Кулачок для механизма колебания сварочной горелки

 

OflИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ц 6 УУ84У

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11.76 (21) 2425159/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.79. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 05.08.79 (51) М. Кл.

В 23 К 9/30

Государственный комитет (53) УДК 621.791.75. ,039 (088.8) по делам иэобретений н открытий (72) Авторы изобретения Е. Л. Гроссман, А. В. Седенков, А. А, Прохоров и А. Н. Белоусов (71) Заявитель (54) КУЛАЧОК ДЛЯ МЕХАНИЗМА КОЛЕБАНИЯ

СВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ

Изобретение касается сварки и относится к автоматам для сварки неплавящимся электродом с колебаниями последнего.

Известно устройство для колебания электрода поперек стыка, содержащее корпус, сварочную головку, соединенную посредством рычага с кулачком эллипсного профиля привода колебаний, закрепленного в корпусе и имеющего переменную длину (1).

Основным недостатком известного устройства является то, что время задержки электрода в углах стыка нельзя регулировать. Время задержки всегда постоянно и определяется профилем кулачка. Для изменения времени задержки нужно менять кулачок, для чего останавливают сварку. Все это снижает качество сварного шва. Известно устройство для колебания сварочной горелки, содержащее корпус, привод с эксцентриковым кулачком и связанные с последним толкатели i(2)

Основным недостатком этого устройства является то, что время задержки нельзя менять без останова механизма. Время задержки настраивается до начала сварки перемещением толкателей.

Известно устройство для дуговой сварки с колебаниями электрода, механизм колебания которого содержит эксцентриковую головку, укрепленную на валу привода и представляющую собой прямоугольную рамку, внутри которой при помощи установочного винта может перемещаться эксцентриковая цапфа. В механизм колебания

5 входят качающаяся каретка жестко скрепленная с хвостовой частью горелки и представляющая собой также прямоугольную рамку, внутри которой при помощи других двух установочных винтов могут переме10 щаться два направляющих бруска (3).

Недостатком этого устройства является то, что изменение величины амплитуды колебаний и времени задержки электрода в крайних точках может быть осуществлено

15 только при прекращении сварки, а также то, что при изменении времени задержки (закона колебания) изменяется и величина амплитуды колебаний.

Наиболее близким по технической сущно20 сти и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является кулачок устройства для автоматической сварки плавящимся электродом с поперечными колебаниями электрода. Кулачок имеет профиль, выполненный по дуге окружности. Механизм регулирования амплитуды колебаний установлен в корпусе устройства:(4).

Основным недостатком этого устройства является то, что нельзя регулировать время

30 задержки электрода в углах стыка. Онооп677847

15

65 ределится профилем кулачка и для изменения времени задержки нужно менять кулачок и останавлйвать сварку.

Цель|о изобретения является повышение качества" Свйрного соединения путем плавной регулировкй времени задержки электрода у стенки разделки без останова механизма колебания.

Это достигается тем, что профиль кулачка выполнен с двумя диаметрально противоположными участками, описанными радиусами различной величины, а сам кулачок — в виде втулки с плавно уменьшающимися по ее длине участками профиля, выполненными по дуге окружности, а участки профиля, соединяющие упомянутые участки, выполненные по дуге окружности, выполнены по кривой с перменным радиусом R,=r (1+sin х), при этом ббльший радиус участка профиля, выполненного по дуге окружности, определен формулой

r где r — больший радиус участка

1 — sin )i профиля, выполненного по дуге окружности, х — угол между радиусами R и ri R— переменный радиус кривой, соединяющей участки, выполненные по дуге окружности, Х вЂ” угол, определенный неравенством

20 (Х <25, На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства, в котором установлен предлагаемый кулачок; на фиг. 2 — 4 — профиль кулачка; на фиг. 5 — различные траектории перемещения электрода поперек разделки свариваемого соединения.

В корпусе 1 механизма колебания горелки 2 установлен с возможностью продольного перемещения кулачок 3, с которым кинематически связан роликовый толкатель 4, установленный на одном плече 5 двуплечего рычага б, закрепленного на опоре 7. Второе плечо 8 рычага 6 кинематически связано с горелкой 2, подвешенной на оси 9.

В корпусе 1 выполнена гайка 10, с которой связан винт 11, застопоренный от продольного перемещения, имеющий рукоятку 12.

Кулачок 3 установлен в корпусе 1 с возможностью продольного перемещения и имеет привод 13.

Профиль кулачка 3 в двух диаметрально противоположных участках выполнен по дуге окружности радиусами различной величины г и l, длина дуг z и z определяет время задержки электрода в углах стыка.

Участки профиля кулачка 3 описанные по дуге окружности, соединены участками, выполненными по кривой с переменным радиусом R, длина которых определяет время колебания электрода.

Длина дуг L u LI плавно уменьшается по длине кулачка 3, а длина кривых, выполненных с переменным papH) сом, величивается.

З0

4

Переменный радиус кривой определяется по формуле.

Я, — r,(1+ sinx), где R„ — переменный радиус кривой в точке, соответствующей углу х, r — меньший радиус участка профиля, выполненного по дуге окружности; х — угол между радиусами RÄ n r). Формула определяется из условий постоянства величины скорости поперечного перемещения электрода. Чтобы скорость перемещения электрода была постоянной в любой точке, необходимо чтобы закон изменения ее был синусоидальным. Величина большего радиуса определяется из соображений сопрягаемости с кривой переменного радиуса, что обуславливает плавное начало перемещения электрода от угла стыка (без рывков) и рассчитывается по формуле где величина угла Х берется в пределах

20 <Х <25 .

Если рассматривать процесс сварки в плоскости, перпендикулярной электроду, точки Π— 0 обозначают среднюю линию, (фиг. 5), по которой осуществляется направление сварки со скоростью V св. Величина трапеций, расположенных выше и ниже линии Π— Oь показывают различные элементы движения электрода. Линия «а» показывает движение электрода от середины разделки к кромке, линия «б» — линия задержки, линия «в» — линия дви)кения электрода к другой кромке разделки. Изменение длины линии «б» и является изменением времени задержки.

Времени t.„„;,— максимальное время задержки электрода у кромки, t,ð — среднее время задержки и t „„— минимальное время задержки вытекают из технологических способов сварки и зависят от угла разделки кромок и марки свариваемого материала.

Угол наклона линии «а» к вертикальной оси и назван углом Х (фиг. 5). Для расчета г„„необходимо принимать значение угла Х, соответствующее средней величине задержки электрода. Исходя из требований технологии сварки черных сталей средняя величина угла Х=20, а при сварке нержавеющих сталей среднее значение угла Х=

=25, Вследствие вышеизложенного и устанавливают пределы угла Х, которые необходимо принимать при расчете кулачка.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают величину амплитуды колебаний электрода. Для этого вращают рукоятку 12 и перемещают корпус 1 вместе с рычагом 6, опорой 7, кулачком 3 и приводом кулачка 13 по винту 11. Амплитуда колебаний будет меняться за счет изменения соотношения длин плеч рычага б. Чтобыиз677847 менить время задержки в углах стыка, перемещают кулачок 3 вдоль своей осп (менять время задержки электрода в углах стыка можно и в процессе колебания). Поскольку участки профиля, выполненные по дуге окружности, определяющие время задержки электрода в углах стыка, имеют длину, плавно изменяющуюся по длине кулачка 3, то можно получить любое значение времени задержки (в заданных пределах). Затем включают привод 13 кулачка 3 и производят сварку. При вращении кулачка 3 роликовый толкатель 4 скользит по его поверхности и через рычаг 6 толкает горелку 2, которая колеблется вокруг оси 9.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество сварного соединения за счет задержки электрода у стенки разделки без останова механизма.

Реализация предложенного устройства обеспечит возможность оперативной установки оптимального времени простоя электрода на кромках соединения в зависимости от выбранных режимов сварки, толщины и марки свариваемого материала, от формы разделки соединения, что повысит качество сварных соединений и увеличит производительность труда сварщика за счет снижения времени перестройки оборудования и времени на устранение брака на 15—

20%. Кроме того, предложенное устройство расширяет область применения автоматического сварочного оборудования независимо от толщин и марки свариваемых материалов.

Формула изобретения

Кулачок для механизма колебания сварочной горелки, имеющий профиль, выполпенный по дуге окружности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем плавной регулировки времени задержки электрода у стенки разделки без останова механизма колебания, профиль кулачка выполнен с двумя диаметрально противоположными участками, описанными радиусами различной величины, сам кулачок — в виде втулки

10 с плавно уменьшающимся по ее длине участками профиля, выполненными по дуге окружности, а участки профиля соединяющие упомянутые участки, выполненные по дуге окружности, выполнены по криБ вой с переменным радиусом R„.=rl (1+

+sin х), при этом ббльший радиус участка профиля, выполненного по дуге окружности, определен формулой r —, где

1+sin 7

r — ббльший радиус участка профиля, выполненного по дуге окружности, r> — меньший радиус участка профиля, выполненного по дуге окружности, х — угол между радиусами R„H r, R„„— переменный радиус кривой, соединяющей участки, выполненные по дуге окружности, Х вЂ” угол определенный неравенством 20

Источники информации, ЗО принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

464417, кл. В 23 К 9/30, 1973.

2. Патент Великобритании 1031589, кл. B 3 R, 1966.

3. Патент ГДР 79654, кл. 49 h 9/16, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР № 380412, кл. В 23 К 9/30, 1971.

677847

Vct

Составитель Г. Квартальнова

Редактор В. Смирягина Техред Н, Строганова Корректор Л. Тарасова

Заказ 2005/15 Изд. № 5 Тираж 1222 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2