Электромагнитный силовой привод машины для сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1375422

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866651/25-27 (22) 27.03.85 (46) 23.02.88. Бюл. № 7 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) В. К. Лебедев, И. А. Черненко, А. Т. Дышленко, Л. В. Литвин и В. И. Тишура (53) 621.791.14.03 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 795821. кл. В 23 К 20/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 967734, x t. B 23 К 20/12, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 948584, кл. В 23 К 20/12, 1982. (54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СИЛОВОИ ПРИВОД МАШИНЫ ДЛЯ СВАРКИ

TPE НИЕМ, включающий электромагнит с силовой и измерительными катушками, установленными на неподвижном магнитопроводе электромагнита, регулятор напряжения для питания силовой катушки электромагнита, устройство сравнения заданной величины магнитного потока c его действительíbDI значением при осевом переMålöåíèè и интегратор, отличающийся тем, что. с целью повышения качества сварного соединения разнородных металлов путем создания возможности регулирования параметров пульсирующего осевого усилия, он содержит дополнительный задаюгций вход в устройстве сравнения, выход которого соединен с управляющим входом регулятора напряжения, выполненного в виде ключа, при этом устройство сравнения выпо1н Ilo в Виде двух компараторов с суммирующим триггером

Шмитта. входы которbIx образуют дополнительный задающии вход устройства сравнения.

1375422

U =1=+ir, di с— (3) m-

45

Ка! — К +1

121 = Т!П

50 (4) где г = — — постоянная времени силовой

Г катушки электромагнита; (2) Кф — — —, — коэффициент форсирования пи55 4 тающего напряжения;

К = —. — коэффициент пульсаций. 2 2

dm е=%

Изобретение относится к сварке, а именно к сварке трением на машинах с силовым электромагнитным приводом для создания осевого усилия.

Применение стабильного по величине осевого усилия при сварке трением разнородных материалов, особенно с резко отличающимися теплофизическими свойствами, не обеспечивает получение качественных сварных соединений.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения разнородных металлов путем приложения к свариваемым деталям пульсирующего осевого усилия с возможностью регулирования его параметров.

На фиг: 1 показана блок-схема привода машины для создания пульсирующего осевого уси чия; на фиг. 2 — график напряжений в устройстве сравнения; на фиг 3 — диаграмма магнитного потока.

Электросиловой привод содержит электромагнит 1 с силовой и измерительными катушками, регулятор 2 напряжения, выполненный в виде тиристорного ключа, интегрирующий усилитель 3 в цепи определения действительного значения магнитного потока по сигналам измерительных катушек электромагнита и устройство 4 сравнения заданных величин магнитного потока с его действительным значением в процессе сварки.

Устройство 4 сравнения выполнено в виде двух компараторов с суммирующим триггером Шмитта и имеет петлю гистерезиса (фиг. 2).

На фиг. 3 представлена диаграмма магнитного потока Ф в сердечнике электромагнита, соответствующая характеру изменения осевого усилия F в процессе сварки, связанного с ним зависимостью где Ф вЂ” магнитный поток;

pp — магнитная проницаемость;

S — поверхность полюса электромагнита.

При включении электромагнитного силового привода единичный выходной сигнал устройства сравнения (фиг. 2) отпирает тиристорный ключ (фиг. 1) и напряжение питания Uñ поступает на силовую катушку электромагнита 1, в которой происходит переходный процесс нарастания тока и, следовательно, потока, соответствующего участку АВ, (фиг. 3). B процессе нарастания магнитного потока в измерительных катушках электромагнита 1 наводится ЭДС, пропорциональная изменению магнитного потока где W — число витков измерительных ка тушек.

ЭДС поступает на вход интегрирующего усилителя, выходной сигнал которого

U пропорционален действительному значению магнитного потока Ф в процессе сварки.

5 Сигнал Ua> подают,на устройство сравнения, сравнивающее действительную величину магнитного потока Ф с заданными величинами U« i и ()а 2, определяющими максимальное и минимальное значения пульсирующего магнитного потока. При равенстве

Um и Ue, устройство сравнения переключается, его выходной сигнал принимает нулевое значение и запирает тиристорный ключ. Протекает переходный процесс уменьшения магнитного потока (участок ВС, 15 фиг. 3). При уменьшении магнитного потока до величины Ф 2, определяемой задающим напряжением V

Изменяя значения задающих напряжений ()1 i и V| 2, можно в широких пределах регулировать как среднюю величину осевого усилия, определяемого потоком Фср, так и амплитуду пульсаций осевого усилия, определяемого согласно (1) значениями потоков

Ф| И Ф2, Период пульсаций можно оценить, решив

30 дифференциальное уравнение переходного процесса нарастания (участок AiB, фиг. 3) и спадания (ВС) магнитного потока в сердечнике электромагнита.

Для участка AiB где 1 — индуктивность силовой катушки электромагнита;

r — активное сопротивление;

U, — напряжение, подаваемое на катушку; — текущее значение тока силовой катушки, соответствующее магнитному потоку.

Решая уравнение (3) по времени изменения тока от 4 к 11 (соответствующего изменению потока от Ф2 к Ф i), получают

1375422! д+ri=0. Иых

2р 1 Ух

Составитель В. Ткаченко

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор И. Эрдей1и

Заказ 442/14 Тираж 920 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4 5

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

Для участка ВС спадания магнитного потока уравнение переходного процесса

Решение уравнения (5) по времени изменения тока дает значение

112 = т!и (1+Кп) .

Общий период пульсаций Т. равен

Тп = (21+ 1!2= т!п (— +1). (7) Из формулы (7) следует, что для получения требуемого периода пульсаций необходимо на стадии проектирования силового электромагнита задать постоянную времени т силовой катушки и степень форсирования К4 питающего напря>кения.

Применение машины для сварки трением позволяет повысить качество сварных соединений за счет интенсификации тепловыделения при сварке с пульсирующим осевым усилием и обеспечить сварку разнородных материалов с резко отличающимися теплофиз ическ им и свойства м и.

Ф

Ю Рср Рг