МЕХАНИЗМ ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧИ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ Российский патент 1997 года по МПК B23K9/12 

Изобретение относится к технологическому сварочному оборудованию, в частности, к приспособлениям для подачи сварочной проволоки в зону сварки.

Известен механизм подачи сварочной проволоки, содержащий корпус с электромагнитной катушкой, якорь и сердечник, с которым жестко соединены подающие захваты, при этом механизм оснащен размещенной между якорем и сердечником пружиной, а сердечник с закрепленным на нем захватом установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения на заданный шаг под воздействием пружины и электромагнитного поля катушки [1]
Описанный механизм не обеспечивает необходимой стабильности шага подачи проволоки при изменении частоты, что существенно ограничивает его технологические возможности.

Известен механизм импульсной подачи проволоки, содержащий корпус, электромагнитную катушку, якорь, возвратный упругий элемент и зажим для проволоки, выполненный в виде шарнирно закрепленных на якоре рычагов, в котором возвратный упругий элемент выполнен в виде двух упругих шайб с различной жесткостью и связанных с ними промежуточных толкателей, причем эти элементы установлены на якоре с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а возвратный упругий элемент снабжен механизмом регулирования его жесткости [2]
Описанный механизм, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату, принят за прототип.

Основным недостатком известного механизма является нестабильность шага подачи проволоки из-за взвешенного состояния якоря, а так же из-за меняющегося сопротивления, возникающего при проталкивании проволоки через направляющий шланг и мундштук, что приводит к нарушению режима сварки и, в конечном итоге, сказывается на производительности труда и качестве сварного шага.

Цель изобретения оптимизация частотно-амплитудных характеристик механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в механизме импульсной подачи сварочной проволоки, содержащем корпус с сердечником, электромагнитную катушку, якорь с хвостовиком, расположенный в корпусе между сердечником и упором, возвратный упругий элемент, выполненный в виде нескольких упругих элементов и связанных с ними промежуточных ограничителей, размещенных на хвостовике якоря, и зажим для проволоки, сердечник установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации относительно корпуса, электромагнитная катушка снабжена дополнительной обмоткой со встречно-навитыми витками, при этом упругие элементы выполнены в виде пластин одинаковой жесткости, промежуточные ограничители в виде резьбовых гаек, сердечник и упор снабжены демпфирующими вставками.

На чертеже изображен общий вид заявляемого механизма, его продольный разрез.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки содержит корпус 1 с сердечником 2, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения путем ввертывания его резьбового конца в корпус 1 и фиксации в каком-то положении болтом 3 относительно корпуса 1. Электромагнитная катушка 4 снабжена дополнительной обмоткой 5, имеющей витки, встречно навитые виткам катушки 4, в результате чего создающийся магнитный поток, направлен против магнитного потока, создаваемого катушкой 4. Механизм снабжен возвратным элементом в виде набора упругих пластин 6 одинаковой жесткости, снабженных индивидуальными ограничителями в виде резьбовых гаек 7, навернутых на хвостовик 8 якоря 9. Якорь 9 расположен в корпусе 1 механизма между сердечником 2 и упором 10, снабженными демпфирующими вставками 11 и 12 соответственно. Зажим для проволоки 13 выполнен в виде шарикового захвата 14 (или какой-то другой конструкции), прикрепленного к хвостовику 8 якоря 9 и аналогичного захвата 15, закрепленного на сердечнике 2.

Механизм импульсной подачи проволоки работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку электромагнитной катушки 4 якорь 9, преодолевая усилие набранного из упругих пластин 6 возвратного элемента, притягивается к сердечнику 2, при этом силу удара демпфирует вставка 11, изготовленная из эластомера, которая одновременно и снижает шум во время работы механизма. При движении якоря 9 в сторону сердечника 2 хвостовик 8 тянет за собой захват 14, который беспрепятственно скользит по проволоке 13, и гайки 7, производя изгиб пластин 6, увеличивая усилие возврата. При этом усилие возврата или жесткость пластин 6 предварительно настраивают на определенную величину положением гаек 7 на хвостовике 8 якоря 9. Величина усилия возврата пластин 6 в исходное положение должна быть больше (или равна) силы сопротивления (трения), препятствующего проволоке 13 проходить через направляющий шланг и мундштук (на черт. не показаны) в зону сварки. В момент прижатия якоря 9 к сердечнику 2 завершается первый цикл работы механизма. Во время этого цикла захват 15 находится в заклиненном состоянии и удерживает проволоку 13 неподвижно относительно корпуса 1, а захват 14 свободно скользит по проволоке 13 вслед за якорем 9. После завершения первого цикла обмотку катушки 4 обесточивают, а на обмотку дополнительной катушки 5 подают короткий импульс, который создает встречный магнитный поток начинается второй цикл работы механизма. После подачи короткого импульса на обмотку катушки 5, созданный ею магнитный поток перемагничивает якорь 9 и в то же время за счет высокой скорости нарастания тока сообщает якорю 9 дополнительный (к усилию пластин 6) импульс энергии, направленный в сторону действия пластин 6. При этом импульс тока на обмотку катушки 5 должен быть настолько коротким, чтобы не препятствовать движению якоря 9 в сторону действия пластин 6 после снятия остаточного магнитного потока катушки 4 и "рассасывания" петли гистерезиса. Из-за полученного импульса, т.е. снятия остаточного магнитного потока, происходит более быстрое отпускание якоря 9, который под действием пластин 6 возвращается в исходное положение. Энергия удара и шум при работе якоря 9 об упор 10 корпуса 1 поглощается демпфирующей вставкой 12. Во время возврата якоря 9 в исходное положение шариковый захват 14 заклинивается, а захват 15 свободно скользит по проволоке 13, в результате чего проволока 13 перемещается в зону сварки через направляющий шланг и мундштук.

Амплитуда колебания якоря 9 регулируется перемещением сердечника 2 в корпусе 1 с последующей фиксацией болтом 3.

Усилие проталкивания проволоки 13 в направляющий шланг и мундштук регулируется жесткостью упругих пластин 6, которая в свою очередь, регулируется положением гаек 7 на хвостовике 8 якоря 9, т.е. степенью изгиба пластин 6.

За счет сокращения времени отпускания якоря 9 появляется возможность расширить диапазон регулирования частоты его колебаний.

Регулирование амплитуды перемещения и расширение диапазона регулирования частоты колебания якоря 9 позволяет оптимизировать частотно-амплитудные характеристики механизма и тем самым положительно влиять на процесс сварки.

При использовании заявленного механизма повышается производительность труда, улучшается качество сварного шва, появляется возможность унифицировать упругие элементы и достичь оптимизации частотно-амплитудных характеристик.

Изобретение относится к сварке, в частности, к механизмам для импульсной подачи проволоки и найдет применение в различных отраслях машиностроения. Сущность изобретения состоит в следующем: при подаче напряжения на обмотку катушки 4 якорь 9 перемещается к сердечнику 2, а при возврате захватывает проволоку 13 захватом 14 и подает в зону сварки. Амплитуда колебания якоря 9 регулируется перемещением сердечника 2 в корпусе 1 и последующей фиксацией болтом 3. Частота колебания якоря 9 увеличивается за счет сокращения времени отпускания. Усилие проталкивания проволоки 13 в направляющий шланг и мундштук регулируется жесткостью упругих пластин 6, которая, в свою очередь, регулируется положением гаек 7 на хвостовике 8 якоря 9. 1 ил.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки, содержащий корпус с сердечником, электромагнитную катушку, якорь с хвостовиком, расположенный в корпусе между сердечником и упором, возвратный упругий элемент, выполненный в виде нескольких упругих элементов и связанных с ними промежуточных ограничителей, размещенных на хвостовике якоря, и зажим для проволоки, отличающийся тем, что сердечник установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации относительно корпуса, электромагнитная катушка снабжена дополнительной обмоткой со встречно навитыми витками, при этом упругие элементы выполнены в виде пластин одинаковой жесткости, промежуточные ограничители в виде резьбовых гаек, сердечник и упор снабжены демпфирующими вставками.