Устройство для сварки с колебаниями электрода Советский патент 1981 года по МПК B23K9/30 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматической сварки и наплавки с колебаниями электрода поперек шва, используемых преимущественно при наплавке.коленчатых валов.

Известно устройство .для сварки с колебаниями электрода, содержащее изогнутый мундштук, установленный с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, и связанный с опорным роликом находящимся в контакте за счет пружины с кольцевой беговой канавкой овального кулачка. Кулачок установлен на торце выходного вала .привода. Торец вала выполнен плоским под некоторым углом к оси вращения вала, тот же угол образуют торцы кулачка с плоскостью симметрии его кольцевой беговой канавки 13 .

Данное устройство позволяет, производить сварку швов с V-образной разделкой, обеспечивая при этом перемещение конца электрода, по V-образной траектории. Кроме того, оно позволяет производить за счет переустановки кулачка регулированиеамплитуды колебания конца электрода.

Однако для наплавки шеек коленчатых валов данное устройство неудоб- но в эксплуатации-при наладке, так как кинематическая связь опорного ролика с овальным кулачком, установленным под углом к оси вала привода, при условии сохранения возможности i плавной регулировки амплитуды колебаний не позволяет получить перемещение конца электрода по траектории, параллельной образующей наплавляемой

10 шейки вала, т.е. не обеспечивает постоянство дугового промежутка - расстояния между концом электрода и наплавляемой цилиндрической поверхностью. Это приводит к необходимос15ти для каждого типоразмера шеек коленчатых валов опытным путем подбирать и изготавливать свой кулачок.

Кроме того, регулирование, амплитуды колебания возможно только в ста20ционарном состоянии, что также делает данное устройство неудобным в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к

25 изобретению является устройство для сварки с колебаниями электрода,содержащее привод колебаний с корпусом, изогнутый мундштук,, установленный в обойме с возможностью поворота вок30руг двух взаимно перпендикулярных

сей, закрепленный в обойме опорный олик, установленный в контакте с улачком, имеющим кольцевую беговую анавку, а также косую втулку, оси наружной и внутренней поверхностей которой расположены под углом, и ус-г гановленный на косой втулке механизм поворота.

Кулачок с кольцевой беговой канавкой установлен на валу привода через упомянутую косую втулку с возможностью поворота относительно нее. Устройство снабжено механизмом поворота кулачка относительно вала привода, выполненным в виде кинематически связанных между собой цевочной и двух червячных передач с передаточным соотношением 1:1, Причем один из червяков снабжен винтовым приводом для осевого перемещения и связан со шкалой амплитуды, нанесенной на ступице кулачка 2 .

Устройство позволяет производить сварку швов с V-образной разделкой, обеспечивая при этом перемещение конца электрода по V-образной траектории и возможность регулировки амплитуды колебаний в процессе сварки.

Однако известное устройство при наплавке шеек коленчатых валов неудобно в эксплуатации при наладке, так.как кинематическая связь опорного ролика с овальным кулачком,уста-. новленным под углом к оси вала при- . вода, при условии сохранения возможности плавной регулировки г1мплитуды колебания не позволяет получить перемещение конца электрода по траектории, параллельной образующей наплавляемой шейки вала, т.е. не обеспечивает постоянство дугового промежутка-расстояния между концом электрода и наплавляемой цилиндрической поверхностью. Это приводит к необходимости для каждого типоразмера шеек коленчатых валов опытным путем подбирать и изготавливать свой кулачок, чтобы обеспечить стабильность наплавочного процесса.

Кроме того, известное устройство имеет сложную конструкцию механизма поворота кулачка в процессе сварки.

Цель изобретени$ - удобство эксплуатации устройства при наплавке шеек коленчаты х валов и перенастрюйке устройства с одного типоразмера шеек на другой и упрощение устройства.

Цель достигается тек, что устройство для сварки с колебаниями электрода, содержащее привод колебания с. корпусом, изогнутый мундштук, установленный в обойме с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, закрепленный в обойме опорный ролик, установленный в контакте с кулачком, имеющим кольцевую беговую канавку, а также косую втулку, оси наружной и внутренней поверхирстей которой расположены под углом и установленный на косой втулке механизм поворота, снабжено вторым кулачком, выполненным с плоской рабочей поверхностью, расположенной под углом к оси кулачка, равным углу, между осями наружной и внутренней поверхностей косой втулки,.и связанным с механизмом поворота, а на торце кулачка с кольцевой беговой канавкой закреплен толкатель с роликом установленным в контакте с плоской рабочей поверхностью второго кулачка, при этом кулачок с кольцевой беговой канавкой установлен на выходно валу привода колебаний с возможность перемещения относительно него, косая втулка также установлена на выходном валу и жестко связана с корпусом привода.

При этом механизм поворота выполнен в виде червячной пары.

Кроме того, для повышения стабильности процесса сварки швов с V-образной разделкой, профиль кольцевой беговой канавки может быть выполнен эллипсным.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит изогнутый мундштук 1, установленный в обойме 2 с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. В обойме 2 закреплен; на оси 3 опорный ролик 4. Мундштук 1 установлен посредством подшипников 5, закрепленных в рычаге б, посаженном на полую ось 7, сквозь которую проходит вал привода механизма подачи проволоки. Опорный ролик 4 поджат к кулачку 8 пружиной 9, которая воздействует на ролик 4 через рычаг 6, подшипник 5, мундштук 1, обойму 2 и ось 3. Кулачок 8 представляет собой ступенчатую втулку, на уступе которой концентрично оси втулки выполнена кольцевая беговая канавка. Кулачок 8 установлен на конце выходного вала 10 привода 11 колебаний при помощи шлицев. На торце кулачка 8 закреплен толкатель 12 с роликом 13, установленном на оси 14. Кулачок 8 за счет пружины 15, установленной на конце выходного вала 10, при помс«ци шайбы 16 и гайки 17, контактирует посредством ролика 13 толкателя 12 с рабочей поверхностью второго кулачка 18.

Кулачок 18 установлен на косой втулке 19, закрепленной на корпусе 20 привода 11 колебаний. На кулачке 18 закреплен червячный зубчатый венец 21, входящий в зацепление с. червяком 22, смонтированным в крьнике 23. На выходном конце червяка 22 установлена ручка 24.

Рабочая поверхность кулачка 18 выполнена плоской и наклонена к его оси под углом равным углу между осями наружной и внутренней поверхностей косой втулки 19.

Предлагаемое устройство работает следунндим образом.

Вращение вала 10 привода 11 колебаний передается на кулачок 8, который за счет взаимодействия с кулачком 18 и пружиной 9 совервиает. возвратно поступательное движение.Вследствие того, что кольцевая беговая канавка кондентрнчна оси вращения кулачка 8, центр кривизны 25 линии контакта опорного ролика с .кольцевой беговой канавкой будет ;совершать KOлебанш- практически по прямой линии.

Так как центр кривизны 25 линии контакта опорного ролика 4 с кольцевой беговой канавкой и конец электрода находится на пр51мой линии, перпендикулярной к геометрической оси полой оси 7, то колебания конца электрода будут происходить по траектории, подобной траектории центра кривизны 25 линии контгнста опорного ролика 4 с кольцевой беговой канавкой, т.е. практически по прямой линии.

Так как геометрическая ось полой оси 7 параллельна образующей наплавляемой цилиндрической поверхности, то при наплавке данным устройством будет ввдерживаться практически постоянный дуговой промежуток между концом электрода и наплавляемой цилиндрической поверхностью.

В случае выполнения профиля кольцевой беговой канавки ползуна относительно оси вращения последнего в виде эллипса, конец электрода будет совершать соответственно колебания по V-образной траектории.

Регулирование амплитуды колебания производится вращением за ручку 24 червяка 22, при этом кулачок 18 с червячньм зубчатым венцом 21 -поворачивается на косой втулке 19, что приводит к изменению угла наклона рабочей поверхности кулачка 18 к оси вращения кулачка 8 и, как следствие, к изменению амплитуды колебания кулачка 8 несоответственно, конца электрода.

При необходимости процесс наплавки можно вести и с нулевой амплитудо колебания.

Устройство при наплавке.шеек коленчатых валов позволяет, не прерывая процесса наплавки,, производить регулировку амплитуды колебания без изменения прямолинейной траектории движения конца электрода.

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает большее удобство в эксплуатации при наладке, так как не требует применения сменных кулачков и перестановки их

1при переходе на наплавку другого типоразмера шейки -коленчатого вала.

того г предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более простую конструкцию, так как оно .содержит механизм поворота кулачка,.состоящий из одной червячной пары,, в то время, как у известного .устройства, соответствующий механизм состоит из двух червячных пар, двух цилиндрических, шестерен и винтовой передачи для осевого перемещения одного из червяков.

Формула изобретения 1. Устройство для сварки с колебаниями электрода, содержащее привод колебаний с корпусом, изогнутый мундштук, установленный в обойме с воз- можностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, закрепленный в о&ойме .опорный ролик, установленный в контакте с кулачком, имеющим кольцевую, беговую канавку, а также косую втулку, оси наружной и внутренней поверхностей которой расположены под углом, и установленный на косой втулке механизм поворота, отличающееся тем, что,с целью удобства эксплуатации устройства при наплавкешеек коленчатых

валов и перенастройке устройства с одного типоразмера шеек на другой и упрощение устройства оно снабжено вторым кулачком, вьпсшненным с.плоской рабочей поверхностью, расположенной к оси кулачка под углом, равным углу между осями наружной и внутренней поверхностей косой втулки, и связанным с механизме поворота, а на торце кулачка с кольцевой беговой канавкой закреплен толкатель с роликом, установленным в контакте с плоской рабочей поверхностью второго кулачка, при этом кулачок с кольцевой беговой канавкой установлен на выходном вашу привода колебаний с

возможностью перемещения относительно него, косая втулка также установлена на выходном, валу и жестко связана с корпусом привода.

2.Устройство п. 1, отличаюЩ е е с я тем, что механизм поворота Егыполнен в виде червячной пары.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что, с целью повышения стабильности процесса сварки швов с V-образной разделкой, профиль кольцевой беговой канавки выполнен эллипсньм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 473579, кл. В 23 К 9/30, 25.07.73.

2.Авторское свидетельство СССР

512879, кл. В 23 К 9/30, 09.12.74,