Електродотримач для ручного дугового зварювання

1. Електродотримач для ручного дугового зварювання, який містить закриту ковпачком головку з некрізними отворами під електрод, контактним елементом усередині, жорстко закріпленим на ній маховичком, нагвинчену на змонтований в рукоятці струмопідвід, що з'єднаний з кабелем, який відрізняє ться тим, що контактний елемент виконаний у формі стрижня з головкою і розміщений стрижнем в отворі, який виконаний співвісно різьбовому отвору головки між цим отвором і отвора C2 2 (19) 1 3 84994 Недоліками відомого електродотримача є відносно швидкий втомний злам кабелю біля торця рукоятки, значна закритість для охолоджування його елементів, невелика площа дійсного електричного контакту, що не ослабляється, кабелю з електродотримачем, заклинювання гвинтових пар при попаданні в них крапель при зварці, вигорання ізоляції головки, ковпачка і корпусу, неспіввісна з втулкою і струмопідвідним стрижнем дія сили на електрод з боку втулки при закріпленні електроду і видаленні огарка, і як наслідок, поява сил, протидіючих цим операціям. Найбільш близьким до того, що заявляється є електродотримач, що містить корпус з рукояткою і струмопідводом і головку з отворами під електрод, сполучену з струмопідводом за допомогою різьблення, при цьому електродотримач забезпечений контактним наконечником з фаською, встановленим на кінці струмопідводу з можливістю осьового обертання, а отвори під електрод виконані зміщеними щодо осі головки [Авторское свидетельство СССР №685456. Кл. В23К9/28, Б.И. №34, 1979]. Недоліками відомого електродотримача є відносно швидкий втомний злам кабелю біля торця рукоятки, надто слабка фіксація електроду і особливо тонкого в електродотримачеві внаслідок проявлення при закріпленні значної сили тертя між електродом і головкою у її циліндричному отворі і протидіючого моменту сил із-за не співвісного з головкою і струмопідводом стиснення контактного наконечника і електрода, закритість для охолодження елементів електродотримача, ослаблення при роботі електричного контакту кабелю з електродотримачем, що викликає значну величину відношення його маси до номінального зварювального струму, заклинювання різьбового з'єднання головки з струмопідвідом унаслідок попадання в нього крапель при зварці, створення вигорілою ізоляцією у вхідного отвору під електрод і металевими краплями при зварці електричного замикання між головкою і захисним мідним ковпачком, вигин прутка і руйнування обмазки тонких електродів при їх закріпленні, можливість заведення електроду в електродотримач тільки при верхньому положенні головки. Поставлено завдання - удосконалити електродотримач для ручного дугово го зварювання шляхом зміни форми, конструкції, взаємного розташування деяких елементів і введенням додаткових, що дозволить уповільнити втомний злам кабелю біля торця рукоятки, підвищити зусилля закріплення електроду, збільшити поверхню тепловіддачі елементів електродотримача і площу дійсного електричного контакту, що не ослабляється, кабелю з електродотримачем, що зменшить відношення маси електродотримача до номінального зварювального струму, запобігти заклинювання різьбового з'єднання головки і струмопідводу із-за попадання в нього крапель при зварці, вилучити вигорання ковпачка, розмістити точку додатку сили на електрод при його закріпленні на осі головки з струмопідводом, що зменшить момент сили, протидіючий виконанню операцій закріплення електроду і викиду огарка, уникнути вигинання прутка і руйнування обмазки тонких електродів при їх за 4 кріпленні, заводити електрод для закріплення при всіх просторових положеннях електродотримача. Поставлене завдання досягається тим, що в електродотримачеві для ручного дугового зварювання, що містить закриту ковпачком головку з некрізними отворами під електрод, контактним елементом усередині, жорстко закріпленим на ній маховичком нагвинчену на змонтований в рукоятці струмопідвід, з'єднаний з кабелем, згідно винаходу між різьбовим отвором головки і отворами під електрод співвісно виконаний отвір під стрижень контактного елементу, причому контактний елемент у формі стрижня з головкою розміщений стрижнем в отворі з можливістю осьового переміщення і виходу верхньою частиною в отвори під електрод, на нижній частині стрижня, розміщеній в різьбовому отворі, надіта пружина, яка одним кінцем притискує контактний елемент головкою до торця струмопідводу, а іншим уперта в дно різьбового отвору, до то го ж на маховичку жорстко закріплений без контакту з головкою ковпачок з отворами на межі з маховичком, при цьому всередині рукоятки струмопідвід виконаний з буртиками, що мають крізні отвори з різьбленням, перпендикулярно його осі, в які укручені гвинти, що розпирають рукоятку в отвори, співвісні гвинтам і що мають діаметр менше, ніж головки гвинтів, а жилки кабелю, симетрично накладені на нижню частину струмопідвіду, жорстко притиснуті до нього у крайнього буртика хомутом, а рештою частини - витками пружно обвитої пружини без можливості ослаблення, і торець рукоятки з кабелем виконаний у вигляді витка із спряженими кінцями. На Фіг.1 зображений описуваний електродотримач з розрізом; на Фіг.2 - головка; на Фіг.3 контактний елемент; на Фіг.4 - струмопідвід. Електродотримач містить діелектричний маховичок 1 з жорстко закріпленими з ним ковпачком 2 і струмопровідною головкою 3, що нагвинчена на струмопідвід 4, змонтований в діелектричній рукоятці 5 і з'єднаний з кабелем 6. У головці 3 зміненої конструкції у верхній частині виконано некрізні отвори 7 і 8 під електрод, в нижній - різьбовий отвір 9 і без різьблення - 10. Між отворами 7, 8 і отвором 9 співвісно виконаний отвір 11, в якому розміщений верхньою частиною стрижень 12 контактного елементу 13 зміненої форми. При цьому осі отворів 7, 8 і 11 перетинаються в одній точці. На нижню частину стрижня 12, розміщену з головкою 14 в різьбовому отворі 9, надітий додатковий елемент - пружина 15, яка одним кінцем притискує контактний елемент 13 головкою 14 до торця 16 струмопідводу 4 зміненої конструкції, а іншим уперта в дно 17 різьбового отвору 9. Взаємне розташування головки 3 і ковпачка 2 іншої конструкції змінено таким чином, що вони не контактують один з одним і з'єднані між собою через маховичок 1. У верхній частині ковпачка 2 виконані отвори 18 (інший не зображений) під електрод напроти відповідних отворів 8 і 7 головки 3 і в нижній отвори 19 на межі з маховичком 1. 5 84994 Струмопідвід 4 виконаний у вигляді стрижня з різьбленням 20 у верхній частині та буртиками 21 і 22 в нижній. У отворі 23 з різьбленням буртика 21 з обох боків укручені гвинти 24 і 25, що розпирають своїми головками рукоятку 5 в отвори 26, що мають діаметр менше, ніж головки гвинтів 24 і 25 (аналогічно і по буртику 22). Отвори буртиків виконані взаємоперпендикулярно, подвійна довжина гвинта 24 або 25 декілька менше внутрішнього діаметру рукоятки 5. Жилки 27 кабелю 6, симетрично накладені на нижню частину струмопідводу 4, жорстко притиснуті до нього у крайнього буртика 22 хомутом 28, а рештою частини - витками пружно обвитої пружини 29 без можливості ослаблення. Торець 30 рукоятки 5 з боку кабелю 6 виконаний іншої форми - у вигляді витка із спряженими кінцями. Ма ховичок 1 служить для дожимання електроду при закріпленні, викидання огарка, запобігання попаданню розплавлених крапель між рукояткою 5 і рукавицею, полегшення захоплення електродотримача з плоскої поверхні, кріплення ковпачка 2. Він може бути виконаний за формою диска з торцевою накаткою, завтовшки і діаметром, сприяючими створенню найбільшого моменту сили при закріпленні електроду. Ковпачок 2 призначений для захисту від випадкового дотику до головки 3, що знаходиться під напругою, зварювача і зварюваємої конструкції, запобігання зайвому нагріву головки 3 від випромінювання зварювальної ванни і газових струменів при зварці у вузьких місцях. Його верхні отвори 7 і 8 служать для введення через них в головку 3 електродів для закріплення, а нижні 19 - для вентиляції і випадання крапель від зварки, щоб уникнути появи електричного містка між ним і головкою 3. Кріплення ковпачка 2, при якому відсутній контакт з головкою 3, дозволяє зробити його з металу з високою теплопровідністю, наприклад, з алюмінію, що виключає вигорання і прилипання до нього крапель при зварці, при цьому охолоджування ковпачка 2 відбувається як зовні, так і з середині. У головку 3 вводяться для закріплення електроди. У ній виконані некрізні отвори 7 і 8 для електроду під кутами, наприклад, 90° і 120° до вісі електродотримача, отвір 11, в якому співвісно переміщається своїм стрижнем 12 контактний елемент 13, торцеві отвори з різьбленням 9 для нагвинчування на струмопідвід 4 і без різьблення - 10. При експлуатації електродотримача отвір 10 повністю або частково межує з гладкою поверхнею на межі з різьбленням 20 струмопідвода 4. Щілина між ними і щілина між поверхнями отвору 11 головки 3 і стрижня 12 контактного елемента виконана мінімальною для запобігання попадання в різьбове з'єднання головки 3 і струмопідвіду 4 крапель при зварці, що виключає його заклинювання. Головка 14 контактного елементу 13 служить як для упору в неї пружини 15, так і зниження тиску на торець 16 струмопідвода 4 з боку контактного елементу 13, виконаного з твердішого матеріалу, ніж прутки електродів. 6 Пружина 15 забезпечує виведення контактного елементу 13 з отворів під електрод 7 і 8 головки 3, тому в них можна заводити електроди при всіх просторових положеннях електродотримача. Розміщення точки додатку сили на електрод на осі головки 3 зменшує момент сили, протидіючий виконанню операцій закріплення електроду і викиду огарка. При цьому не відбувається вигин прутка і руйнування обмазки тонких електродів, торець стрижня 12 відносно глибоко вдавлюється в пруток, створюючи його зворотною стороною значний за площею дійсний електричний контакт з головкою 3, а сам електрод автоматично встановлюється без можливості зрушення в своєму самому верхньому положенні в отворі головки 3 і не торкається ковпачка 2. Буртики 21 і 22 струмопідвода 4 служать для отримання в струмопідводу 4 отворів необхідної глибини, крім того буртик 21 компенсує зменшення поперечного перетину струмопідводу 4 крізним отвором 23, а буртик 22 перешкоджає разом з хомутом 28 зрушенню жилок 27 кабелю 6 з струмопідводу 4. Конструкція кріплення рукоятки 5 до струмопідводу 4 практично повністю відкриває її внутрішню поверхню для охолоджування. Для зменшення маси рукоятки 5, поліпшення охолоджування і підвищення коефіцієнта тертя з рукою зварювача вона може бути виконана з крізними отворами. Торець 30 рукоятки 5 виконаний у вигляді витка із спряженими кінцями. Така форма збільшує шлях тріщини втоми до повного зламу кабелю і відповідно - його термін служби. Нова конструкція приєднання кабелю до електродотримача дозволяє технічно просто отримати надійний і з покращуваним охолоджуванням дійсний електричний контакт на порядок і вище більшою площею. Маса електродотримача в основному залежить від маси головки 3 і струмопідвода 4, поперечний перетин яких визначається електропровідністю і механічною міцністю матеріалу. Ці маси можуть бути малі, враховуючи і значну поверхню тепловіддачі елементів. Площі і зусилля в електричних контактах цієї конструкції електродотримача (зокрема з електродом і кабелем) такі, що вони зебезпечують йому незначний нагрів. Головним чином він походить від джоульова тепла електроду. Всі вище перелічені чинники сприяють низьким нагріву рукоятки і величині відношення маси електродотримача до номінального зварювального стр уму. Електродотримач використовується таким чином. Для зняття рукоятки 5 зі струмопідводу 4 всі гвинти через отвори рукоятки рівномірно укручують до упору один в одного. Знявши рукоятку, жилки 27 кабелю 6 симетрично укладають на струмопідвід 4 згідно Фіг.1 і жорстко обжимають хомутом 28 і пружиною 29 без можливості їх ослаблення. Потім надягають рукоятку 5 на стр умпопідвід 4, зорієнтувавши її отвори на головки гвинтів, 7 84994 і викручують останні до повного упору в рукоятку співвісну зі струпопідводом 4. Для закріплення електроду електродотримач тримають за рукоятку 5, наприклад, правою рукою, а лівою обертають маховичок 1 до виведення стрижня 12 контактного елементу 13 з отворів 7 і 8 головки 3 настільки, щоб в них міг зайти електрод. Після цього лівою рукою його заводять через отвір в ковпачку 2 у відповідний отвір головки 3 до упору, і нагвинчують головку 3 електродом, продовжуючи упирати його в дно отвору, на струмопідвід 4 до легкого затиску. При нагвинчені стискається пружина 15 і контактний елемент 13 упирається в електрод. Далі лівою рукою, відпустивши електрод, провертають з силою маховичок 1 в тому ж напрямі настільки, наскільки це можливо. Таке дожимання електроду виключає силу тертя між електродом і головкою 3, що має місце при повному закріпленні електроду безпосередньо рукою і що викликає негайне ослаблення контакту між електродом і 8 електродотримачем відразу ж після відпускання електроду. Після цього проводять зварку. Зварювальний струм протікає по ланцюгу "кабель 6 - струмопідвід 4 - головка 3 - електрод", струм же через контактний елемент 13 і пружину 15 зневажливо малий. Для видалення огарка електродотримач орієнтують огарком вертикально вниз і, притримуючи лівою рукою маховичок 1, провертають правою рукоятку 5 у зворотному напрямі до випадання огарка під власною вагою. Потім цикл повторюється. Запропонований електродотримач дозволить підвищити продуктивність і якість робіт, що виконуються ручним дуговим зварюванням як одинарними покритими електродами, так і пучковими [Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. Вып.21 - Алчевск: ДонГТУ, 2006 - 254с.] і понизити собівартість цих робіт. 9 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 84994 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601