Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту

Реферат: Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту складається із приводу, виконаного у вигляді генератора імпульсних переміщень. Генератор імпульсних переміщень містить електродвигун, з'єднаний з диском, закріпленим на валу, вісь якого паралельна осі електродного дроту, а торці диска перпендикулярні осі електродного дроту, постійні магніти прямокутного або круглого перерізу, розташовані радіально у пазах диска так, що їх однойменні полюси спрямовані до центра диска, та ударник з закріпленим постійним магнітом на кінці, оберненим до диска, та вилкою на протилежному кінці, причому постійний магніт на ударнику встановлений опозитно постійним магнітам диска, а ударник, оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсних переміщень електродного дроту, через вилку зв'язаний з ударним роликом, який упирається в електродний дріт, при цьому постійні магніти диска встановлені в пазах з кроком не менше ширини чи діаметра їх торця. UA 93539 U (12) UA 93539 U UA 93539 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до машинобудування та може бути використана для керування процесом перенесення електродного металу через зварювальну дугу. Відомо про пристрій для введення механічних коливань у зварювальну ванну через основний метал та різні проміжні ланки від генератора ультразвукових коливань, що має безпосередній контакт з основним металом (див. Кравцов Т.Г., Севрюков В.В. Ультразвуковая обработка судовых деталей и сварных конструкций: Монография. - Николаев: УГМТУ, 2001. 126 с., рис. 7.1. на стор. 90). Але цей пристрій не знайшов широкого застосування внаслідок великого розсіювання енергії в металі, погіршення зовнішнього вигляду зварного шва та можливості утворення у наплавленому металі гарячих тріщин через значну відстань місця впливу ультразвукових коливань від поверхні зварювальної ванни. Найбільш близьким за технічною суттю, суттєвим ознакам та позитивному ефекту є пристрій для подавання електродного дроту в зону зварювання та керування електричною дугою (див. 7 патент РФ № 2257983 (RU), МПК В23К9/00, В23К10/00, опубл. 10.08.2005) при електродуговій обробці матеріалів, причому керування електричною дугою включає формування дугового розряду в зазорі між катодом, розміщеним у газоподавальному соплі інструменту для електротермічної обробки матеріалів та оброблюваним матеріалом, та обдув дугового розряду газовим потоком з високим рівнем турбулентності. Розміри крапель металу при підвищенні густини струму зменшуються, а частота їх переходу з торця електродного дроту у зварювальну ванну зростає, причому відбувається послідовний перехід від крупно крапельного з короткими замиканнями дугового проміжку до дрібно крапельного та струминного переносу. Перенос металу здійснюється лише тоді, коли діаметр краплі стає більшим за діаметр електродного дроту (див. с. 82…83 у книзі "Автоматизация сварочных процессов". / Под ред. В.К. Лебедева, В.П. Черныша. - К.: Вища школа, Головное изд-во, 1986. - 296 с.). Але цей пристрій реалізує процес зварювання у захисних газах з частими короткими замиканнями дугового проміжку, які сприяють підвищеному розбризкуванню металу і, як наслідок, зростанню втрат електродного металу та трудомісткості робіт по зачищенню колошовної зони від бризок. Крім цього пристрій не дозволяє активно керувати розмірами крапель електродного металу та моментом часу їх відділення з торця електродного дроту. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для активного керування процесом перенесення металу через дуговий проміжок шляхом створення імпульсних механічних поперечних переміщень електродного дроту. Періодичний імпульсний механічний вплив на електродний дріт забезпечує стабільне відділення з торця електродного дроту розплавленого шару металу та перенесення його у вигляді крапель певного розміру у зварювальну ванну, за рахунок чого реалізується можливість керування розмірами зварного шва та продуктивністю процесу наплавлення. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту в процесі подавання електродного дроту в зону зварювання переміщує у поперечному напрямку торець електродного дроту відносно поверхні зварювальної ванни за допомогою вібраційного приводу, виконаного у вигляді генератора імпульсних переміщень, який містить електродвигун, з'єднаний з диском, закріпленим на валу, вісь якого паралельна осі електродного дроту, постійні магніти прямокутного або круглого перерізу, встановленірадіально у пазах диска з кроком не менше ширини чи діаметра їх торця і розташовані так, що їх однойменні полюси спрямовані до центра диска, та ударник з закріпленим постійним магнітом на кінці, оберненим до диска, та вилкою на протилежному кінці, причому постійний магніт на ударнику встановлений опозитно постійним магнітам диска, а ударник, оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсних переміщень електродного дроту, через вилку зв'язаний з ударним роликом, який упирається в електродний дріт. Фізика процесу полягає у примусовому відділенні шару розплавленого металу з торця електродного дроту під дією сил інерції при імпульсному вібраційному поперечному переміщенні електродного дроту відносно поверхні оброблюваного виробу у широкому діапазоні частот та перенесенні відділеного шару у вигляді крапель у зварювальну ванну без замикання дугового проміжку. Очікуваний ефект полягає в тому, що порівняно з прототипом продуктивність наплавлення зростатиме на 15…20 %, а глибина проплавлення основного металу та частка його участі у наплавленому металі має знизитися на 10…20 %; при цьому знижується небезпечність виникнення пропалин металу при зварюванні тонких листів під флюсом. На кресленні наведена принципова схема пристрою: - на фіг. 1 показано переріз пристрою по вертикальній осі електродного дроту; - на фіг. 2 показано переріз пристрою по А-А. 1 UA 93539 U 5 10 15 20 25 30 35 Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту 1, який складається із приводу, виконаного у вигляді генератора імпульсних переміщень, що містить електродвигун 2, з'єднаний з диском 3, закріпленим на валу, вісь якого паралельна осі електродного дроту 1, а торці диска 3 перпендикулярні осі електродного дроту, постійні магніти 4 прямокутного або круглого перерізу, розташовані радіально у пазах диска 3 так, що їх однойменні полюси спрямовані до центра диска, та ударник 5 з закріпленим постійним магнітом 6 на кінці, оберненим до диска, та вилкою 7 на протилежному кінці, причому постійний магніт 6 на ударнику встановлений опозитно постійним магнітам 4 диска, а шток, оснащений зворотною пружиною 8 та гайкою 9 для регулювання амплітуди імпульсних переміщень електродного дроту 1, через вилку 7 зв'язаний з ударним роликом 10, який упирається в електродний дріт 1, при цьому постійні магніти 4 диска встановлені в пазах з кроком не менше ширини чи діаметра їх торця. Прикладами виконання є електродвигун типу МУ 100АП потужністю 150 Вт та постійні самарій-кобальтові магніти марок СмК-1….СмК-5 з робочою температурою tpoб=250….350 °C. Пристрій працює наступним чином. Електродний дріт 1, що безперервно подається за допомогою подавальних роликів, знаходиться в контакті з ударним роликом 10. Електродвигун 2 обертає диск 3, який переміщує постійні магніти 4 по внутрішній поверхні корпусу пристрою. Через те, що постійні магніти 4 розміщені радіально у пазах диска 3 так, що їх однойменні полюси спрямовані до центра диска 3, а торець диска 3 перпендикулярний осі електродного дроту 1, вони взаємодіють з постійним магнітом 6 у момент співпадання їх поздовжніх осей. Однойменні полюси магнітів відштовхуються, в результаті чого переміщується ударник 5 з вилкою 7, зв'язаною з ударним роликом 10, який впливає на електродний дріт 1. Далі, коли постійні магніти 4 і 6 розходяться, пружина стискання 8 повертає вилку 7, ударник 5 та постійний магніт 6 у вихідний стан. Через те, що постійні магніти 4 розміщені в пазах диска 3 з кроком рівним чи більше ширини чи діаметра їх торця, то ударний ролик 10 періодично імпульсно впливає на електродний дріт 1 і він здійснює поперечні коливання. Під дією сил інерції тонкий шар розплавленого металу у вигляді краплі відділяється з торця електродного дроту та під дією сили тяжіння та електродинамічних сил переноситься у зварювальну ванну. Розміщення електродного дроту 1 під шаром флюсу виключає розбризкування крапель металу, примусове відділення тонкого шару розплавленого металу з торця електродного дроту підвищує продуктивність процесу наплавлення, відсутність електричного контакту електродного дроту з поверхнею зварювальної ванни знижує глибину проплавлення основного металу та частку його участі в наплавленому шарі, що знижує небезпечність виникнення пропалин при зварюванні тонких листів під флюсом. Продуктивність наплавлення зростає на 15…20 %, а глибина проплавлення основного металу та частка його участі у наплавленому металі знижується на 10….20 % порівняно з прототипом. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту, який складається із приводу, виконаного у вигляді генератора імпульсних переміщень, який відрізняється тим, що генератор імпульсних переміщень містить електродвигун, з'єднаний з диском, закріпленим на валу, вісь якого паралельна осі електродного дроту, а торці диска перпендикулярні осі електродного дроту, постійні магніти прямокутного або круглого перерізу, розташовані радіально у пазах диска так, що їх однойменні полюси спрямовані до центра диска, та ударник з закріпленим постійним магнітом на кінці, оберненим до диска, та вилкою на протилежному кінці, причому постійний магніт на ударнику встановлений опозитно постійним магнітам диска, а ударник, оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсних переміщень електродного дроту, через вилку зв'язаний з ударним роликом, який упирається в електродний дріт, при цьому постійні магніти диска встановлені в пазах з кроком не менше ширини чи діаметра їх торця. 2 UA 93539 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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