Устройство для подачи электродной проволоки

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к устройствам для подачи электродной проволоки, и может быть использовано в автоматах и полуавтоматах дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродами. Цель изобретения - повышение надежности работы и улучшение качества сварки . Устройство содержит корпус, два блока (Б) подачи проволоки, включающие конические шестерни с установленными в них роликами под углом друг к другу. При этом разворот оси подачи роликов первого Б противоположен развороту оси подачи роликов второго Б. Блоки связаны между собой промежуточными коническими шестернями и установлены на подпружиненных подшипниковых узлах. Такая конструкция устройства позволяет к валу двигателя приводить только инерционную составляюшую промежуточных конических шестерен . В результате скомпенсировано влияние почти всех инерционных масс на точность регулирования и быстроту пуска. Это, в конечном счете, обеспечивает более надежную подачу электродной проволоки. 4 ил. S (Л с to со ел tsD О5

ССИОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3963671/25-27 (22) 14.10.85 (46) 07.03.87. Бюл. ¹ 9 (71) Всесоюзный научно-исследователь- ский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (72) В.Г.Гусаковский (53) 621.791.75.039(088 ° 8) (56) Патент Великобритании № 1320356, кл. В 23 К 9/12, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к устройствам для подачи электродной проволоки, и может быть использовано в автоматах и полуавтоматах дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродами.

Цель изобретения — повышение надежно„.Я0„„1294526 А 1 сти работы и улучшение качества сварки. Устройство содержит корпус, два блока (Б) подачи проволоки, включающие конические шестерни с установленными в них роликами под углом друг к другу. При этом разворот оси подачи роликов первого Б противоположен развороту оси подачи роликов второго Б.

Блоки связаны между собой промежуточными коническими шестернями и установлены на подпружиненных подшипниковых узлах. Такая конструкция устройства позволяет к валу двигателя приводить только инерционную составляющую промежуточных конических шестерен. В результате скомпенсировано влияние почти всех инерционных масс на точность регулирования и быстроту пуска. Это, в конечном счете, обеспечивает более надежную подачу электродной проволоки. 4 ил.

1294526

Изобретение относится к области сварки, в частности к устройствам для подачи электродной проволоки, может быть использовано в автоматах и полуавтоматах дуговой сварки плавящимся и непланящимся электродом.

Целью изобретения является повышение надежности работы и улучшение качестна сварки.

На фиг.1 представлена конструкция 10 устройства; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.i на фиг.3 — кинематическая схема устройства и некоторых его узлов; на фиг.4 — схема сил и моментов, действующих в устройстве. 15

Устройство для подачи электродной проволоки построено следующим образом. Внутри корпуса 1, в его радиальной плоскости, при помощи подшипников

2 и гаек 3 смонтированы промежуточные20 конические шестерни 4. По оси корпуса 1 расположена основная коническая шестерня 5 и дополнительная коническая шестерня 6, внутри которых установлены пары подающих роликов 7,8 и

9, 10. Основная коническая шестерня 5 и дополнительная коническая шестерня

6 крепятся каждая в своем подшипниковом узле, состоящем из гайки 11, контргайки 12, подшипников 13 и 14, втулки 15, гайки 16. Между гайкой 11 и втулкой 15 расположен упругий элемент 17. Причем, основная коническая шестерня 5 установлена в корпусе 1, а дополнительная коническая шестерня 35

6 — a полукорпусе 18, закрепленном на корпусе 1. Шестерни 5 и 6 имеют по оси отверстия для прохождения электродной проволоки. Ролики 7,8 и 9,10 закрепляются на опорах 19, в которых 40 размещаются оси 20, а оси самих опор 19 монтируются в шестернях 5 и 6 на подшипниках 21, поджатых упругими элементами 22, которые заневолены стопорными кольцами 23. 45

Устройство работает следующим образом.

Момент M от двигателя передается на ступицу основной конической шестерни 5, разворачивая ее вокруг оси

0-0. Пропорциональный момент разворачивает промежуточные конические шестерни 4 и через них — дополнительную коническую шестерню 6. Вместе с шес- 55 тернями 5 и 6 разворачиваются и пары взаимно радиально. расположенных роликов 7,8 и 9,10, сжимающих каждая с двух сторон электродную проволоку с усилием, определяемым сжатием упругих элементов 22.

Сущность работы устройства заключается в следующем.

Пары роликов, каждый из которых имеет в плоскости кааания с проволокой гиперболоидный профиль (фиг.3а), расположены под углом друг к другу и к электродной проволоке. Вращаясь, ролики описывают по проволоке винтовые линии с шагом, который определяется углом наклона плоскостей качения роликов по проволоке и оси проволоки.

При таком (планетарном) вращении роликов скорости поступательного перемещения проволоки под первой U, и под второй V парами равны l = 1д Qgg ° (1)

U, = ddt8(180 -g) = ding<; (2) и) = ——

3 и

30 (3) откуда (4) где V — - скорость подачи электродной проволоки; !

d — - диаметр электродной проволоки;

d — угловая скорость вращения роликов;

n — число оборотов роликов в минуту.

В точке контакта ролика с электродной проволокой возникает сила сцепления, по величине равная

8= И-W, (5) здесь

S — - сила сцепления роликов с электродной проволокой;

Ф вЂ” коэффициент сцепления;

N — - сила прижатия ролика к проволоке;

W — - сила сопротивления перекатыванию ролика.

Сила подачи, развиваемая каждой парой роликов, равна

F„:=2 S. (6)

Суммарная сила подачи, уравновешивающая силу сопротивления, для предлагаемого механизма равна

F=4S ),т, (7) где Т вЂ” сила сопротинления подаче.

В установившемся режиме сила подачи уравновешивает силу сопротивления; уравнения баланса сил имеют очевидную форму

Р >Т +4И; (8)

F=2 (+, N < + Ч N) . (9У

Пусть приняты следующие допущения: сопротивление перекатыванию достаточ1294526 но мало и можно положить 4 W = 0. усилия прижатия роликов к электродной проволоке равны в каждой паре N. приняты обозначения ф=V +ф (10) 5

N =N =N.

2 (11) где Ч вЂ” текущее значение коэффициен9 та сцепления.

Тогда (8) и (9) примут вид

Fyr Т (12) 10

F=2$ N. (13)

Таким образом, контакт каждой пары роликов в предлагаемом устройстве происходит в разных точках, и, в среднем, Ч,-4, . Если в какой-нибудь из

15 пар коэффйциент резко уменьшается (или М или Ч ), то срыва подачи не произойдет из-за того, что под второй парой он сохранит свое значе20 ние.

Пусть устройство в начальный момент рассматриваемого процесса развивало усилие подачи F . В результате проскальзывания роликов, возникающего по какой-либо причине, усилие уменьшилось на величину dF. При ограниченном значении этого изменения и нали, чий установившегося электрического 30, процесса двигателя, можно формально

1 написать зависимость — =xF с1У (14)

dV О где х — жесткость характеристики по35 дачи, ее значение

1 dF х= — —. (15)

Fo dV

Параметр характеризует интенсивность уменьшения усилия подачи при возрас тании скорости. Отдельно для каждой пары роликов можно вывести уравнение из следующих соображений. Если в результате проскальзывания скорость какой-либо пары V„ (specb i=1,2 относится к первой или второй паре), а скорость подачи осталась V, то

v„ -v=U» (16) где Б9; — относительная скорость проскьзывания -й пары. Появление Ц5, 50 вызовет падение усилия подачи на величину F„. xU,;, тогда текущее значение

F =F (1 xU9 ). (17) а с учетом инерционности привода 55

F . =F (1-xU )-3 — — (18) ° dF9i

Oi 93 de где — постоянная времени привода.

Из (18) без учета инерционности привода можно получить

U = — -(F-F)

1 (19)

9xF 0 s о

Установлено, что при постоянной скорости и при постоянном давлении существует строгая зависимость между скольжением и коэффициентом сцепле" ния, согласно которой значение коэффициента сцепления резко падает при величине скольжения Б > 17 от величины скорости перемещения. Так как дефекты на поверхности проволоки не носят систематического характера (или сплошного), то для ее надежндй подачи нужно стремиться к выполнению условия.

F ° (20)

В устройстве это достигается за счет конструкции: вращающий момент Mgb; прикладывается от двигателя к основной конической шестерне 5, через нее к промежуточным коническим шестерням

4 и далее к дополнительной конической шестерне 6. Поскольку передача сил и моментов в этой цепи осуществляется через конические шестерни (зубчатые колеса), то помимо основных усилий С в зацеплении будут возникать и радиальные усилия P (фиг.3б). В результате обе конические шестерни 5 и 6 смещаются: одна в направлении подачи, а другая — в противоположном (фиг.3в), Пары роликов займут положение В,В, которое определяется же1 2 сткостью С упругих элементов 17. Это не опасно, так как в пределах суще ствования зацепления, при эвольвентном профиле зубьев, изменение межцентрового расстояния не приводит к изменению передаточного отношения пары. Теперь при резком изменении текущего значения Ч,. для какой-либо пары она перейдет в положение а, тем самым минует локальное место снижения сцепления. Таким образом, конструкция устройства обеспечивает восстановление сцепления при его потере парой роликов из-за дефектов на поверхности подаваемой электродной проволоки

Динамика возникновения инерционных возмущений в устройстве представлена на фиг.4. Пусть А,. и В; — центры масс, приведенных к осям роликов. Ролики вращаются с угловой скоростью и3, радиус инерции — R. В начальный момент времени вращение происходит

1294526

dV u3;I =Д 3 (22) З5

Ф- =m-—

dt (23) Ф =-mсд„ (24) 2 /Яi (25) 40

1ф 1 ш /2 jRе (26) Ф=Ф,. +Ф„, (27) Таким образом, к валу двигателя приводится только инерционная составравномерно. При этом всегда существует центробежная составляющая Ф и силы инерции Ф. Составляющие Ф „ с гремятся отжать ролики от проволоки и уменьшить их сцепление с проволокой и тем больше, чем больше скорость вращения и масса роликов. Их действие компенсируется упругими элементами

22. Такой способ или другой автоматического регулирования усилия прижатия 10 роликов к электродной проволоке широко используется в устройствах подачи электродной проволоки планетарного типа. Существует большое количество самых различных механизмов рычажного, f5 винтового, клинового типов, связанных с компенсацией центробежной составляющей силы инерции, но они не связаны с пуском, остановкой и регулированием скорости подачи. В момент пуска, ос- 20 тановки или принудительного измерения скорости подачи возникает вращательная (касательная) составляющая

Ф силы инерции Ф. Она влияет на плавнгсть (быстроту) пуска (остановки) и точность регулирования скорости подачи.

Для схемы сил, изображенной на фиг.4, из курса теоретической механики аналитические зависимости опреде- 30 ления инерционных составляющих сил, имеют вид

Фг=-mu)i (21) ляюшая промежуточных конических шес1 терен (Macca нагрузки вне устройства не рассматривается), т.е. в предлагаемом устройстве для подачи электродной проволоки скомпенсировано влияние почти всех инерционных масс на точность регулирования и быстроту пуска (остановки).

Техническая эффективность устройства для подачи электродной проволоки заключается в том, что оно может обеспечить более надежную подачу электродной проволоки с повышенной точностью регулирования скорости.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для подачи электродной проволоки, содержащее корпус н блок подачи проволоки, включающий коническую шестерню; установленную на подшипниковых узлах, подающие ролики, установленные под углом друг к другу на направляющих, смонтированных в пазах конической шестерни, связанной с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения качества сварки, оно снабжено дополнительным блоком подачи проволоки, содержащим коническую шестерню, подающие ролики, установленные под углом друг к другу с разворотом оси подачи, противоположным развороту оси подачи основного блока подачи проволоки, промежуточными коническими шестернями, закрепленными в корпусе с возможностью взаимодействия с коническими шестернями основного и дополнительного блоков, при. этом подшипниковые узлы подпружинены и установлены B корпу— се с возможностью осевого перемещения.

1294526 l294526

Составитель И.Дергалев

Техред М.Ходанич Корректор С. вверни

Редактор А.Ворович

Заказ 425/ 12 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo e H o peTeHHH H oTKpblTHA

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4