Охлаждаемая роликовая головка для контактной сварки

Заявленная полезная модель относится к сварочному производству, а именно к охлаждаемым сварочным роликовым головкам, используемым в машинах при сварке трубчатых и листовых изделий. Охлаждаемая роликовая головка для контактной сварки с системой охлаждения включающая, установленные с возможностью вращения на оси роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска, и размещенные на обеих его поверхностях дополнительные диски, незамкнутую систему охлаждения, включающую осевой канал для охлаждающей жидкости, выполненный в оси, сообщающиеся с ним канавки для охлаждающей жидкости, выполненные на тех поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска, а также испарительную полость, выполненную на поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, в виде кольцевых канавок заполненных пористым материалом и сообщенных с указанными канавками для охлаждающей жидкости, причем клапаны с биметаллическими пластинами установлены в указанных канавках для охлаждающей жидкости на участках между осевым каналом для охлаждающей жидкости и кольцевыми канавками.

Заявленная полезная модель относится к сварочному производству, а именно к охлаждаемым сварочным роликовым головкам, используемым в машинах при сварке трубчатых и листовых изделий.

Известна, выбранная в качестве ближайшего аналога, роликовая головка для контактной сварки включающая, установленные с возможностью вращения на оси роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска, и размещенные на обеих его поверхностях дополнительные диски, а также незамкнутую систему охлаждения, включающую осевой канал для охлаждающей жидкости, выполненный в оси, сообщающиеся с ним канавки для охлаждающей жидкости, выполненные на тех поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, а также испарительную полость, выполненную на поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, в виде кольцевых канавок заполненных пористым материалом и сообщенных с указанными канавками для охлаждающей жидкости, причем клапаны с биметаллическими пластинами установлены в указанных канавках для охлаждающей жидкости на участках между осевым каналом для охлаждающей жидкости и кольцевыми канавками (патент РФ на полезную модель 107991, кл. МПК В23К 11/06, опубл. 10.09.2011 г.)

Недостатками данной головки является недостаточное охлаждение роликового электрода во время работы.

Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание роликовой головки с эффективной системой охлаждения роликового электрода.

Технический результат достигается тем, что в охлаждаемой роликовой головке для контактной сварки включающей установленные с возможностью вращения на оси роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска, и размещенные на обеих его поверхностях дополнительные диски, а также незамкнутую систему охлаждения, включающую осевой канал для охлаждающей жидкости, выполненный в оси, сообщающиеся с ним канавки для охлаждающей жидкости, выполненные на тех поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, а также испарительную полость, выполненную на поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, в виде кольцевых канавок заполненных пористым материалом и сообщенных с указанными канавками для охлаждающей жидкости, причем клапаны с биметаллическими пластинами установлены в указанных канавках для охлаждающей жидкости на участках между осевым каналом для охлаждающей жидкости и кольцевыми канавками, канавки для охлаждающей жидкости, выполнены под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска.

Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей представленных на фиг.1-3.

При этом на фиг.1 представлена схема охлаждаемой роликовой головки для контактной сварки;

на фиг.2 представлен вид на поверхность дополнительного диска, взаимодействующую с роликовым электродом;

на фиг.3 представлен разрез по линии А-А на фиг.2.

Охлаждаемая роликовая головка для контактной сварки включает систему охлаждения, роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска 1 и установленный с возможностью вращения на оси 2, а также дополнительные диски 3 расположенные на обеих поверхностях 4 и 5 цилиндрического диска 1 и установленные с возможностью вращения на оси 2.

Система охлаждения охлаждаемой роликовой головки для контактной сварки выполнена в виде осевого канала 6 для охлаждающей жидкости выполненного в оси 2, канавок 7 для охлаждающей жидкости и сообщенных с ними кольцевых канавок 10. Причем канавки 7 выполненны на тех поверхностях 8 и 9 дополнительных дисков 3, которые взаимодействуют с поверхностями 4 и 5 цилиндрического диска 1 соответственно, под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска 3, и кольцевые канавки 10 выполнены на техже поверхностях дополнительных дисков 3. Выполнение канавок 7 для охлаждающей жидкости под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска 3 позволяет увеличить длину канавок по сравнению с тем, как если бы канавки 7 для охлаждающей жидкости были бы выполнены вдоль радиуса соответствующего дополнительного диска 3. Соответственно данное выполнение канавок 7 для охлаждающей жидкости позволяет увеличить площадь поверхности охлаждения цилиндрического диска 1.

Осевой канал 6 и канавки 7 для охлаждающей жидкости сообщены между собой для пpoтeкaния по ним охлаждающей жидкости. Кольцевые канавки 10 заполнены пористым материалом 11, например, стекловатой. На участках между осевым каналом 6 для охлаждающей жидкости, выполненным в оси 2, и кольцевыми канавками 10, заполненными пористым материалом 11, в канавках 7 для охлаждающей жидкости установлены клапаны 12 с биметаллическими пластинами 13.

Роликовая головка для контактной сварки с системой охлаждения работает следующим образом.

Роликовую головку подводят к месту сварки и подают сварочный ток на роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска 1. Сварочный ток на цилиндрический диск 1 может подаваться, например, через ось 2, или через один из дополнительных дисков 3, или любым иным известным способом. Таким образом, по цилиндрическому диску 1 сварочный ток подается в место сварки.

При перемещении охлаждаемой роликовой головки для контактной сварки вдоль сварного шва, цилиндрический диск 1 начинает вращаться вокруг оси 2. Вместе с цилиндрическим диском 1 вращаются и дополнительные диски 3.

В процессе сварки цилиндрический диск 1 нагревается, для его охлаждения в осевой канал 6 оси 2 подают охлаждающую жидкость, например, воду при температуре, например, 20°С. Охлаждающая жидкость, протекая по осевому каналу 6, поступает в канавки 7 для охлаждающей жидкости дополнительных дисков 3. Канавки 7 для охлаждающей жидкости открыты в сторону цилиндрического диска 1, поэтому охлаждающая жидкость взаимодействует с поверхностями 4 и 5 цилиндрического диска 1. Выполнение канавок 7 для охлаждающей жидкости под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска 3 позволяет увеличить длину канавок по сравнению с тем, как если бы канавки 7 для охлаждающей жидкости были бы выполнены вдоль радиуса соответствующего дополнительного диска 3. Соответственно данное выполнение канавок 7 для охлаждающей жидкости позволяет увеличить площадь поверхности охлаждения цилиндрического диска 1. При этом между цилиндрическим диском 1 и охлаждающей жидкостью происходит теплообмен, в результате которого осуществляется охлаждение цилиндрического диска 1.

Свободному выходу охлаждающей жидкости из канавок 7 для охлаждающей жидкости препятствуют клапаны 12 удерживаемые в закрытом положении биметаллическими пластинами 13. В результате теплообмена охлаждающая жидкость нагревается, нагревая дополнительные диски 3, а вместе с ними и биметаллические пластины 13. Нагревшись до предельно допустимой температуры, биметаллические пластины 13 срабатывают и клапаны 12 открываются, выпуская охлаждающую жидкость в кольцевые каналы 10. В кольцевых каналах 10 нагретая охлаждающая жидкость при прохождении в порах пористого материала 11 расщепляется на мелкие потоки, преобразующиеся в пар, и выводится в виде пара по продолжениям канавок 7 для охлаждающей жидкости наружу, а канавки 7 для охлаждающей жидкости постепенно заполняются охлаждающей жидкостью с более низкой температурой.

Изношенный в результате электроэрозии роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска 1, легко заменяется, при этом дополнительные диски 3 изнашиваются значительно медленнее. Цилиндрический диск 1 прост при изготовлении и обеспечивается по сравнительно низкой стоимости.

Таким образом, за счет того, что канавки для охлаждающей жидкости, выполнены под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска система охлаждения роликового электрода становится эффективной.

Охлаждаемая роликовая головка для контактной сварки с системой охлаждения, содержащая установленный с возможностью вращения на оси роликовый электрод, выполненный в виде цилиндрического диска, и размещенные на обеих его поверхностях дополнительные диски, незамкнутую систему охлаждения, включающую осевой канал для охлаждающей жидкости, выполненный в оси, сообщающиеся с ним канавки для охлаждающей жидкости, выполненные на тех поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, и испарительную полость, выполненную на поверхностях дополнительных дисков, которые взаимодействуют с поверхностями цилиндрического диска, в виде кольцевых канавок, заполненных пористым материалом и сообщенных с указанными канавками для охлаждающей жидкости, причем клапаны с биметаллическими пластинами установлены в указанных канавках для охлаждающей жидкости на участках между осевым каналом для охлаждающей жидкости и кольцевыми канавками, отличающаяся тем, что канавки для охлаждающей жидкости выполнены под углом 15-60° к радиусу соответствующего дополнительного диска.