Універсальний маніпулятор з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни

Реферат: Універсальний маніпулятор з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни складається зі станини, поворотного столу, планшайби, механізму нахилу та механізму обертання планшайби. Механізм нахилу та механізм обертання планшайби обладнані вентильними електроприводами та блоком керування. UA 80823 U (54) УНІВЕРСАЛЬНИЙ МАНІПУЛЯТОР З МОЖЛИВІСТЮ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ ВІБРАЦІЙНОЇ ОБРОБКИ ЗВАРЮВАЛЬНОЇ ВАННИ UA 80823 U UA 80823 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до механічного зварювального устаткування і може використовуватись як автономно, при ручному або механізованому зварюванні, так і бути інтегрованою в зварювально-наплавочний комплекс або роботизовані модулі. Міцність зварного з'єднання, в тому числі і технологічна міцність, значною мірою визначається структурою метала шва та довжиною ділянок зони термічного впливу. Дрібнозерниста структура сприяє підвищенню технологічних та експлуатаційних властивостей металу шва. Вирішальний вплив на розміри цих зон надає швидкість охолодження шва. Зміна швидкості охолодження металу шва, в певних межах, може проводитися за рахунок зміни початкової температури зварювального виробу, та погонної кількості тепла, яке вводиться в виріб джерелом. Тому вишукування інших можливостей регулювання швидкості охолодження структур в зварному шві та довколошовній зоні, становить певний теоретичний і практичний інтерес. Одним з можливих способів збільшення швидкості охолодження і тим самим, зміни структури зварювального шва і довколошовної зони є зварювання та наплавлення з введенням коливань низької частоти в зварюваний виріб в процесі його нагрівання та охолодження. На сьогоднішній день існує чимало конструктивних розробок різноманітного допоміжного механічного зварювального устаткування, з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювального виробу. Так, відома конструкція пристрою для наплавлення тонких фасонних дисків які мають зубчату форму, струмами високої частоти, (Пат. на корисну модель UA МПК В23К 13/00 № 59994. Пристрій для наплавлення тонких фасонних дисків / Ч.В. Пулька, В.С. Сенчишин. - Бюл. № 11 від 10.06.2011). Даний пристрій складається з індуктора, який виконаний з двох кільцевих витків, з'єднаних між собою в протифазі по струму і магнітному потоку, двох притискних плит нижньої - нерухомої і верхньої - рухомої, пневмоприводу, який піднімає або опускає індуктор та вібратора, який жорстко закріплений до нижньої плити. Основним недоліком такого пристрою є його вузька спеціалізація та дрейф порошкоподібного твердого сплаву при коливанні. Також відома конструкція пристрою (S.P. Tewari, Effects of Oscillation on Impact Property of Weldments, ISIJ International. - Vol. 39 (1999). - №. 8. - Р. 809-812), який може надавати зварювальній ванні виробу повздовжні або поперечні зворотно-поступальні коливання. Даний пристрій складається з плити основи, коливального столу, генератора коливань. Недоліком пристрою є неможливість застосування коливань для виробів типу тіл обертання. За прототип корисної моделі прийнятий пристрій - універсальний зварювальний маніпулятор М21080А, що складається зі станини, поворотного столу, планшайби, механізму нахилу та механізму обертання планшайби (Механическое сварочное оборудование и горелки для дуговой сварки. Каталог. - Ильница:И-во ООО "Патент", 2008 г.) Недоліком цього устаткування є нестабільність швидкості обертання планшайби при ексцентричному встановленні оброблюваного виробу та неможливість низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни. В основу корисної моделі поставлена задача розширення технологічних можливостей, підвищення ефективності роботи та спрощення конструкції універсального маніпулятора, шляхом удосконалення його конструктивного виконання, зокрема шляхом обладнання його приводами нового покоління на базі вентильних електродвигунів, які дозволяють не тільки зберегти всі технічні характеристики, якими був наділений прототип, але і розширяють їх, за рахунок можливості виконання низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни одночасно в двох площинах. Використання таких двигунів на маніпуляторі можливе без редукторів, що значно спрощує конструкцію маніпуляторів та здешевлює їх. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що універсальний маніпулятор з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни, який складається зі станини, поворотного столу, планшайби, механізму нахилу та механізму обертання планшайби, згідно з корисною моделлю, додатково обладнаний вентильними електроприводами та блоком керування до них. Зазначений вище технічний результат, що має місце в процесі експлуатації запропонованого універсального маніпулятора, обумовлений ознаками, які відрізняють його від ознак пристрою, описаного в прототипі. Дане технічне рішення представлене зовнішнім виглядом (фіг. 1) та кінематичною схемою (фіг. 2). Універсальний маніпулятор з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни (фіг. 1) складається з рамної станини 1; стола 2; електроприводів нахилу та обертання планшайби 3, 4 відповідно; струмопідвідного пристрою 5; гвинта 6, який працює в парі з сектором 7, для фіксації положення стола 2; шкали 8 та стрілки 9, які служать індикаторами 1 UA 80823 U 5 10 15 20 положення стола 2, а також показують кут відхилення планшайби 10 при її коливанні; шпильок 11 та гайок 14, для з'єднання стінок 12 та 13 станини 1. Кінематична схема, фіг. 2, ілюструє послідовність передачі крутного моменту від електродвигуна 9 до планшайби 8. Крутний момент від цього двигуна передається через муфту 10 та шпиндель 7. Шпиндель 7 знаходиться в опорі з роликовими підшипниками 17 стола 6. Стіл 6, за допомогою півосей 2 і 3, встановлюється в опори з кульковими підшипниками 4 і 5 відповідно, станини маніпулятора 1. Піввісь 3 столу, через муфту 11, з'єднана з валом вентильного електродвигуна 12, який здійснює нахил столу маніпулятора на кут від 0° до 135°, а також, при необхідності, здійснює його коливання. Блок управління 13, який відповідає за роботу двигунів маніпулятора, складається з блока управління 14 електродвигуном 12, блока управління 15 електродвигуном 9 та загальної системи регулювання 16 з регуляторами параметрів сумісної роботи електродвигунів, за допомогою якої виконується вибір режимів та здійснюється програмування циклу роботи двигунів. Результати випробувань маніпулятора з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни і аналізу отриманих результатів показали, що рівномірність товщини шару наплавленого металу покращується на 10-15 %, на 40-45 % збільшується ширина наплавленого валика та на 30-35 % зменшується глибина проплавлення основного металу виробу. Цей пристрій придатний для наплавлення виробів типу тіл обертання, а також тонких та призматичних тіл. Застосування даного запропонованого пристрою в машинобудуванні при зварюванні або наплавленні, дасть значний економічний ефект в підвищенні ресурсу роботи виробів за рахунок покращення рівномірності товщини шару наплавленого металу, а також за рахунок зменшення кількості основного металу в наплавленому. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Універсальний маніпулятор з можливістю низькочастотної вібраційної обробки зварювальної ванни, який складається зі станини, поворотного столу, планшайби, механізму нахилу та механізму обертання планшайби, який відрізняється тим, що механізм нахилу та механізм обертання планшайби обладнані вентильними електроприводами та блоком керування. 2 UA 80823 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3