Устройство для сварки

 

Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для перемещения сварочных полуавтоматов, и может быть использовано в сварочном производстве при полуавтоматической сварке металлоконструкций . Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение грузоподъемности стрелы. При перемещении сварного механизма 7, размещенного на конце стрелки 6, возникает противоопрокидывающий момент от действия силы сжатия пружины II штока 5, размещенных в корпусе 4, связанном с кронштейном 2, за счет обкатывания ролика 10 по продольной поверхности 9 опорного элемента 8, жестко закрепленного на кронштейне 2. Ось стрелы 6 совмещают в одной плоскости с осью 12 шарнира кронштейна 2, а ось штока 5 и пружины 11 отнесена на заданное расстояние от оси стрелы 6. Кривизну профильной поверхности 9 определяют в соответствии с формулой R 2(QL cos ft - Р1)/Р sin 2 у, где R - радиус-вектор или расстояние от любой точки профильной поверхности до оси шарнира поворота стрелы; Q - сила веса стрелы со сварочным механизмом, проложенным к концу стрелы; L- расстояние от конца стрелы до оси шарнира ее поворота; Р - сила сжатия пружины штока; ft - угол наклона стрелы к горизонту; у-угол между направлением силы сжатия пружины штока и радиуса кривизны продольной поверхности; I - расстояние от оси штока до оси стрелы. Увеличение противоопрскидывающего элемента позволяет увеличить грузоподъемность стрелы и ее длину, что обеспечивает сварку швов большей протяженности . 2 ил. -г Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (ll) (siss В 23 К 37/00 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1,) 4746946/27 (22) 09.10.89 (46) 15,11.91. Бюл. N 42 (71) Ворошиловградский проектно-технологический институт машиностроения им, XXVI съезда КПСС (72) Н.M. Бушков и И.В. Крикунов (53) 621.791.037 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1250432, кл. В 23 К 37/00, В 23 К 37/02,1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для перемещения сварочных полуавтоматов, и может быть использовано в сварочном производстве при полуавтоматической сварке. металлоконструкций. Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение грузоподъемности стрелы. При перемеще. нии сварного механизма 7, размещенного на конце стрелки 6, возникает противоопрокидывающий момент от действия силы сжатия пружины И штока 5, размещенных в корпусе.

4, связанном с кронштейном 2, за счет обкатывания ролика 10 по продольной поверхИзобретение относится к сварке, в частности кустройствам для перемещения сварочных полуавтоматов, и может быть использовано в сварочном производстве при полуавтомати-. ческой сварке металлоконструкций.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение грузоподъемности стрелы.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — схема разложения сил механизма уравновешивания. ности 9 опорного элемента 8, жестко закрепленного на кронштейне 2. Ось стрелы

6 совмещают в одной плоскости с осью 12 шарнира кронштейна 2, а ось штока 5 и пружины 11 отнесена на заданное расстояние от оси стрелы 6. Кривизну профильной поверхности 9 определяют в соответствии с формулой R = 2(СН созф - Р1)/Р sin 2 у, где

Я вЂ” радиус-вектор или расстояние от любой точки профильной поверхности до оси шарнира поворота стрелы; Π— сила веса стрелы со сварочным механизмом, проложенным к концу стрелы; L- расстояние от конца стрелы до оси шарнира ее поворота; P — сила сжатия пружины штока; P — угол наклона стрелы к горизонту; y — угол между направлением силы сжатия пружины штока и радиуса кривизны продольной поверхности; I — расстояние от оси штока до оси стрелы. Увеличение противоопрокидывающего элемента позволяет увеличить грузоподъемность стрелы и ее длину, что обеспечивает сварку швов большей протяженности, 2 ил.

Устройство для сварки содержит стойку . 1, кронштейн 2, смонтированный на стойке

1 с возможностью поворота вокруг ее оси, шарнирно установленный на кронштейне 2 механизм уравновешивания 3, включающий корпус 4 с перемещающимся штоком 5 и жестко закрепленную на корпусе 4 параллельно продольной оси штока 5 стрелу 6 со сварочным механизмом 7. На кронштейне 2 жестко закреплен профильный опорный элемент 8 с профильной поверхностью 9

1691029 переменной кривизны, взаимодействующий с роликом 10 штока 5, подпружиненного пружиной 11 к опорному элементу 8. Ось

12 шарнира кронштейна 2 расположена на продольной оси стрелы 6, а радиус кривиз- 5 ны профильной поверхности 9 опорного элемента 8 выбран в соответствии с формулой

P2 = P1 COSY или

Р2= P ° SlAy COSY (4) где Pz-составляющая силы Р1, направлен- 40 ная перпендикулярно радиусу вектора R.

M=P2 R+Pl, (5) где I — расстояние от штока до оси стрелы.

Подставляем значения уравнения (3) и (4) в уравнение (5), получаем . 45 . М .= P . sin ycos у . R + Pl =

Р з|п2у R р(P я|п2 R + 2PI

Подставляя значения уравнений (2) и (5) 50 в уравнение(1), получаем а Л вЂ” — ""- — + — —"

2Q Lcosp = P sln2 у R+2Pl, 55 (6) В

Р э!п2у у .10

Форма криволинейной профильной опорной поверхности элемента 8 обеспечивает создание момента, противодействующего опрокидывающему моменту стрелы 6.

Исходя из условия равновесия 15

Ma=M (1) где Ma — опрокидывающий момент стрелы;

М вЂ” противоопрокидывающий момент;

Ма = QL COSô (2) где Q — сила веса стрелы со сварочным ме- 20 ханизмом, приложенная к концу стрелы, L — расстояйие от конца стрелы до оси шарнира поворота стрелы;

P — угол наклона стрелы к горизонту.

Разложение силы сжатия пружины Р в 25 точке О>

Р = Р Siny (3) где P> — составляющая силы Р, направленная перпендикулярно к мгновенному радиусу кривизны профиля опорного элемента в 30 точке 01;

y — угол между направлением приложения силы Р и мгновенным радиусом кривизны профильной поверхности опорного элемента в точке О . 35

Разложение составляющей Р в точке

О1!

Устройство работает следующим образом.

Составляющая Р1, взаимодействующая с криволинейным профилем 9, создает противоопрокидывающее усилие Р . Усилие пружины Р смещено относительно центра вращения "О" на расстояние I и создает противоопрокидывающий момент Рь Форма криволинейного профиля поверхности 9 определена исходя из условия равновесия стрелы 6 с закрепленными на ней элементами 7 в любом угловом положении при ее повороте вокруг оси О, Расчет показывает, что равновесие обеспечено только по кривой криволинейной поверхности 9, каждая точка которой удовлетворяет уравнению (6).

При перемещении сварочного механизма 7 усилие от массы шлангов передается . концу стрелы 6, которая поворачивается вокруг вертикальной и горизонтальной осей вслед за механизмом 7.

При повороте стрелы вокруг горизонтальной оси вниз опрокидывающий момент

Мо, создаваемой массой стрелы 6 и закрепленным на ней механизмом 7, увеличивается прямо пропорционально cos P, где P — угол наклона стрелы к горизонту, т.е. он увеличивается по синусоидальной кривой, Шток 5, поворачиваясь вместе со стрелой

6 и обкатываясь роликом 10 по поверхности

9, перемещается в корпусе 4, сжимая пружину 11. Противоопрокидывающие усилия Р2 и

Р также увеличиваются по синусоидальному закону. Таким образом, стрела 6 уравновешивается и для поворота к ее концу необходимо приложить небольшое дополнительное усилие натяжением шлангов сварочного механизма 7, Для сварки длинных швов обычная кассета сварочного полуавтомата заменяется специальным бухторазматывателем - для увеличения .времени выработки проволоки.

Расположение оси О поворота стрелы 6 в вертикальной плоскости на расстоянии Iотносительно оси ролика 10 штока 5 повышает грузоподьемность стрелы, а также дает возможность удлинить стрелу 6 и шланги сварочного механизма 7, тем самым увеличивая длину свариваемых швов и расширяя технологические возможности устройства.

Формула изобретения

Устройство для сварки, содержащее стойку, кронштейн, смонтированный на стой- . ке с возможностью поворота вокруг ее оси, стрелу со сварочным механизмом, шарнирно установленную на кронштейне с возможностью поворота в плоскости, проходящей через ось стойки; а также механизм уравновешивания стрелы, включающий

1691029 корпус, связанный со стрелой, опорный элемент с профильной поверхностью переменной кривизны, жестко закрепленный на кронштейне, и подпружиненный к опорному элементу шток, смонтированный в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси стрелы и оснащенный роликом, установленным с возможностью контакта с профильным опорным элементом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения грузоподьемности стрелы, ее ось совмещена с осью шарнира кронштейна, а кривизна профильной поверхности опорного элемента в каждой ее точке выбрана в соответствии с формулой у где R — радиус-вектор или расстояние от любой точки профильной поверхности до

5 оси шарнира поворота стрелы;

Q — сила веса стрелы со сварочным механизмом, прил женная к концу стрелы;

L — расстояние от конца стрелы до оси шарнира поворота стрелы;

10 Р— сила сжатия пружины штока;

Р- угол наклона стрелы к горизонту;

) - угол между направлением силы сжатия пружины штока и радиусом кривизны профильной поверхности опорного элемен15 та; ! — расстояние от оси штока до оси стрелы.

1691029

Составитель Т.Арест .

Редактор В.Трубченко Техред M.Moðråíòàë Корректор M.Øàðîøè

Заказ 3889 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прй ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101