[實(shí)用新型]噴涂器對(duì)準(zhǔn)組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520558669.2
• 申請(qǐng)日: 2015-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204816991U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·K·基林貝克;D·L·小馬爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號(hào): B05B13/00
• 分類號(hào): B05B13/00
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型總體涉及將熱噴涂涂層涂敷到凹面，如發(fā)動(dòng)機(jī)組中的圓柱形孔，并且更具體地，涉及用于將熱孔噴槍與將用槍進(jìn)行涂覆的凹面的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

不同行業(yè)都采用熱噴涂工藝將保護(hù)涂層涂敷到將要經(jīng)受嚴(yán)苛運(yùn)行條件（如高溫和研磨材料的撞擊）的部件的表面。在這些熱噴涂工藝中，涂層材料被熔化或蒸發(fā)并噴涂到待涂覆的基板表面上。典型地，通過(guò)電氣手段（如等離子體或電弧）或化學(xué)手段（如燃燒火焰）將金屬絲或粉末形式的“原料”物質(zhì)加熱至熔融或半熔融狀態(tài)，并通過(guò)等離子體氣體射流和/或另一種高壓空氣射流朝向基底表面加速。熱噴涂工藝優(yōu)于其它涂層工藝，如電鍍，因?yàn)榭梢栽谳^短的處理時(shí)間內(nèi)以較厚的涂層覆蓋基底的大片表面區(qū)域。

等離子體轉(zhuǎn)移弧（PTWA）熱噴涂是用于將原料物質(zhì)的涂層沉積到外部兼內(nèi)部基底表面的一種熱噴涂工藝。PTWA熱噴涂特別適用于涂覆內(nèi)燃機(jī)缸膛的凹形內(nèi)表面。缸膛上的耐熱和耐磨涂層允許在不需要重鑄鐵套筒的情況下使用鋁發(fā)動(dòng)機(jī)組，如果沒(méi)有這些涂層，本應(yīng)需要重鑄鐵套筒來(lái)承受在燃燒循環(huán)期間產(chǎn)生的熱。在眾多PTWA孔噴槍中，單一的金屬絲被用作系統(tǒng)原料。由非消耗陰極和原料金屬絲間的轉(zhuǎn)移弧形成的超音速等離子體射流熔化并霧化金屬絲，并且，當(dāng)槍在缸膛內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，額外的強(qiáng)制氣體射流將熔融液滴輸送到缸膛的表面上以將均勻涂層涂敷到整個(gè)表面。

各種形式的PTWA孔噴槍是本領(lǐng)域已知的。例如，1994年3月22日授予Marantz等人的題為“高速電弧噴涂設(shè)備及形成材料方法”的第5296667號(hào)美國(guó)專利教導(dǎo)了以適合用于在凹面（例如孔）表面上沉積均勻涂層的方式采用的槍組件。該槍組件安裝在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上以允許其利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)于孔做同心旋轉(zhuǎn)。在相對(duì)端處，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件安裝在固定端板上，并形成為具有穿過(guò)其旋轉(zhuǎn)軸線延伸的絕緣送絲管。該槍組件安裝在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的半徑上，使得等離子體射流向著絕緣送絲管延伸。通過(guò)送絲管在孔的中心軸線上送進(jìn)金屬絲，與槍組件的氣連接和電連接通過(guò)固定端板送至旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件送至槍組件。隨著金屬絲不斷地被送進(jìn)等離子體射流中，轉(zhuǎn)移弧等離子體熔化其尖端，熔融液滴被霧化并被等離子體流朝孔的內(nèi)壁推動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和轉(zhuǎn)移弧等離子體槍組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，涂層在孔壁上均勻沉積。當(dāng)沉積通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成時(shí)，該組件在孔內(nèi)軸向地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得沉積沿著孔的整個(gè)圓周及孔的長(zhǎng)度形成。

在另一個(gè)實(shí)例中，1995年11月21日授予Marantz等人的題為“熱噴涂?jī)?nèi)表面的方法和設(shè)備”的第5468295號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)了一種用金屬涂層材料熱噴涂表面的方法，該方法包括在熱噴涂設(shè)備（例如雙線電弧設(shè)備）四周設(shè)置噴嘴。該噴嘴包括多個(gè)大致徑向向內(nèi)面向涂層材料顆粒流（例如雙線熱噴涂設(shè)備的霧化熔融金屬流）的端口。端口依次接收偏轉(zhuǎn)氣流，從而圍繞顆粒流的軸線周向地移動(dòng)。偏轉(zhuǎn)氣流夾帶涂層材料并徑向?qū)⑵鋽y帶至待涂覆部分的表面或噴嘴組件。多個(gè)閥口允許對(duì)圓柱形表面進(jìn)行涂覆，而不旋轉(zhuǎn)組件的末端。同時(shí)對(duì)主體（例如發(fā)動(dòng)機(jī)組）的多個(gè)孔進(jìn)行涂覆的方法和設(shè)備包括多個(gè)同時(shí)插入每個(gè)孔中的偏轉(zhuǎn)噴嘴。

為確保均勻且完整地涂覆圓柱形孔的內(nèi)表面，在示例性專利中的槍組件和噴嘴，以及其它發(fā)生噴涂器或是噴霧器圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的相似的裝置，旋轉(zhuǎn)軸線與孔的縱向軸線的重合對(duì)準(zhǔn)允許噴涂器在內(nèi)表面沉淀一層均勻且完整的涂層。一旦噴涂器和圓柱形孔的相對(duì)位置和對(duì)準(zhǔn)得以確定，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)組經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線的噴涂工位或是經(jīng)噴涂工位被回收，噴涂器可重復(fù)地被插入到孔中。然而，不時(shí)地重建噴涂器和圓柱形孔的空間關(guān)系是有必要的。例如，當(dāng)噴涂器撞擊到發(fā)動(dòng)機(jī)組或是其它阻礙時(shí)或是為維護(hù)或更換之目的噴涂器必須從組件中拆掉時(shí)，對(duì)準(zhǔn)就可能受到影響。目前，不存在可靠的機(jī)制或是方法來(lái)使這些類型的噴涂器與正被噴涂的部位對(duì)準(zhǔn)。如果沒(méi)有同軸度，則不能恰當(dāng)?shù)赝扛脖砻妫⒖赡墚a(chǎn)生過(guò)多的缺陷，如由于涂層不足以承受燃燒循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量以及發(fā)生的磨損所導(dǎo)致的孔端部的過(guò)熱點(diǎn)。鑒于此，需要一種改進(jìn)的設(shè)備和方法，使得噴涂器在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，與孔或是其它待涂覆的凹面對(duì)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種噴涂器對(duì)準(zhǔn)組件，使得噴涂器在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，與孔或是其它待涂覆的凹面的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)。