ЭЛЕКТРОДНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКИ Российский патент 1996 года по МПК B23K11/06 

Изобретение относится к оборудованию для ремонта деталей машин и, в частности, к электродным головкам для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала.

Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому техническому результату к описываемой является электродная головка для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала, содержащая установленную с возможностью продольного перемещения относительно оси наплавляемого вала клещевину с осевым и радиальным каналами и роликовый электрод, смонтированный на стержне, установленном консольно в осевом канале клещевины, при этом на наружной поверхности стержня выполнена канавка, а в радиальном канале клещевины установлен фиксатор для взаимодействия со стержнем [1]
Однако известная головка не обладает достаточной надежностью, поскольку при упоре роликового электрода в галтель вала в системе электрод-клещевина возникают значительные нагрузки, которые могут привести к поломке элементов этой системы и позволяют достигнуть удобства работы головки, поскольку при визуальном наблюдении за перемещением роликового электрода вдоль вала работа оператора осложняется, особенно при наплавке коленчатых валов, что в конечном счете приводит к снижению производительности труда.

Техническим результатом, на достижение которого направлена описываемая головка, является повышение ее надежности, повышение удобства работы с ней и увеличение производительности труда при ее использовании.

Для достижения указанного технического результата в известной электродной головке для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала, содержащей установленную с возможностью продольного перемещения относительно оси наплавляемого вала клещевину с осевым и радиальными каналами и роликовый электрод, смонтированный на стержне, установленном консольно в осевом канале клещевины, при этом на наружной поверхности стержня выполнена канавка, а в радиальном канале клещевины установлен фиксатор для взаимодействия со стержнем, который установлен с возможностью поворота в осевом канале клещевины, канавка стержня выполнена винтовой с углом наклона винтовой линии, равным углу самоторможения, причем на клещевине смонтирован выключатель для управления приводами вращения наплавляемого вала и продольного перемещения клещевины и поводок, установленный с возможностью взаимодействия одним концом с канавкой стержня, а другим с выключателем.

Предложенное решение поясняется чертежами, где изображено:
на фиг. 1 общий вид электродной головки для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала;
на фиг. 2 расположение спиральной канавки на стержне;
на фиг. 3 промежуточное положение роликового электрода в процессе наплавки прямолинейного участка цилиндрической поверхности шейки вала;
на фиг. 4 относительное положение поводка и рычага выключателя, соответствующее положению роликового электрода на фиг. 3;
на фиг. 5 крайнее положение (при упоре в галтель) роликового электрода в конце процесса наплавки шейки;
на фиг. 6 относительное положение поводка и рычага выключателя, соответствующее положению электрода на фиг. 5.

Электродная головка для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала содержит клещевину 1, в осевом канале 2 которой консольно смонтирован стержень 3 головки. На другом (свободном) конце 4 стержня 3 установлен при помощи оси 5 роликовый электрод 6. Стержень смонтирован с возможностью поворота в осевом канале 2 клещевины, которая выполнена с радиальным каналом 7. В канале размещен фиксатор клещевины 1 относительно стержня, выполненный, например, в виде болта 8, конец которого входит в винтовую канавку 9, выполненную на стержне. Канавка наклонена относительно диаметральной плоскости 10, проходящей через канал 7, в сторону роликового электрода 6 на угол, равный углу самоторможения пары стержень-фиксатор. Для уменьшения трения между болтом 8 и канавкой 9, между последней и концом болта может быть установлен шарик. На стержне в зоне его выхода из клещевины 1 установлен поводок 11, а на клещевине 1 установлен выключатель, выполненный, например, в виде корпуса 12, в котором на кронштейне 13 при помощи оси 14 шарнирно смонтирован рычаг, один конец 15 которого нагружен пружиной 16 и выступает из корпуса. Другой конец 15 которого нагружен пружиной 16 и выступает из корпуса. Другой конец 17 рычага взаимодействует с подвижным контактом 18, нагруженным пружиной 19 и воздействующим на клеммы 20 цепи питания привода вращения наплавляемого коленчатого вала 21 и привода перемещения клещевины 1 вдоль оси шейки 22 вала, имеющей галтель 23.

Электродная головка работает следующим образом. Для осуществления процесса наплавки шейки коленчатого вала посредством привода в виде силового цилиндра (не показан) приводят клещевину 1 до соприкосновения роликового электрода с поверхностью направляемой шейки 22 в зоне, прилежащей к ее галтели. Затем посредством приводов (не показаны) осуществляют вращение наплавляемого коленчатого вала 21 и перемещение клещевины 1 с роликовым электродом 6 вдоль оси вала в направлении, противоположном галтели. При этом во всех промежуточных положениях роликового электрода 6 относительно шейки, одно из которых показано на фиг. 3, конец 15 рычага будет располагаться с зазором относительно поводка 11, а контакт 18 под действием пружины 19 замыкает клеммы 20. В процессе этого перемещения возникает момент , где Q - осевое усилие перемещения роликового электрода 6 по поверхности шейки; f - коэффициент трения между поверхностью роликового электрода и поверхностью шейки 22 вала; D диаметр роликового электрода 6. В этом случае момент М₁ будет равен моменту М₂, который возникает при контакте конца болта 8 со спиральной канавкой 9 стержня. Момент , где P усилие затяжки болта 8, а d диаметр стержня головки. При соприкосновении ролика 6 с галтелью 23 (фиг. 5) величина осевого усилия, действующего на роликовый электрод 6 резко возрастает и величина момента М₂ также резко увеличивается, так, что момент М₂ становится больше момента М₁. В результате такого соотношения моментов роликовый электрод 6 вместе со стержнем повернется относительно клещевины 1 так, что поверхность канавки 9 будет проскальзывать по концу стержня болта 8. При этом поводок 11 нажимает на конец 15 рычага и сжимает пружину 16, а сам рычаг, поворачиваясь на оси 14, нажимает своим концом 17 на контакт 18, размыкая цепь питания приводов вращения наплавляемого вала и перемещения клещевины вдоль оси вала. Величина угла "ρ" наклона канавки 9 выбрана из соображения стабильных условий работы при движении роликового электрода 6 на прямолинейном участке шейки так, что колебания величины коэффициента трения в процессе наплавки не будут влиять на устойчивую работу головки. Для приведения головки в исходное положение ослабляют затяжку болта 8, поворачивают роликовый электрод 6 вместе со стержнем относительно клещевины так, что плоскость электрода 6 будет располагаться перпендикулярно оси наплавляемого вала 21 и вновь затягивают болт с тарированным усилием.

Описанная конструкция электродной головки обеспечивает повышение ее надежности, удобство работы с ней и увеличение производительности труда при ее использовании.

Использование. Электроконтактная наплавка цилиндрической поверхности ступенчатого вала. Сущность изобретения. Электродная головка содержит клещевину 1 с осевым 2 и радиальным 7 каналами. В осевом канале клещевины установлен консольно с возможностью поворота стержень 3 с роликовым электродом 6. В радиальном канале установлен фиксатор 8 для взаимодействия со стержнем. В радиальном канале установлен фиксатор 8 для взаимодействия со стержнем. На наружной поверхности стержня выполнена винтовая канавка 9 с углом наклона винтовой линии, равным углу самоторможения. На клещевине смонтирован выключатель 12 для управления приводами вращения наплавляемого вала и продольного перемещения клещевины и поводок 11, взаимодействующий одним концом с канавкой стержня, а другим - с выключателем. Изобретение позволяет повысить надежность электродной головки и удобство работы с ней. 6 ил.

Электродная головка для электроконтактной наплавки цилиндрической поверхности ступенчатого вала, содержащая установленную с возможностью продольного перемещения относительно оси наплавляемого вала клещевину с осевым и радиальным каналами и роликовый электрод, смонтированный на стержне, установленном консольно в осевом канале клевещины, при этом на наружной поверхности стержня выполнена канавка, а в радиальном канале клещевины установлен фиксатор для взаимодействия со стержнем, отличающаяся тем, что стержень установлен с возможностью поворота в осевом канале клещевины, канавка стержня выполнена винтовой с углом винтовой линии, равным углу самоторможения, причем на клещевине смонтирован выключатель для управления приводами вращения наплавляемого вала и продольного перемещения клещевины и поводок, установленный с возможностью взаимодействия одним концом с канавкой стержня, а другим с выключателем.