Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту

Реферат: Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту містить привід, виконаний у вигляді генератора імпульсних переміщень. Генератор імпульсних переміщень містить електродвигун з закріпленим на його валу диском і сепаратором з роликами та ударник. При цьому осі диска, сепаратора та роликів паралельні осі електродного дроту, а ролики встановлені у пазах сепаратора з кроком не менше їх діаметра. Ударник розміщений перпендикулярно до роликів сепаратора і має контакт зі штоком, на протилежному кінці якого є вилка, з'єднана з ударним роликом, який упирається в електродний дріт. Шток оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсних поперечних переміщень електродного дроту. UA 95030 U (12) UA 95030 U UA 95030 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 (Кравцов Т.Г., Севрюков В.В. Ультразвуковая обработка судовых деталей и сварных конструкций: Монография. - Николаев: УГМТУ, 2001. 126 с., рис. 7.1 на с. 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 (патент РФ № 2257983 (RU), МПК В23К 9/00, В23К 10/00, 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 крупнокрапельного з короткими замиканнями дугового проміжку до дрібнокрапельного та струминного переносу. Перенос металу здійснюється лише тоді, коли діаметр краплі стає більшим за діаметр електродного дроту ("Автоматизация сварочных процессов". / Под ред. В.К. Лебедева, В.П. Черныша. - К.: Вища школа, Головное изд-во, 1986. - 296 с., с. 82-83). 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 того, 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 імпульсних, поперечних переміщень електродного дроту. Подавання електродного дроту у зону зварювання, в якій при додатковому механічному впливові на зварювальний дріт у вигляді імпульсного поперечного переміщення останнього забезпечується стабільне та регульоване відділення розплавленого шару з торця електродного дроту, дозволяє отримати необхідну висоту наплавленого металу при зниженні частки участі основного металу в металі наплавленого шару, що підвищує експлуатаційні характеристики наплавлених виробів. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для імпульсного переміщення електродного дроту у процесі подавання електродного дроту у зону зварювання переміщує у поперечному напрямку торець електродного дроту відносно поверхні зварювальної ванни за допомогою приводу, виконаного у вигляді генератора імпульсного поперечного переміщення, який оснащений електродвигуном, що має на валу диск, вісь якого паралельна осі електродного дроту, з розташованим на ньому сепаратором з роликами, осі яких паралельні осі електродного дроту, і ударник, розташований перпендикулярно роликам сепаратора та зв'язаний штоком з вилкою, з'єднаною з ударним роликом, що має контакт з електродним дротом, причому ролики розміщені в пазах сепаратора з кроком не менше діаметра роликів, при цьому шток оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсного поперечного переміщення електродного дроту. Фізика процесу полягає в відділенні розплавленого шару металу з торця електродного дроту за рахунок сил інерції при його механічних коливаннях у широкому діапазоні частот внаслідок імпульсного переміщення торця електродного дроту відносно поверхні зварювальної ванни та перенесенні розплавленого металу у вигляді крапель у зварювальну ванну без замикання дугового проміжку. Очікуваний ефект полягає у тому, що глибина проплавлення основного металу та частка його участі у наплавленому шарі має знизитися порівняно з прототипом на 10…20 %, продуктивність наплавлення зростатиме на 15…20 %; при цьому знижується небезпечність пропалин основного металу при зварюванні тонких листів під флюсом. На кресленнях наведена принципова схема пристрою: на фіг. 1 показано переріз пристрою по вертикальній осі електродного дроту; на фіг. 2 показано переріз пристрою по А-А на фіг. 1. 1 UA 95030 U 5 10 15 20 25 30 Пристрій для імпульсного переміщення електродного дроту 1, до складу якого входить привід, виконаний у вигляді генератора імпульсного переміщення, який містить електродвигун 2 з закріпленим на його валу диском 3 та сепаратором 4 з роликами 5, причому осі диска 3, сепаратора 4 та роликів 5 паралельні осі електродного дроту 1, а ролики 5 розміщені в пазах сепаратора 4 з кроком не менше їх діаметра, і ударник 6, який розміщений перпендикулярно роликам 5 сепаратора 4 та має контакт зі штоком 7, який на протилежному кінці має вилку 8, з'єднану з ударним роликом 9, що упирається в електродний дріт 1, причому шток 7 оснащений зворотною пружиною 10 та гайкою 11 для регулювання амплітуди імпульсних поперечних переміщень електродного дроту 1. Прикладами виконання є електродвигун постійного струму типу МУ100АП потужністю 150 Вт і ролики підшипників кочення. Пристрій працює наступним чином. Електродний дріт 1 розміщують між подавальними роликами в контакті з ударним роликом 9. Електродвигун 2 обертає всередині корпусу пристрою диск 3, який переміщує встановлені в сепараторі 4 ролики 5. Ролики 5 впливають на ударник 6, виконаний, наприклад, у вигляді підшипника, що упирається у шток 7, і переміщує його поперечно осям диска 3, сепаратора 4, роликів 5 та осі електродного дроту 1. Шток 7, який на протилежному ударнику 6 кінці має вилку 8, механічно впливає на ударний ролик 9 і переміщує його у поперечному до осі електродного дроту 1 напрямку. Через те, що ролики 5 розміщені у пазах сепаратора 4 з кроком не менше діаметра роликів 5, ударний ролик 9 в імпульсі руху механічно впливає на електродний дріт 1 і він здійснює поперечні коливання. Вилка 8, шток 7 та ударний ролик 9 повертаються у вихідне положення за допомогою зворотної пружини 10. Регулювання амплітуди імпульсного механічного впливу ударника 6, штока 7, вилки 8 та ударного ролика 9 на електродний дріт 1 здійснюється за допомогою гайки 11. Завдяки дії сил інерції тонкий шар розплавленого металу відділяється від торця електродного дроту і у вигляді краплі переноситься у зварювальну ванну під дією сили тяжіння та електродинамічних сил у зварювальній дузі. Занурення електродного дроту у шар флюсу усуває розбризкування крапель металу. Відсутність електричного контакту електродного дроту з деталями, що зварюють, знижує глибину проплавлення основного металу та частку його участі в наплавленому шарі, що підвищує експлуатаційні характеристики наплавлених виробів та продуктивність наплавлення. Порівняно з прототипом частка участі основного металу у наплавленому знижується на 10…20 %, продуктивність наплавлення зростає на 15…20 %. При цьому знижується небезпечність пропалин основного металу при зварюванні тонких листів під флюсом. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Пристрій для імпульсних переміщень електродного дроту, що містить привід, виконаний у вигляді генератора імпульсних переміщень, який відрізняється тим, що генератор імпульсних переміщень містить електродвигун з закріпленим на його валу диском і сепаратором з роликами, причому осі диска, сепаратора та роликів паралельні осі електродного дроту, а ролики встановлені у пазах сепаратора з кроком не менше їх діаметра, та ударник, який розміщений перпендикулярно до роликів сепаратора і має контакт зі штоком, на протилежному кінці якого є вилка, з'єднана з ударним роликом, який упирається в електродний дріт, причому шток оснащений зворотною пружиною та гайкою для регулювання амплітуди імпульсних поперечних переміщень електродного дроту. 2 UA 95030 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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