МЕХАНИЗМ ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧИ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ Российский патент 2001 года по МПК B23K9/12 

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки относится к технологическому сварочному оборудованию, в частности к приспособлениям для подачи сварочной проволоки в зону действия электродуговых процессов, и может быть использован в различных отраслях машиностроения.

Известен 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, при этом сердечник установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации относительно корпуса, электромагнитная катушка снабжена дополнительной обмоткой со встречно навитыми витками, упругие элементы выполнены в виде пластин одинаковой жесткости, промежуточные ограничители - в виде резьбовых гаек, сердечник и упор снабжены демпфирующими вставками (патент России N 2090325, МПК⁶ B 23 K 9/12, опубл. 20.09.97 г., бюлл. N 26). Известный механизм позволяет дискретно по времени проталкивать сварочную проволоку к месту сварки путем подачи импульсного напряжения на входы катушек попеременно.

Недостатком известного механизма является низкий КПД механизма подачи, так как при увеличении шага подачи проволоки резко уменьшается сила притяжения якоря, что снижает надежность подачи, а также наличие бьющихся механических частей механизма, способствующее ускоренному износу и снижению надежности механизма в целом. Кроме того, для реализации известного механизма необходимо дополнительно формировать импульсные управляющие напряжения.

Задачей изобретения является повышение надежности механизма подачи проволоки.

Техническим результатом является увеличение скорости подачи проволоки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный механизм, включающий по меньшей мере один якорь, по меньшей мере один упругий элемент, по меньшей мере один формирователь магнитного поля и по меньшей мере один зажим для проволоки, введены по меньшей мере одна ось вращения каждого якоря, на котором закреплен соответствующий зажим для проволоки, при этом якорь установлен с возможностью колебаний относительно оси, выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитных полей соответствующего формирователя магнитного поля, и жестко связан с соответствующим упругим элементом, а формирователь магнитного поля выполнен в виде кольца с полюсными выступами.

Кроме того:
- формирователь магнитного поля выполнен в виде электромагнита;
- формирователь магнитного поля выполнен в виде замкнутого кольца;
- формирователь магнитного поля выполнен в виде разомкнутого кольца;
- ось выполнена вращающейся;
- упругий элемент выполнен в виде пластин, пружин или пневмоцилиндра;
- магнит выполнен в виде электромагнита.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен механизм импульсной подачи сварочной проволоки с одним формирователем магнитного поля, на фиг. 2 - механизм импульсной подачи сварочной проволоки с двумя формирователями магнитного поля.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки включает по меньшей мере один якорь 1, по меньшей мере один упругий элемент 2, по меньшей мере один формирователь 3 магнитного поля 4 и по меньшей мере один зажим 5 для проволоки 6, по меньшей мере одну ось вращения каждого якоря 7, на котором закреплен соответствующий зажим 5 для проволоки 6, и якорь установлен с возможностью колебаний относительно оси, при этом якорь выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитных полей 4 формирователя 3 магнитного поля и жестко связан с соответствующим упругим элементом 2, а формирователь 3 магнитного поля выполнен в виде кольца с полюсными выступами 8.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки работает следующим образом. В исходном состоянии якорь 1 (фиг. 1) удерживается упругим элементом 2 в среднем положении. Формирователь 3 в общем случае представляет собой электромагнит и состоит из кольцевого сердечника и электромагнитной катушки. Формирователь 3 служит для формирования магнитного поля 4, в котором располагается якорь 1. При подаче на входы электромагнитной катушки формирователя 3 переменного синусоидального напряжения на полюсах 8 формируется соответствующее магнитное поле. Благодаря этому якорь, представляющий собой магнит, испытывает воздействие сил, являющееся результатом взаимодействия магнитных полей формирователя 3 и якоря 1, отклоняющих якорь от его исходного положения. Меняющееся во времени магнитное поле заставляет якорь совершать колебательные движения относительно оси с частотой подаваемого переменного напряжения. При наличии проволоки 6 в зажиме 5 и при движении якоря 1 в какой-то момент времени по часовой стрелке зажим 5 срабатывает, зажимая проволоку 6 и обеспечивая ее продвижение к выходу механизма. При следующей полуволне входного напряжения, соответствующей движению якоря 1 против часовой стрелки, зажим 5, являющийся односторонним по направлению, свободно скользит по поверхности проволоки 6, которая в этот момент неподвижна. В следующем полупериоде синусоидального напряжения процесс продвижения проволоки повторяется снова.

В случае с двумя формирователями магнитных полей (фиг. 2) на входы электромагнитных катушек формирователей 3 также подается синусоидальное напряжение, но катушки формирователей имеют обратное включение относительно друг друга. При этом в исходном состоянии якори 1 удерживаются упругими элементами 2 в среднем положении. При подаче на входы электромагнитных катушек формирователей 3 переменного напряжения, благодаря тому, что катушки включены противофазно, формируемые магнитные поля также ориентированы противофазно. Якори 1 будут совершать синхронно по времени противоположные по направлению колебательные движения. При наличии проволоки в обоих зажимах последние работают попеременно. Так при движении, в какой-то момент времени якоря, ближайшего к входу механизма формирователя 3, по часовой стрелке первый зажим срабатывает, обеспечивая продвижение проволоки к выходу механизма. При этом якорь последующего формирователя 3 движется против часовой стрелки и, следовательно, второй зажим не работает, свободно скользя по поверхности проволоки. При следующей полуволне входного напряжения якори движутся в обратных направлениях и теперь зажим, закрепленный на якоре последующего формирователя, обеспечивает продвижение проволоки, а ближайший к входу механизма зажим просто скользит по ее поверхности. В следующем полупериоде синусоидального напряжения роль зажимов снова меняется на противоположную. Таким образом, за один период подаваемого синусоидального напряжения происходит два проталкивания сварочной проволоки на величину фиксированного шага.

В случае трех формирователей магнитного поля на входы электромагнитных катушек соответствующих формирователей подается трехфазное синусоидальное напряжение с фазовым запаздыванием на 120^o. Процесс продвижения проволоки осуществляется последовательно во времени аналогично описанному выше.

В описанных выше случаях переменное магнитное поле формируют формирователи 3, состоящие, как было сказано, из кольцевого сердечника и электромагнитной катушки. Вместе с тем переменное магнитное поле может формироваться и якорем, который в этом случае представляет собой электромагнит, на входы электромагнитной катушки которого подается переменное синусоидальное напряжение. При этом формирователь 3 может формировать как постоянное, так и переменное магнитное поле. Движения якоря и работа механизма в части подачи проволоки, в этом случае, аналогична описанному выше.

Предлагаемый механизм импульсной подачи сварочной проволоки обеспечивает более высокую по сравнению с прототипом надежность и долговечность работы механизма, а также снижение рабочего шума, кроме того, предлагаемый механизм не требует дополнительного формирования сложных импульсных сигналов и позволяет повысить скорость дискретной подачи проволоки.

Изобретение относится к технологическому сварочному оборудованию, в частности к приспособлениям для подачи сварочной проволоки в зону действия электродуговых процессов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Более высокая надежность и долговечность работы механизма, отказ от формирования сложных импульсных сигналов и повышение скорости дискретной подачи проволоки достигаются тем, что в механизм введена одна ось вращения каждого якоря (7), на котором закреплен соответствующий зажим (5) для проволоки (6). Якорь (7) установлен с возможностью колебаний относительно оси вращения и выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитного поля (4) соответствующего формирователя (3) магнитного поля (4), и жестко связан с соответствующим упругим элементом (2). Формирователь (3) магнитного поля (4) выполнен в виде кольца с полюсными выступами (8). 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки, включающий, по меньшей мере, один якорь, по меньшей мере, один упругий элемент, по меньшей мере, один формирователь магнитного поля и, по меньшей мере, один зажим для проволоки, отличающийся тем, что в него введены, по меньшей мере, одна ось вращения каждого якоря, на котором закреплен соответствующий зажим для проволоки, при этом якорь установлен с возможностью колебаний относительно оси, выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитных полей соответствующего формирователя магнитного поля, и жестко связан с соответствующим упругим элементом, в формирователь магнитного поля выполнен в виде кольца с полюсными выступами. 2. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по п.1, отличающийся тем, что формирователь магнитного поля выполнен в виде электромагнита. 3. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по п.1 или 2, отличающийся тем, что формирователь магнитного поля выполнен в виде замкнутого кольца. 4. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по п.1 или 2, отличающийся тем, что формирователь магнитного поля выполнен в виде разомкнутого кольца. 5. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по любому из пп.1, 2, 3 или 4, отличающийся тем, что ось выполнена вращающейся. 6. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по любому из пп.1, 2, 3, 4 или 5, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде пластин, пружин или пневмоцилиндра. 7. Механизм импульсной подачи сварочной проволоки по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5 или 6, отличающийся тем, что магнит выполнен в виде электромагнита.