УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЛАВКИ Российский патент 1996 года по МПК B23K9/04 B23K9/30 

Изобретение относится к области сварки, в частности к оборудованию для механизированной сварки и наплавки.

Известно устройство для наплавки /1/, которое позволяет выполнять наплавку продольными валиками при непрерывном вращении детали. При этом после одного оборота детали включается световой сигнал, а выключение как вращения детали, так и всего процесса наплавки производится человеком.

Известно также устройство /2/, осуществляющее наплавку кольцевыми валиками при непрерывном вращении детали с автоматическим отключением наплавки без участия человека после одного оборота детали. Основным недостатком этого устройства является невозможность многократного прерывистого вращения детали для выполнения наплавки продольными валиками шлицевых, зубчатых и других, аналогичных им поверхностей и необходимость установки шпинделя в определенное исходное положение человеком перед каждой наплавкой.

Известна установка для механизированной наплавки /3/, принятая в качестве прототипа, которая позволяет осуществлять как непрерывное, так и прерывистое вращение детали с возможностью регулирования угла поворота детали и автоматического отключения наплавки после одного оборота детали. Однако известное устройство обладает рядом существенных недостатков. В частности, в устройстве используются два отдельных привода и, следовательно, промежуточные элементы для их стыковки: с гидромотором для непрерывного вращения детали и с гидроцилиндрами и механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное для прерывистого вращения детали, что усложняет и удорожает установку и снижает ее надежность.

Кроме того, перед каждой наплавкой необходимо устанавливать шпиндель в определенное исходное положение, причем эта операция выполняется человеком. Так как указатель исходного положения шпинделя отсутствует, то указанная операция крайне затруднена и требует значительных затрат времени.

При переходе к наплавке детали с другим количеством и расположением наплавляемых поверхностей необходима крайне трудоемкая переналадка сразу нескольких узлов устройства. Его надежность в значительной мере зависит от точности регулировки совместной работы этих узлов.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение ее надежности, сокращение ручного труда и расширение технологических возможностей.

На фиг.1 приведен один из вариантов предлагаемого устройства; на фиг.2 - сечение А А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б Б на фиг.1; на фиг.4 сечение В В на фиг. 1; на фиг.5 схема наплавки единичного кольцевого валика; на фиг.6 схема наплавки продольными валиками; на фиг.7 схема наплавки по винтовой линии.

Устройство содержит корпус 1, привод 2, шпиндель 3, на котором при помощи, например, патрона 4 установлена деталь 5 (фиг.1). Деталь 5, как вариант, имеет шлицы 6 (фиг.4) для наплавки проволокой 7, подаваемой из сварочной головки 8, имеющей возможность перемещаться возвратно-поступательно вдоль поверхности детали 5 от отдельного привода, например, размещенного в сварочной головке 8.

На шпинделе 3 установлено ведущее звено 9 электромагнитной муфты 10 и посредством подшипников 11 размещена втулка 12.

На втулке 12 закреплены стержень 13, указатель 14, ведомое звено 15 электромагнитной муфты 10, кольцо 16 из диэлектрического материала и контакт 17 (фиг. 3), а также имеется отверстие 18 для штифта 19, установленного на коллекторе 20. Коллектор 20 выполнен съемным и закреплен на втулке 12 с помощью фиксатора 21 (показан условно).

На коллекторе 20 установлено кольцо 22 из диэлектрического материала и размещены по окружности контакты, например 23 26 (фиг.2). Причем, например, контакт 23 расположен на одной продольной линии с контактом 17, что предопределено одинаковым расположением контактов 17 и 23 относительно отверстия 18 и штифта 19 соответственно. Количество и размещение контактов 23 26 по окружности коллектора 20 равно и соответствует размещению по окружности детали 5 подлежащих наплавке продольными валиками (в данном случае) шлицев 6 (фиг.4). Контакты 17 и 23 26 электрически соединены посредством втулки 12 с корпусом 1.

С помощью изоляторов 27 и 28 на корпусе 1 установлены скользящие контакты 29 и 30, подпружиненные по направлению к кольцам 16 и 22 соответственно. Скользящий контакт 29 имеет возможность взаимодействовать с контактом 17, а скользящий контакт 30 с контактами 23 26 при вращении втулки 12. Скользящие контакты 29 и 30 установлены таким образом, что находятся в замкнутом состоянии с контактами 17 и 23 соответственно, когда стержень 13 занимает исходное положение, в частности, по отношению к магниту 31, закрепленному на корпусе 1. Наиболее удобным является такое расположение магнита 31 на корпусе 1, при котором исходное положение стержня 13 является вертикальным. На корпусе 1 также установлена шкала 32.

Скользящие контакты 29 и 30 электрически соединены с выключателями 33 и 34. Эти выключатели, а также выключатели 35 и 36, концевые выключатели 37 и 38, на которые может воздействовать в процессе перемещения сварочная головка 8, являются частью электрического управления устройством (схема полностью не показана).

Устройство работает следующим образом.

Перед наплавкой в патроне 4 устанавливается деталь 5. Если деталь 5 имеет, например, шлицевую поверхность, она устанавливается таким образом, чтобы один из подлежащих наплавке шлицев, например 6, находился под проволокой 7 (фиг.4).

На втулке 12 крепится с помощью фиксатора 21 коллектор 20, содержащий, например, контакты 23 26, количество и расположение которых соответствует подлежащим наплавке шлицам. Благодаря отверстию 18 и штифту 19 один из контактов коллектора 20, например 23, займет положение на одной продольной линии с контактом 17.

В исходном состоянии электромагнитная муфта 10 обесточена, ее ведомое звено 15 не взаимодействует с ведущим звеном 9. Стержень 13 находится во взаимодействии с магнитом 31, фиксируя положение втулки 12 таким образом, чтобы контакт 17 находился под скользящим контактом 29 (фиг.3), а контакт 23
под скользящим контактом 30 (фиг.2). Нахождение втулки 12 в исходном состоянии отражается на шкале 32 указателем 14.

Устройство работает в нескольких режимах, обеспечивающих наплавку следующими способами:
1. Наплавка единичного кольцевого валика (фиг.5) при непрерывном вращении детали с автоматической остановкой наплавки после поворота детали на 360^o.

2. Наплавка продольных валиков электродом, движущимся возвратно-поступательно, при прерывистом вращении детали на заданный угол (фиг.6) с автоматической остановкой наплавки после поворота детали на 360^o.

3. Наплавка по винтовой линии наплавка множества кольцевых валиков поступательно перемещающимся электродом при непрерывном вращении детали (фиг.7) с остановкой наплавки выключателем вручную.

Выбор режима работы устройства осуществляется путем включения перед началом наплавки одного из выключателей 33 35.

Работа устройства (наплавка) начинается с перевода выключателя 36 в положение 2, что обеспечивает независимо от выключателей 33 35 пуск подачи сварочной проволоки 7, зажигание дуги и включение электромагнитной муфты 10, а значит, и взаимодействие ведомого звена 15 с ведущим звеном 9.

При этом в первом режиме (предварительно включен выключатель 33) происходит также включение привода 2 через контакт А выключателя 33. Привод 2 начинает вращать шпиндель 3 с деталью 5 и, посредством электромагнитной муфты 10, втулку 12 с коллектором 20, стержнем 13 и указателем 14. При завершении поворота детали 5 на один оборот замыкаются контакт 17 и скользящий контакт 29, в результате чего через контакт Б выключателя 33 подается команда на остановку привода 2 и всех других механизмов.

Во втором режиме через контакт А предварительно включенного выключателя 34 происходит пуск продольного перемещения сварочной головки 8. При достижении сварочной головкой 8 крайнего положения срабатывает концевой выключатель 37 или 38, что приводит к изменению направления перемещения сварочной головки 8 и к включению привода 2 (через контакт Б выключателя 34). В момент замыкания контакта 24 со скользящим контактом 30 через контакт В выключателя 34 подается команда на выключение привода 2 и вращение детали прекращается. При приходе сварочной головки 8 в противоположное крайнее положение работа устройства повторяется.

Следует отметить, что при наплавке зубчатых поверхностей продольное перемещение сварочной головки 8 прерывается на время поворота детали (это обеспечивается непоказанной частью электрической схемы). При наплавке шлицевых и гладких поверхностей перемещение сварочной головки 8 может продолжаться и во время поворота детали, но в этом случае целесообразно скорость поворота детали установить значительно выше скорости перемещения сварочной головки 8.

После совершения деталью 5 одного оборота происходит замыкание контакта 17 со скользящим контактом 29 и подается команда через контакт Г выключателя 34 на остановку наплавки.

Для работы в третьем режиме необходимо предварительно включить выключатель 35. В этом случае наплавка детали будет осуществляться после перевода выключателя 36 в положение 2 до тех пор, пока этот выключатель не будет переведен в положение 1.

Остановка наплавки во всех режимах может быть осуществлена в любое время переводом выключателя 36 в положение 1. При этом дается команда на прекращение подачи проволоки и вращения детали, отключается электромагнитная муфта 10. Ведомое звено 15 перестает взаимодействовать с ведущим звеном 9 и втулка 12 под воздействием стержня 13 поворачивается на подшипниках 11 до тех пор, пока стержень 13 не войдет во взаимодействие с магнитом 31 и не зафиксирует втулку 12 в исходном положении, что будет отражено указателем 14 на шкале 32.

Предложенное техническое решение расширяет технологические возможности устройства, так как позволяет производить наплавку несколькими способами без существенной переналадки, что дает возможность наплавлять на одной установке детали с различными поверхностями.

Наличие программирующего узла в виде съемного коллектора обеспечивает наплавку продольными валиками гладких, шлицевых, зубчатых и иных поверхностей с прерывистым вращением детали с высокой точностью в автоматическом режиме и позволяет быстро и точно производить переналадку устройства для наплавки любого количества шлицев, зубьев и т.п.

Содержащиеся в устройстве электромагнитная муфта, подвижная втулка, стержень и магнит дают возможность автоматически, без участия человека, осуществлять установку коллектора в исходное положение, что сокращает время вспомогательных операций и автоматизирует процесс ведения и окончания наплавки.

Наличие указателя и шкалы позволяет быстро и точно определять положение шпинделя и наплавляемой детали.

Техническое решение устройства обеспечивает как непрерывное, так и прерывистое вращение детали от одного привода, что упрощает конструкцию и повышает надежность.

Следует отметить, что предлагаемое устройство может использоваться как при электродуговой сварке и наплавке, так и при применении других способов, например при лазерной наплавке, плазменном и газоплазменном напылении. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 ЫЫЫ4 ЫЫЫ5 ЫЫЫ6

Использование: механизированная сварка и наплавка. Сущность изобретения: устройство, содержащее привод и установленный в корпусе шпиндель, снабжено электромагнитной муфтой, втулкой, коллектором, скользящими контактами, стержнем, магнитом, указателем и шкалой. На шпинделе установлено ведущее звено электромагнитной муфты и на подшипниках размещена втулка. На втулке закреплены ведомое звено электромагнитной муфты, стержень, указатель и зафиксирован с возможностью съема коллектор. Скользящие контакты, магнит и шкала установлены на корпусе. Устройство обеспечивает наплавку несколькими способами без существенной переналадки, что дает возможность наплавлять на одной установке детали с различным характером поверхностей /гладкие, шлицевые, резьбовые, зубчатые/. Перевод устройства в исходное положение после окончания очередной наплавки выполняется автоматически, без участия оператора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для наплавки, содержащее корпус, сварочный инструмент с приводом перемещения, шпиндель с приводом поворота, узел крепления наплавляемой детали, систему управления со сменным поворотным программирующим узлом, выполненным с расположеными по окружности управляющими элементами в количестве, соответствующем числу наплавляемых участков, и установленным на шпинделе, а также элементом для взаимодействия с управляющими элементами, отличающееся тем, что оно снабжено электромагнитной муфтой с ведомым и ведущим звеньями, установленным на корпусе магнитом и скользящим контактом, а также втулкой с закрепленным на ней стержнем для взаимодействия с магнитом и контактом для взаимодействия с упомянутым скользящим контактом, элемент для взаимодействия с управляющими элементами выполнен в виде второго скользящего контакта, установленного в корпусе, программирующий узел выполнен в виде коллектора с контактами для взаимодействия со вторым скользящим контактом, при этом коллектор установлен на втулке, втулка установлена на шпинделе с возможностью поворота, ведущее звено электромагнитной муфты закреплено на шпинделе, ведомое на втулке, а узел крепления детали закреплен на шпинделе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено шкалой, закрепленной на корпусе, и указателем, установленным на втулке.