Резак для воздушно-дуговой резки Советский патент 1983 года по МПК B23K9/28 

Изобретение относится к устройст вам для воздушно-дуговой резки и строжки металлов, которые применяют ся .при обработке литья в машиностро ении, и особенно применимо для устройств, работающих на больших силах тока (1300 А и более). Известны воздушно-дуговые резаки предназначенные для работы на токах выше 1000 А, имеющие корпус с губками для крепления электрода, одна из .которых закреплена на прижимном рычаге Щ . Вследствие недостаточного охлаждения- губок, контактирующих с раскаленным электродом, а также переходного контактного электросопротивления, вызывающего дополнительное тепловыделение в зоне контакта, такие устройства обладают низкой надежностью. Кроме того, требующиеся высокие контактные усилия .между электродом и губками приводят к увеличению размеров прижимного ры чага и,, следовательно, такие устрой ства имеют большие габариты и неудобны в рабо1е.. В держателе электрода для электр газовой резки металла в целях повьни ния -производительности труда (быстрой смены электрода применен пневматй ческий зажим электрода {2} . Однако это устройство не годится для работы на больших токах, так ка нет надежного охлаждения зажимных губок. Кроме того, это устройство опасно в работе: при внезапном прекращении подачи воздуха электрод вы падает из держателя. Известен также воздушно-дуговой резак, содержащий корпус с рукояткой, в которой установлены воздухотокоподающая трубка, и смонтированн в корпусе клиновой узел зажима электрода, соединенный с приводом перемещения клина з. . Недостатками этого резака являют ся повьнаенный расход электродов вследствие того, что невозможно обе печить: качественный электрический контакт в стыках корпус - электрод и корпус - зажимной клин - электрод из-за наличия у зё1жимного клина одной степени свободы перемещения и высокие контактные давлениязакрепления электрода. Цель изобретения - уменьшение расхода электродов при эксплуатации резака на больших токах за счет повышения надежности крепления электрода. Поставленная цель достигается тем, что в резаке, содержащем корпус с рукояткой, в которой установлена воздухо- и токоподающая трубка ц смонтированный в корпусе клиновой узел зажима электрода, соединенный с приводом перемещения клина, корпус выполнен цилиндрическим,а зажимной клин установлен в корпусе с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса. Кроме того, привод перемещения клина выполнен рычажно-эксцентриковым. На фиг. 1 приведен резак, общий ВИД; на фиг. 2.- сечение А-А на фиг.1 ; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1;.на фиг. 4. - фиксация затвора воздушного клапана в закрытом состоянии. Корпус 1 воздушно-дугового резака выполнен из латуни, алюминиевого сплава или бронзы, навинчен на токои воздухоподводящую трубку 2, установленную в рукоятке 3, имеет охлаждаемую поверхность 4 и снабжен каналами 5. На торцовой стенке с.внутренней стороны корпус 1 имеет кольцевой выступ 6, являющийся седлом воздушного клапана. На внутренней цилиндрической поверхности , корпуса 1 неподвижно установлен медный упорный клин 7, который снабжен охлаждаемой прорезью 8 и выступом 9,ограничивающим участок контакта с электродом 10. Медный зажимной клин 11 снабжен прорезью 12 для подачи воздуха в зону дуги и неподвижно связан с поршнем 13, который также имеет прорези 14 и 15 для прохода воз- духа. С тыльной стороны на поршне 13 установлен затвор 16 воздушного клапана, изготовленный из упруготеплостойкого материала (паронит, силиконовая резина). Электрод 10 закреплен между поверхностью 17 зажимного клина 11 и поверхностью 18 упорного клина 7, В случае применения электрода прямоугольного сечения эти поверхности плоские, в случае применения электрода круглого сечения - цилиндрические. Вокруг корпуса установлен электрозащитный дефлектор 19. На фиг. 3 показано одно из возможных, устройств рычажно-эксцентрикового ручного привода. Валик 20 с эксцентриком 21, находящимся в пазу 22 поршня 13, снабжен червячными зубьями 23. На выходящей наружу шейке валика 20 установлена электроизоляционная ручка 24, снабженная глухим продольным пазом 25, червяком 26, входящим в зацепление с червячными зубьями 23 валика 20 и затяжным болтом 27. Устройство работает следующим образом. При повороте ручки 24 (фиг.З) эксцентрик 21 перемещает поршень 13 с зажимным клином 11 назад так, что ;увеличиБается расстояние S (фиг. 1) от его поверхности 12 до поверхности IQ упорного клина 7 При этом затвор 16 прижимается к

jкольцевому выступу .6 корпуса, и прекращается подача воздуха в головку резака. В этот промежуток вст-авляют электрод 10 до выступа 9, после чего ручку 24 возвращают в исходное положение, чему спосебствует давле- 5 ние воздуха, поступающего в полость 28 по трубке 2 при отходе затвора 1б от кольцевого выступа 6. При этом происходит защемление электрода 10 между клиньями 7 и 11, причем 10 способность поршня 13 с зажимным клином 11 поворачиваться вокруг продольной оси головки на некоторый ограниченный угол позволяет компенсировать естественную непарал- 5 лельнрсть зажимных плоскостей элект.рода iO в поперечном сечении. Это способствует равномерному прижатию электрода по обеим поверхностям.сты(ка его и, следовательно, позволяет резко уменьшить образование микроэлектродуг в стыке с электродом и повысить надежность работы. С учетом давления воздуха в полости 28 и действия .клинового механизма, образованного упор-25 ным клином 7 и зажимным клином 11, удельное контактное давление на электрод составляет 40-5О кгс/см .

Так как электрическое сопротивление прессованных графитоугольных материалов резко падает с увеличением сжимающего давления, то в предлагаемом устройстве в 4-6 раз уменьшается тепловыделение в области закреп-ления электрода,что способствует повышению надежности работы головки резака.

Интенсификация теплоотвода от упор-; ного клина и нажимного клина 6 в устройстве достигается за счет испдльзования корпуса 1 в качестве радиатора, рассеивающего в обтекающий воз- 40 душный поток тепло,получаемое от клиньев 7 и 11;увеличения площади

соприкосновения клиньев 7 и 11 с .

корпусом 1 по стыкам 29 и 30 (фиг72) в 2-3 раза по сравнению с контактны- 45 ми поверхностями 18 и 17 с электродом; охлаждаемых воздухом прорезей 8 и 12 клиньев 7 и 11;охлаждения самого электрода 10 о

. ПрименениеоДля корпуса 1 и зажим- сп ного клина 11 разных материалов (лату 1ь, алюминиевый сплав «ли бронза и медь) позволяет ликвидировать при работе образование зон с диффузионной сваркой.

Воздушный поток из полости 28 55 (фиг. 1) через последовательно расположенные, прорези 15-и 12 выходит .из головки под углом 3-11°к продольной оси электрода, охлаждая детали резака а также электрод 10, двигаясь вдоль 60 его боковой поверхности, поступает в область горения дуги и удаляет расплавленный металл из образовавшейся , ванны. Другой ВОЗДУШНЫЙ поток, двигаясь по прорези14 и 8, также охлаж- j

дает детали головки и электрод. Такая схема расположения воздушных каналов обеспечивает интенсивное охлаждение электрода со всех боковых поверхностей. Охлаждение корпуса головки осуществляется воздушным потоком, выходящим из полости 28 через каналы 5 к охлаждаемой поверхности 4 корпуса. Таким образом, обеспечивается надежное охлаждение головки. Причем, для работы в условияхс повышенной;окружающей температурой, либо на токах значительно более высоких, чем 1300А, охлаждающая поверхность 4 корпуса 1 может снабжаться охлаждающими ребрами либо турбулизаторами, интенсифицирующими отвод тепла от корпуса.

Надежность фиксации воздушного клапана в положении Закрыто обеспечивается асимме гричностью расположения паза 22 поршня 13 относительно продольной оси последнего, т.е. (фиг. 4), где. Н и L - расстояние от паза до продольной оси поршня. Расстояние L обеспечивает свободное вргицение эксцентрика из положения, показанного на фиг. 4, в направлении вращения по часовой стрелке. Расстояние Н позволяет эксцентрику .отклониться на уголр 3-10° от правого мертвого положения. в этом случае давление воздуха, оказываемое на доступную часть затвора 16, заклинивает эксцентрик в пазу 22, обеспечивает за с.чет упругости затвора 16 надежное закрытие воздушного клапана.

Благодаря давлению воздуха в полости 28 (фиг. 1) при работе резака обеспечивается компенсация температурного расширения корпуса1, зажимного клина 11 и упорного клина 7.

Относительное скольжение стыкуемых поверхностей электрода и названных клиньев при смене электрода обеспечивает очистку этих поверхностей от окисных пленок, обладающих повышенным электросопротивлением..

Безопасность работы обеспечивается клиновым зажимным устройством: в случае внезапного отклонения подачи воздуха силы трения не допускарт самовольного перемещения зажимного клина и/выпадения электрода.

Регулирование пространственного . положения ручки 24, удобного для работы резчика, производится следующим образом. Отпускают затяжку болта 27, что ослабляет посадку с- упицы ручки 24 на шейке валика 20,,путем шоворота червяка 26 устанавливают ручку в удобное положение, после чего вращением болта 27 стягивают паз- 25 ступицы ручки 24, усиливая его посадку на шей.ке валика 20.

В предлагаемом резаке по.сравнению с прототипом температура деталей в f4r4,7 раза меньше, а удельный расод электродов примерно на 23% ниже. -А

17

фаг.г

в

1. РЕЗАК ДЛЯ ВОЗДУШНО-ДУГОВОЙ РЕЗКИ, coдepжaIциJй корпус с рукояткой, в. которой установлена воздухо- и токоподающая тРУбка, и смонтированный в корпусе клиновый узел зажима электрода, соединенный с приводом перемещения клина, о тл К. ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения расхода электродов при эксплуатации резака на больших токах путем повышения надежности крепле.ния электрода, корпус выполнен цилиндри-. ческим, а зажимной клин установлен в корпусе с возможностью повороти относительно продольной оси корпуса. 2. Резак по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что привод переме- С щения клина выполнен рычажно-эксW дентриковым. эо X