Головка для вибродуговой наплавки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Oi ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (<>) гзгьь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.75 (21) 2140617/27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09.76. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл. В23К9/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.92 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Спиридонов и Н. Г. Васильев (71) Заявитель Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) ГОЛОВКА ДЛЯ ВИБРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ

Изобретение относится к вибродуговой наплавке электродной проволокой в среде защитных газов. в продольные, состоит из двух направляющих втулок и обоймы, совершающей равномерное вращательное движение в плоскости, перпендикулярной оси направляющих втулок. В механизме нет узлов, движущихся возвратно-поступательно с высокой частотой, в результате чего динамические нагрузки, действующие на звенья механизма и их связи, сведены к минимуму. Однако за один оборот обоймы плавящийся конец электрода совершает только одно колебание вдоль своей оси (21.

Известна головка для вибродуговой наплавки с механизмом, создающим поперечные колебания 5 проволоки и преобразующим их в продольные. Так, например, в головке Вà — 4 — УПИ поперечные колебания сообщаются проволоке с помощью установленного на кривошипе шарикового подшипника и прижимного ролика. Прижимной ролик смонтиро- 10 ван в находящемся под воздействием пружины плунжере. 3а оборот кривошипного вала плавящийся конец электрода совершает в направлении своей оси один цикл вибрации. Плунжер с прижимным роликом совершает возвратно-поступательное дви- 15 жение с высокой частотой, в результате чего возникают значительные динамические нагрузки, действующие на звенья механизма и их связи. Наличие таких нагрузок снижает верхнюю раницу используемого для наплавки диапазона частот, уменьшает р0 надежность работы головки и сокращает срок ее службы (1).

Известна также головка для вибродутовой наплавки, в которой механизм, создающий поперечные колебания проволоки и преобразующий их 25

Наиболее близким к предложенному изобретению решением является головка для вибродуговой наплавки, в которой движение подапт электродная проволока получает от подающего и прижимного роликов. Механизм вибрации состоит из двух направляющих втулок и поводкового патрона, расположенного между этими втулками. Корпус патрона и вставленный в него сменньй диск соединяются винтами, образуя поводковый патрон. В диске с эксцентриситетом е установлена на шариковых подшипниках паводковая обойма. На двух осях этой обоймы установлены шариковые подшипники, на наружные кольца которых посажены бандажи с направляющей канавкой для электрод527266

Целью изобретения является использование для наплавки проволоки любой жесткости для повышения надежности работы головки.

Указанная цель достигается тем, что в головке привод перемещения поводковых роликов вьшол- 50 нен в виде плоской дифференциальной передачи с внутренним зацеплением, а сами ролики установлены на сателлите вышеуказанной передачи, При этом число оборотов солнечного колеса устанавливают таким, чтобы за один оборот водила сателлйт совер- 55 шал один оборот вокруг своей оси, но в сторону, противоположную направлению вращения водила

На фиг.1 изображена схема механизма вибрации и подачи электрода и сечение по А-А; на фиг. 2— разрез по Б-Б на фиг. 1. ной проволоки. Эти шариковые подшипники являются поводковыми направляющими роликами (3).

Электродная проволока, воздействуя, в свою очередь, на поводковые ролики, заставлет вращаться поводковую обойму вокруг собственной оси. 3а оборот патрона поводковая обойма с роликами совершает под воздействием электродной проволоки один оборот вокруг своей оси. Таким образом, в процессе работы головки патрон и поводковая обойма вращаются вокруг своих, параллельных относительно друг друга, осей с одинаковыми угловыми скоростями в противоположные стороны.

При этом пиния, соединяющая центры поводковых роликов, все время остается перпендикулярной оси направляющих втулок. В процессе вращения патрона проволока отклоняется в обе стороны оси направляющих втулок, совершая таким образом поперечные колебания относительно этой оси. Поперечные колебания проволоки между направляющими втулками преобразуются в продольные колебания плавящегося конца электрода. Частота продольной вибрации электрода определяется угловой скоростью вращения патрона. За один оборот патрона конец электродной проволоки совершает два цикла вибрации. Отсутствие в головке узлов, движущихся возвратно-потупательно с высокой частотой, сводит динамические нагрузки, действующие на звенья механизма и их связи, к минимуму.

Механизм вибрации позволяет получить повышенные частоты вибрации электрода при пониженных угловых скоростях звеньев механизма, что расширяет технологические возможности метода и новы» шает срок службы головки.

Механизм вибрации такого устройства надежно работает при использовании достаточно жесткой на изгиб электродной проволоки. При наплавке нежесткой проволокой и увеличении сопротивления повороту поводковой обоймы возможно наматывание проволоки на поводковые ролики и ее обрыв. В результате этого снижается надежность работы головки и сужается диапазон применяемых проволок по диаметру и их упругим свойствам. Указанное обстоятельство является существенным недостатком указанного устройства, 10

Зо

Головка для вибродуговой наплавки содержит механизм подачи проволоки, выполненный в виде подающего ролика 1 и подпружиненного пружиной 2 прижимного ролика 3, а также механизм вибрации. Последний выполнен в виде направляющих роликов 4 и 5 и поводковых роликов 6, установленных на зубчатом колесе 7, являющемся сателлитом в плоской дифференциальной передаче.

Сателлит посажен на ось 8, закрепленную на фланце 9, выполняющем роль водила в дифференциальной передаче. Зубчатое колесо 7 находится в зацеплении с зубчатым колесом 10, имеющим внутреннее зацепление и являющимся солнечным колесом в плоской дифференциальной передаче. На ступице солнечного колеса установлено зубчатое колесо 11, а на валу водила 9 — зубчатое колесо 12. целью сведения к минимуму динамических нагрузок, действующих на звенья механизма и их связи, на водиле 9 симметрично сателлиту 7 смонтирован сателлит 13.

От электродвигателя через коробку скоростей вращение передается подающему ролику 1, который сообщает электродной проволоке подачу. Через сменные зубчатые колеса вращение от электродвигателя передается зубчатым колесам 11 и 12, которые приводят во вращение соответственно солнечное колесо 10 и водило 9. При вращении последнего оси сателлитов перемещаются по окружности радиуса Е, причем Š— расстояние между осью вращения водила и осью сателлита. Число оборотов водила определяется заданной частотой вибрации электрода, при этом необходимо учитывать, что за один оборот водила плавящийся конец электродной проволоки совершает два цикла вибрации. Для нормальной работы механизма при любом значении угла поворота водила линия, соединяющая центры поводковых роликов, должна быть перпендикулярна оси N — N (см.фиг. 1). Это требование выполняется, если сателлит совершает круговое поступательное движение, а совершать он его будет в том случае, если за один оборот водила сателлит сделает один оборот вокруг своей оси, но в сторону, противоположную направлению вращения водила, т.е. если относительная угловая скорость ы саатнс теллита будет равна по величине и противоположна по знаку угловой скорости ыво водила.

Из теории Виллиса имеем 0отн сат= 1сол вод) аусат где сзсол и Есол — соответственно угловая скорость и число зубьев солнечного колеса; Z — число зубьев сй сателлита(4).

При круговом поступальном движении сател отн.сат 0 1вод 9 му в выражении 1отн сат 3RMt:HBGM HB бд вод Овод 1 0 вод) у. сат (сат

Отсюда находим Ю =И сол Вод 1 сол

527266 аусат < Zcosr поэтому, аусат/2сол < 1Следовательно, угловые скорости водила ы и солнечного колеса водсовпадают по направлению.

Так как вращение солнечного колеса и водила происходит с постоянными угловыми скоростями, 5 то справедливо выражение аусат 1

COA BOA сол где "сол и пвод — число оборотов соответственно о солнечного колеса и водила.

Так как число оборотов водила зависит от заданной частоты вибрации электрода, то при заданном числе оборотов водила для обеспечения круго» вого поступательного движения сателлита солнечное колесо должно вращаться в том же направлении, что и водило.

Наличие дифференциальной передачи повышает надежность работы головки и позволяет применять для наплавки электродную проволоку любой жесткости, так как требуемое положение линии, соединяющей центры поводковых роликов, обеспечивается не за счет упругих свойств проволоки, а за счет строго согласованных вращений солнечного колеса, водила и сателлита. 25

Формула изобретения

Головка для вибродуговой наплавки, содержащая механизм подачи проволоки и механизм вибрации, выполненный в виде поводковых роликов, связанных с приводом их перемещения, о тлич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности головки в работе при использовании для наплавки проволоки любой жесткости, привод перемещения поводковых роликов выполнен в виде плоской дифференциальной передачи с внутренним зацеплением, а сами ролики установлены на сателлите вышеуказанной передачи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. А.А. Спиридонов, А.А. Семыкин "Новое оборудование для автоматической вибродуговой наплавки",Москва †Свердлов, 1961 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 377224; кл. В 23 К 37/02; 31.05.71 года.

3. Авторское свидетельство СССР N 383554; кл. В 23 К 9/04; 21.07.1971 г — прототип.

4. Левинсон Л.Е. "Теоретическая механика с элементами теории механизмов", М., Трудрезервиздат, 1958 г., стр. 354.

Составитель С. Никулина

Техред О. Луговая Корре кто р

Редактор H. Bирко

3аказ 587, 1б

Филиаfl ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Тираж . 178 Подписное т1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва,:K-35, Раушская наб., д, 4, 5