Устройство для подачи электродной проволоки Советский патент 1983 года по МПК B23K9/12 

О5

Изобретение относится к устройствам, используемым при автоматической и полуавтоматической электродуговой сварке для подачи электродной или порошковой проволоки.

Известно устройство для подачи электродной проволоки, состоящее из подающих роликов и привода вращения, выполненного в виде планетарного редуктора с двумя внутренними зацеплениями, одно из которых является одновременно гидроприводом, а другое состоит из сателлита и ведомого колеса, жестко связанного с роликом, подающим электродную проволоку.

Структурно-кинематическая схема известного механизма подачи электродной проволоки позволяет уменьшить его массу и габариты, что очень желательно для сварочных -полуавтоматов тянущего и тяни-толкающего типов 1.

Устройство имеет ряд конструктивных недостатков, в том числе таких, как торцовой способ подвода и отвода сжатого воздуха, сложность системы каналов напорной и сливной магистрали, консольное расположение подающего ролика, и др., из-за чего увеличивается масса и габариты пневмопривода, снижается полезная мощность и усложняется технология его изготовления. Это ограничивают область применения устройства и делают его малопригодным для использования при сварке тонкого металла горелками тянущего типа переносных и ранцевых сварочных полуавтоматов, предназначенных для работы в условиях монтажа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подачи электродной проволоки, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод вращения ведущего ролика, состоящий из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с шлангами 2.

Недостатком указанного устройства для подачи проволоки является то, что при его работе в сливной межзубьевой рабочей зоне устанавливается высокое (избыточное по отношению к атмосферному) противодавление ввиду того, что отработанный воздух не успевает эвакуироваться через отводящую систему, пазы, отверстия и каналы которой представляют значительные гидравлические сопротивления. Между тем, чем больше давление воздуха в межзубьевой зоне, тем меньше выходная мощность и тянущее усилие устройства.

Другой недостаток устройства связан с узким интервалом изменения скорости подачи электродной проволоки из-за того, что

во-первых, последняя ограничивается разностью давлений в напорной и сливной межзубьевых зонах ,- и, во-вторых, конструктивная схема пневмопривода не позволяет регулировать эту величину. По этой причине для регулирования скорости подачи проволоки ввод сжатого воздуха в пневмодвигатель обычно осуществляется через регулятор давления воздуха, а на выходе устанавливается дросселирующее устройство. Следует заметить, что включение в воздушную магистраль этих регулировочных приборов создает дополнительные гидравлические сопротивления и потери мощности.

Кроме того, для реверсирования направления подачи электродной проволоки, необходимость которого в процессе сварки возникает постоянно, приходится менять на штуцерах местами напорной и сливной воздушные шланги, что очень неудобно, занимает длительное время и приводит к быстрому изнашиванию резьбы разъемных соединений.

Цель изобретения - повышение мощности устройства, расширение интервала регулирования скорости подачи электродной проволоки и обеспечение возможности ее реверсирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подачи электродной проволоки, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод вращения ведущего ролика, состоящий из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с щлангами, снабжено закрепленными на корпусе противоположно одна к другой резьбовыми герметичными коробками с установленными на каждой из них двумя регулирующими кранами и двумя реверсирующими кранами, при этом полости коробок соединены с центральным каналом, один из реверсирующих кранов соединен со шлангом системы сжатого воздуха и каждым из двух регулирующих кранов каждой коробки, а другой реверсирующий кран соединен со шлангом отводящей системы и вторыми регулирующими кранами коробок.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - схема регулирующих и схема реверсирующих кранов; на фиг. 3 - кинематическая схема привода; на фиг. 4 - схема рабочего цикла привода.

Устройство (фиг. 1) имеет корпус 1 с неподвижным центральным зубчатым колесом 2, с которым внутренним зацеплением соединен сателлит 3 с зубчатым венцом 4. В одном блоке с сателлитом 3 находится еще один сателлит 5, который сцеплен с подвижным зубчатым колесом 6 с внутренними зубьями, запрессованным в выходной вал 7, на который насажен ведущий ролик 8, подающий вместе с холостым роликом 9 электродную проволоку в сварочную дугу. Водило 10 имеет щейки 11 и 12, концентричные оси привода и эксцентричную щейку 13 (величина эксцентриситета равна е) и соответственно опоры 14, 15 и 16. Кроме того, водило 10 имеет узкую щель 17 для подвода воздуха в напорную межзубьевую зону и серповидное перо 18, разделяющее межзубьевое пространство, образованное зацеплением колеса 2 и венцом сателлита 3 и воспринимающее давление сжатого воздуха, а также ряд отверстий 19 для отвода отработанного воздуха из сливной межзубьевой зоны. В местах впадин зубьев венца 4 сателлита 3 и его тела выполнены пазы 20. На торцовые выступы корпуса 1 с помощью резьбовых соединений помещены цилиндрические коробки 21 и 22, имеющие трехходовые краны 23-26. Устройство снабжено щлангом 27 сжатого воздуха с реверсирующим краном 28 и щлангом 29 сиетемы разрежения с реверсирующим краном 30. Устройство работает следующим образом. Если реверсирующий кран 28 установлен в правое рабочее положение, трехходовой кран 23 - в положение 27-21 (фиг. 2) а кран 24 закрыт, то сжатый воздух поступает в полость коробки 21 и по центральным каналам 31 и 32 в щель 77, напорное межзубьевое пространство и; оказывая давление на серповидное перо 18, начинает вращать водило 10. Вместе с водилом 10 (фиг. 3) переносное вращательное движение соверщает блок сателлитовых щестерен 3 и 5. Ввиду того, что сателлит 3 находится в зацеплении с неподвижным колесом 2, блок сателлитов вращается относительно оси водила 10, а сателлит 5 вращает находящуюся с ним в зацеплении подвижную щестерню 6, а вместе с ней и подающий проволоку ролик 8. Вращающийся сателлит передает боковой поверхностью зубьев отработанный воздух в сливную межзубьевую зону и далее по пазам 20, отверстиям 19 и каналам 33 и 34 в полость коробки 22. В зависимости от положения трехходового крана 26 при закрытом кране 25 полость коробки 22 может быть соединена с атмосферой при положении крана 26 (атм. в 22) либо с системой разрежения при положении крана 26 (22-29) и при левом рабочем положении реверсирующего крана 30. В первом случае в сливной межзубьевой зоне устанавливается давление 1|, несколько выще атмосферного Р, , во втором случае давление F, меньще, чем Р, примерно, на величину разрежения, создаваемого в полости коробки 22. Скорость подачи электродной проволоки в том и в другом случае будет оггределяться разностью давлений Р, -Р или Pj -Pj и передаточным отнощением механизма i водило-ролик Ьжи . Для изменения направления подачи электродной проволоки реверсирующий кран 28 устанавливается в левое рабочее положение и кран 30 - в правое, трелходовой кран 25 в положение 27-22, краны 26 и 23 закрываются, а кран 24 устанавливается в положение атм в 21 (при этом давление в сливной камере равно Р) или в положение 21-29 (давление в сливной камере равно РЗ). Работа пневмопривода происходит засчет расщирения воздуха, изменения его кинетической энергии и количественно может быть определена уравнением ,V,-P2V2- -rPdV + 4E (1) где Р, V, -1 Vj - абота, затрачиваемая на преодоление сил инерции подвижных деталей V,пнев1модвигателя; / PdV - работа расширения ,2 духа; -i-g изменение кинетической энергии воздуха; РТ - работа, затрачиваемая на преодоление внутренних сопротивлений. Изменение кинетической энергии воздуха и работа по преодолению внутренних сопротивлений (последние два члена в выражении (1) для известного и предлагаемого устройства примерно одинаковы. Поэтому именно сумма первых трех членов выражения (I) и изменение ее величины может достаточно точно характеризовать эффективность работы устройства по сравнению с известным устройством, принятым за базовый объект. В координатах Р, V (фиг. 4) величина Р, V, равна площади прямоугольника aled, величина РгУ равна площади прямоугольника В2ео и величина У PdV равна площади 12ed. Таким образом, для известного устройства рассматриваемая сумма определяется величиной площади а/2в, в то время как для предлагаемого величиной площади а/Зс. Следовательно, разность этих площадей, равная заштрихованной площади В23с, характеризует размер дополнительного энергетического эффекта. В таблице приведены данные о работе, совершаемой при расширении 1 кг воздуха в известном и предлагаемом устройствах, определенной при одних и тех же исходных данных по известной формуле политропического превраш,ения (показатель политропы ,2). Примечание. Давление воздуха на входе Р, 5 атм, 4,910 Па). Таким образом, мош.ность пневматического устройства по сравнению с известным может быть увеличена s 1,5-1,7 раза и так как увеличение массы устройства при этом невелико и составляет всего 15-16%, то удельная мощность привода на 1 кг его массы повышается на 30-50%. При этом одновременно повышается тянушее усилие с 190-250 до 350--400 Н. Поэтому повышение удельной мош,ности устройства позволяет при конструировании планетарного редуктора изменять его передаточное отношение с сохранением его подаюшей способности с тем, чтобы сделать весь механизм более легким и портативным. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает также лучшими технологическими характеристиками. Увеличение тянушего усилия подаюш,его механизма устраняет проскальзывание, петлеобразование и другие явления, нарушающие подачу проволоки, и повышает стабильность процесса сварки. Возможность быстрого реверсирования направления подачи проволоки существенно сокращает потери времени при настройке режима и устранении неполадок в работе подающего механизма. Большие технологические преимущества создает расщирение интервала регулирования мощности, тянущего усилия и скорости подачи электродной проволоки liyTeM изменения величины разрежения в сливной камере и давления сжатого воздуха в напорной камере пневмодвигателя. Так, например, расширение интервала регулирования скорости подачи электродной проволоки в пределах 100-800 м/ч позволяет увеличить силу сварочного тока на 30-40% и повысить производительность сварки на 30-60%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод вращения ведущего ролика, состоящий из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с щлангами, отличающееся тем, что, с целью повыщения мощности устройства, расщире-, НИН интервала регулирования скорости подачи электродной проволоки и обеспечения возможности ее реверсирования, оно снабжено закрепленными на корпусе противоположно одна к другой двумя резьбовыми герметичными коробками с установленными на каждой из них двумя регулирующими кранами и двумя реверсирующими кранами, при этом полости коробок соединены с центральным каналом, один из реверсирующих кранов соединен со шлангом системы сжатого воздуха и каждым из двух регулирующих кранов каждой коробки, а дру(Л гой реверсирующий кран соединен со шлангом отводящей системы и вторыми регулирующими кранами коробок.

Р.- :та расширения зоздуха, кГм 8,94 8,47 8,94 9,44 к;Дж 0,91 0,86 0,91 0,96 в % к работе известного устройствапри P.J. 1 атм 100 94,8 100 105,6 при Е,1,1 атм 100,5 ЮО 105,5 111,4 Примечание. Давление воздуха на 10,0 10,6 11,3 12,1 13,0 14,2 1,02 1,08 1,15 1,23 1,33 1,45 111,9 118,7 126,5 135,5 146,0 159,1 118,0 125,3 133,5 142,9 154,0 167,8 входе Р 5 атм, 4,9 10 Па

5

w

CO

атм 621 ff2

27 М23

27 К25

отм 627

атм д21

атм am 629 в2

атм 622

атм 622

Риг. 2

ИЗО

29

/

23 Z5.

J

Z6

Z2 TJ

Риг. 3

(Pi, Vi)

(Рз %;