的上端和下端均通过承载角向轴承(12)和法兰盘支撑所述空心主轴(6)转动，驱动装置将动力传递给主动力轮(11)，从而带动所述空心主轴(6)旋转；所述圆棒耗材(13)的上端固定有轴套(7)，所述轴套(7)与所述空心主轴(6)之间为滑动配合；所述轴套(7)上固定有径向对称的两个滑动键(14)，两个滑动键(14)分别嵌装在两个滑动键通槽(15)内；所述耗材自锁加紧机构(8)包括一个筒体、两个滑动轮(16)和四个楔形块(18)，所述滑动轮(16)的外回转表面为圆弧凹面，圆弧凹面的曲率半径与所述圆棒耗材的外径一致；所述筒体套在所述空心主轴(6)下端的轴段上，在该轴段上设有用于安装圆弧凹面滑动轮(16)的安装槽和用于安装滑动轮旋转轴的椭圆孔(20)，所述滑动轮(16)的圆弧凹面与所述圆棒耗材(13)的外表面之间为过渡配合，四个楔形块(18)分别设置在所述筒体与所述滑动轮旋转轴之间，所述筒体的底部设有与四个楔形块(18)位置分别对应的螺纹孔(19)，每个螺纹孔(19)内设有顶紧螺栓；所述顶紧螺栓锁紧顶住楔形块(18)，所述自锁加紧机构使得圆棒耗材(13)在整个长度范围内承受均匀的扭矩作用的同时沿轴向上下移动，从而实现摩擦堆焊工艺。