焊丝盘防乱丝装置的研究应用

宋统战 李昊 范习刚

1. 概述

我国现有焊机生产厂家千余家，年产量约四十万台，其中自动焊接的设备大约三四万台，但很多钢构件焊接厂家以及利用卷材生产产品的生产线，仍然采用传统的直接放卷方法或使用在上面施加压力的措施来解决转动不均匀而乱卷乱丝的问题，不仅造成了材料的浪费，而且破坏了生产的连续性，降低了生产效率，也影响到产品质量，已经不能满足快节奏、高效率自动化生产的需要，为此特设计一种防止焊丝盘惯性旋转乱丝装置。

2. 装置的设计

（1）旋转主轴设计 目前自动焊用的焊丝盘轴非常简单，只是一根光轴穿过焊丝盘放在开豁口的支架上，使焊丝盘重量即每盘焊丝数量受到限制，如CO2焊丝20kg/盘、小车埋弧焊30kg/盘、龙门架埋弧焊约150kg/盘，这是由于转动阻力大，送丝驱动电动机功率所致。为此在支撑焊丝盘转动主轴上设计轴承，装设滚动轴承，使得焊丝重量显著增加，主轴结构示意如图1所示。

（2）支架结构设计 支撑焊丝盘以及减动装置的支架如图2所示，支架包括底板以及固定连接在底板上的左右端立柱，左轴承座固定连接在左端立柱上，右轴承座固定连接在右端立柱上。立柱为焊接在底板上的槽钢，槽钢顶部焊有长圆形孔的顶板，轴承座与立柱通过长圆形的孔采用螺栓联接在一起。

（3）减动机构设计 如图3所示，采用弹簧推动减动片，利用恰当的摩擦阻力来防止焊丝盘因惯性作用产生转动而造成释放焊丝的乱丝现象。

防止焊丝盘惯性旋转的装置具有以下特点：①支架上的固定减速片与主轴上的旋转减速片之间能够产生减动力，能够阻止放卷盘的惯性运动，使得焊丝盘可以匀速旋转，既增加了焊接过程中稳定性，提高了效率，又保证了产品质量，减小了焊工劳动强度，同时也减少了焊丝的浪费。②支架包括底座、设在底座两端的左右轴承座及装配在左轴承座中的左轴承和装配在右轴承座中的右轴承。由于主轴两端采用轴承支撑，使同样功率的拉线电动机由原来可使用150kg/盘的焊丝，变为现在可使用230kg/盘焊丝，焊丝重量增加65%之多，减少了焊丝的更换频次，提高了效率。③轴承座为装拆方便的对开式两螺柱正滑动轴承座，将主轴上穿过的零件事先组装完成后即可将它吊到支架上就位，然后将对开式轴承的螺杆拧紧，使得装卸焊丝盘容易方便。④轴承座与

图1 主轴结构示意

图2 支架示意

图3 减动结构原理示意

图4 组装焊丝盘示意

（4）焊丝盘防惯性旋转乱丝装置整体结构 将图2和图3结合在一起，就是焊丝盘防惯性旋转乱丝装置整体结构，该结构制造容易，操作方便。

3. 具体实施

使用防止焊丝盘惯性旋转的装置，首先把图4中主轴8和主轴上的左轴承1、锁紧螺母2、焊丝盘3、垫圈4、弹簧11、旋转减动片7、右轴承10、挡圈9和手轮5组装成后即可将它吊到支架上就位，将对开式轴承座的螺杆拧紧，锁紧螺母2拧到贴紧焊丝盘3位置，即可手握手柄6顺时针转动手轮5，根据焊丝重量适当调节弹簧11的推力使得两减速片之间有一定的摩擦，即可实现防止焊丝盘惯性旋转造成乱丝的功能。

焊丝盘防惯性旋转乱丝装置在龙门埋弧焊接机H型钢生产线上的实际应用如图5所示。焊丝重量由原来的150kg/盘增至260kg/盘左右，提高约75%，更换频次由每天3.5次变为每天1.5次，不仅显著提高了焊接生产率，减少了焊丝的浪费，同时使焊接连续性增大，接头减少，产品质量更有保障。

此项技术已申请国家实用新型专利（专利号201420709949.4）。

图5 实际生产应用

4. 结语

防止焊丝盘惯性旋转乱丝的装置的研制，不仅克服了现有技术中焊丝盘安装烦琐、更换频次多、焊丝浪费多、工效低及焊工劳动强度大等难题，而且制造容易，操作方便，在我公司的实际应用过程中效果良好。市场前景广阔，具有较好的经济效益和社会效益。