Устройство для электроискрового формирования покрытий Российский патент 2022 года по МПК B23H9/00 B23H7/26 

Область техники

Изобретение относится к области формирования покрытий методом электроискрового легирования и может быть использовано в различных отраслях машиностроения: авиационной, судостроительной, энергетической, сельскохозяйственной и других, а также, в частности, для формирования покрытий на рабочих и направляющих лопатках паровых и газовых турбин.

Уровень техники

Из уровня техники известно принятое в качестве прототипа заявляемого изобретения устройство для электроискрового формирования покрытий, содержащее электрод, установленный в полости электрододержателя, имеющего патрубок для соединения с источником охлаждающего агента и выполненного с возможностью подключения к питающему электропроводу и возвратно-поступательного перемещения с электродом. При этом устройство содержит разъемную головку, которая винтами соединена с основанием, жестко соединенным с корпусом пневмодвигателя. При этом электрододержатель жестко соединен с кулисой, выполненной с возможностью свободного перемещения в пазу основания разъемной головки, края которого совпадают с краями кулисы, а глубина равна толщине кулисы. Причем кулиса выполнена из диэлектрического материала и имеет эллипсовидное отверстие, большая ось которого перпендикулярна направлению движения кулисы. При этом на конце вала пневмодвигателя жестко закреплено внутреннее кольцо подшипника, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя на величину эксцентриситета, а внешнее кольцо подшипника выполнено с возможностью перемещения по внутренней поверхности упомянутого эллипсовидного отверстия при вращении вала пневмодвигателя. Причем подшипник и часть кулисы закрыты крышкой, имеющей паз, по длине и ширине совпадающий с пазом на основании разъемной головки, а на корпусе пневмодвигателя установлен рычаг, выполненный с возможностью управления клапаном, регулирующим подачу сжатого воздуха через патрубок в пневмодвигателе (патент RU 2703216 С2, опубл. 15.10.2019 г. (далее - [1])).

Недостатки известного из [1] устройства для электроискрового формирования покрытий заключаются в следующем.

Кулиса известного из [1] устройства выполнена из диэлектрического материала, который ограничивает ее надежность с точки зрения механической прочности из-за ее быстрой истираемости при трении ее боковыми поверхностями о стенки паза основания разъемной головки, изготовленной из металлического материала.

Для обеспечения точности хода и реализации возвратно-поступательного движения кулисы известного из [1] устройства через шариковый подшипник кулису необходимо изготавливать с шириной, почти равной диаметру корпуса пневмодвигателя.

В известном из [1] устройстве отсутствует светодинамическая защита от импульсного воздействия разрядов электрического тока на глаза оператора в процессе электроискрового формирования покрытия.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства для электроискрового формирования покрытий, а достигаемыми техническими результатами - обеспечение возвратно-поступательного движения кулисы без необходимости формирования паза в головке и без использования шарикового подшипника; обеспечение светодинамической защиты от импульсного воздействия разрядов электрического тока на глаза оператора и освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия; обеспечение надежности токоподвода в процессе электроискрового формирования покрытия.

Решение указанной задачи путем достижения указанных технических результатов, обеспечивается тем, что устройство для электроискрового формирования покрытий, содержит электрод, установленный в полости электрододержателя, имеющего патрубок для соединения с источником охлаждающего агента и выполненного с возможностью подключения к питающему электропроводу и возвратно-поступательного перемещения с электродом. При этом электрододержатель жестко соединен с кулисой. Причем кулиса имеет эллипсовидное отверстие, большая ось которого перпендикулярна направлению движения кулисы. При этом на корпусе пневмодвигателя установлен рычаг, выполненный с возможностью управления клапаном, регулирующим подачу сжатого воздуха через патрубок в пневмодвигателе. Устройство также содержит головку, которая неподвижно соединена с корпусом пневмодвигателя. При этом на конце вала пневмодвигателя жестко закреплен цилиндрический штырь, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя на величину эксцентриситета и который выполнен с возможностью перемещения по внутренней поверхности вышеуказанного эллипсовидного отверстия при вращении вала пневмодвигателя. Причем кулиса выполнена стальной и содержит два направляющих продолговатых отверстия, которые ориентированы длинной стороной вдоль направления движения кулисы и в которые продеты два направляющих цилиндрических штыря, симметрично расположенных относительно центра вала пневмодвигателя и закрепленных на поверхности головки. При этом малые оси двух направляющих продолговатых отверстий параллельны большой оси эллипсовидного отверстия, а большие оси двух направляющих продолговатых отверстий соосны с малой осью эллипсовидного отверстия. Причем все цилиндрические штыри и часть кулисы закрыты крышкой, имеющей паз и неподвижно прикрепленной к головке. При этом на корпусе пневмодвигателя установлен светодиод, предназначенный для обеспечения освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия. Причем на электрододержателе посредством резьбового соединения закреплена клемма, предназначенная для подключения к питающему электропроводу.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками заявляемого изобретения и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем.

Жестко закрепленный на конце вала пневмодвигателя цилиндрический штырь, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя на величину эксцентриситета и который выполнен с возможностью перемещения по внутренней поверхности вышеуказанного эллипсовидного отверстия при вращении вала пневмодвигателя; выполнение кулисы стальной с двумя направляющими продолговатыми отверстиями, которые ориентированы длинной стороной вдоль направления движения кулисы и в которые продеты два направляющих цилиндрических штыря, симметрично расположенных относительно центра приводного вала и закрепленных на поверхности головки; параллельность малых осей двух направляющих продолговатых отверстий большой оси эллипсовидного отверстия; соосность больших осей двух направляющих продолговатых отверстий с малой осью эллипсовидного отверстия; и закрытие всех цилиндрических штырей и части кулисы крышкой, имеющей паз и неподвижно прикрепленной к головке, обеспечивают возвратно-поступательное движение кулисы без необходимости формирования паза в головке и без использования шарикового подшипника за счет использования двух продолговатых отверстий в качестве направляющих при возвратно-поступательном перемещении кулисы, причем выполнение кулисы стальной позволяет отказаться от использования шарикового подшипника в конструкции устройства с целью повышения его надежности, так как, например, в процессе работы известного из [1] устройства происходит ударная нагрузка на шариковый подшипник, которая оказывает негативное влияние на его долговечность.

Установка на корпусе пневмодвигателя светодиода, предназначенного для обеспечения освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия, обеспечивает светодинамическую защиту от импульсного воздействия разрядов электрического тока на глаза оператора и освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия.

Закрепление на электрододержателе посредством резьбового соединения клеммы, предназначенной для подключения к питающему электропроводу, обеспечивает надежность токоподвода в процессе электроискрового формирования покрытия.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен вид устройства для электроискрового формирования покрытий сбоку в продольном разрезе по оси симметрии в его верхней части. На фиг. 2 изображен вид устройства для электроискрового формирования покрытий сверху без крышки.

Описание позиций чертежей

1 - электрод;

2 - электрододержатель;

3 - патрубок;

4 - кулиса;

5 - эллипсовидное отверстие;

6 - пневмодвигатель;

7 - рычаг;

8 - патрубок;

9 - штуцер;

10 - головка;

11 - вал пневмодвигателя;

12 - цилиндрический штырь;

13 - направляющие продолговатые отверстия;

14 - направляющие цилиндрические штыри;

15 - крышка;

16 - светодиод;

17 - клемма;

18 - винт;

19 - кнопка;

20 - винты;

21 - гайки;

22 - винты.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример конструкции устройства для электроискрового формирования покрытий и принцип его работы.

Устройство для электроискрового формирования покрытий содержит электрод 1, зажатый с помощью винта 18 в полости электрододержателя 2, имеющего патрубок 3 для соединения с источником охлаждающего агента и выполненного с возможностью подключения к питающему электропроводу и возвратно-поступательного перемещения с электродом 1. При этом электрододержатель 2 жестко соединен с кулисой 4 с помощью винтов 20 и гаек 21. Причем кулиса 4 имеет эллипсовидное отверстие 5, большая ось которого перпендикулярна направлению движения кулисы 4. При этом на корпусе пневмодвигателя 6 установлен рычаг 7, выполненный с возможностью управления клапаном, регулирующим подачу сжатого воздуха через патрубок 8, присоединенный к штуцеру 9, установленному в пневмодвигателе 6. Устройство для электроискрового формирования покрытий также содержит головку 10, которая неподвижно соединена с корпусом пневмодвигателя 6 с помощью винтов (на фиг.не показаны). При этом на конце вала пневмодвигателя 11 жестко закреплен с помощью сварки цилиндрический штырь 12, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя 11 на величину эксцентриситета и который выполнен с возможностью перемещения по внутренней поверхности эллипсовидного отверстия 5 при вращении вала пневмодвигателя 11. Причем кулиса 4 выполнена стальной и содержит два направляющих продолговатых отверстия 13, которые ориентированы длинной стороной вдоль направления движения кулисы 4 и в которые продеты два направляющих цилиндрических штыря 14, симметрично расположенных относительно центра вала пневмодвигателя 11 и закрепленных на поверхности головки 10 с помощью сварки. Причем большие оси двух направляющих продолговатых отверстий 13 перпендикулярны большой оси эллипсовидного отверстия 5, а малые оси двух направляющих продолговатых отверстий 13 соосны с малой осью эллипсовидного отверстия 5. При этом все цилиндрические штыри 12, 14 и часть кулисы 4 закрыты крышкой 15, имеющей паз и неподвижно прикрепленной по краям к головке 10 с помощью четырех винтов 22 (на фиг. показаны только два винта). Причем на корпусе пневмодвигателя 6 установлен светодиод 16, предназначенный для обеспечения освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия, который включается с помощью расположенной на корпусе пневмодвигателя 6 кнопки 19. При этом на электрододержателе 2 посредством резьбового соединения закреплена клемма 17, предназначенная для подключения к питающему электропроводу (Фиг. 1, 2).

Работа предлагаемого устройства для электроискрового формирования покрытий осуществляется следующим образом. К патрубку 3 пневмодвигателя 6 подводится сжатый воздух, при этом к клемме 17 присоединяется гибкий провод (на фиг. не показан), который соединяется с источником электропитания (на фиг. не показан), а к патрубку 8 для охлаждения электрода 1 подводится охлаждающий агент.

Пневмодвигатель 6 размещается в руке оператора, который подводит электрод 1 к легируемой детали. После подключения электрического тока к гибкому проводу оператор осуществляет нажатие на рычаг 7, который управляет клапаном, регулирующим подачу сжатого воздуха в пневмодвигатель 6, в результате чего вал пневмодвигателя 11 приводится во вращение и по поверхности эллипсовидного отверстия 5 кулисы 4 двигается цилиндрический штырь 12. За счет смещенного центра цилиндрического штыря 12 относительно центра головки 10 и оси вала пневмодвигателя 11 кулиса 4 совершает возвратно-поступательное движение. При этом электрод 1 также совершает возвратно-поступательное движение с такой же частотой и легирует деталь. Для изменения частоты возвратно-поступательного движения электрода 1 оператор воздействует на рычаг 7 пневмодвигателя 6. По мере износа электрода 1 оператор выдвигает его и поджимает винтом 18, а по мере полного износа электрода 1 осуществляет его замену. Включение светодиода 16 осуществляется с помощью расположенной на корпусе пневмодвигателя 6 кнопки 19.

В предлагаемом устройстве для электроискрового формирования покрытий обеспечивается возвратно-поступательное движение кулисы 4 без необходимости формирования паза в головке 10 и без использования шарикового подшипника за счет наличия цилиндрических штырей 12 и 14, обеспечивается светодинамическая защита от импульсного воздействия разрядов электрического тока на глаза оператора и освещение зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия за счет наличия светодиода 16, и обеспечивается надежность токоподвода в процессе электроискрового формирования покрытия за счет наличия закрепленной на электрододержателе 2 посредством резьбового соединения клеммы 17, к которой присоединяется гибкий провод (на фиг. не показан), который соединяется с источником электропитания (на фиг. не показан).

Промышленная применимость

Предлагаемое устройство для электроискрового формирования покрытий отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области электроискрового формирования покрытий.

Изобретение относится к области формирования покрытий методом электроискрового легирования и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Устройство содержит электрод, установленный в полости электрододержателя, соединенного с источником охлаждающего агента и выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения с электродом и подключения к питающему электропроводу с помощью закрепленной посредством резьбового соединения клеммы. Устройство содержит пневмодвигатель и головку, неподвижно соединенную с корпусом пневмодвигателя, на котором установлен светодиод. Электрододержатель жестко соединен с кулисой, имеющей эллипсовидное отверстие, большая ось которого перпендикулярна направлению ее движения. На конце вала пневмодвигателя жестко закреплен цилиндрический штырь, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя на величину эксцентриситета и который выполнен с возможностью перемещения внутри упомянутого эллипсовидного отверстия при вращении вала пневмодвигателя. Кулиса выполнена стальной и содержит два направляющих продолговатых отверстия, которые ориентированы длинной стороной вдоль направления движения кулисы и в которые продеты два направляющих цилиндрических штыря, симметрично расположенных относительно центра вала пневмодвигателя и закрепленных на поверхности головки. Обеспечивается возвратно-поступательное движение кулисы без необходимости формирования паза в головке и без использования шарикового подшипника, а также надежность токоподвода и светодинамическая защита от импульсного воздействия разрядов электрического тока на глаза оператора и освещение зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом. 2 ил.

Устройство для электроискрового формирования покрытий, содержащее электрод, установленный в полости электрододержателя, имеющего патрубок для соединения с источником охлаждающего агента и выполненного с возможностью подключения к питающему электропроводу и возвратно-поступательного перемещения с электродом, при этом электрододержатель жестко соединен с кулисой, причем кулиса имеет эллипсовидное отверстие, большая ось которого перпендикулярна направлению движения кулисы, и пневмодвигатель, на корпусе которого установлен рычаг, выполненный с возможностью управления клапаном, регулирующим подачу сжатого воздуха через патрубок в пневмодвигателе, отличающееся тем, что оно содержит головку, которая неподвижно соединена с корпусом пневмодвигателя, при этом на конце вала пневмодвигателя жестко закреплен цилиндрический штырь, центр которого смещен относительно оси вала пневмодвигателя на величину эксцентриситета и который выполнен с возможностью перемещения по внутренней поверхности вышеуказанного эллипсовидного отверстия при вращении вала пневмодвигателя, причем кулиса выполнена стальной и содержит два направляющих продолговатых отверстия, которые ориентированы длинной стороной вдоль направления движения кулисы и в которые продеты два направляющих цилиндрических штыря, симметрично расположенных относительно центра вала пневмодвигателя и закрепленных на поверхности головки, причем малые оси двух направляющих продолговатых отверстий параллельны большой оси эллипсовидного отверстия, а большие оси двух направляющих продолговатых отверстий соосны с малой осью эллипсовидного отверстия, при этом все цилиндрические штыри и часть кулисы закрыты крышкой, имеющей паз и неподвижно прикрепленной к головке, причем на корпусе пневмодвигателя установлен светодиод, выполненный с возможностью обеспечения освещения зоны формирования покрытия на поверхности детали в зоне ее контакта с электродом в процессе электроискрового формирования покрытия, при этом на электрододержателе посредством резьбового соединения закреплена клемма, предназначенная для подключения к питающему электропроводу.