Способ регулирования осевого усилия в машинах для сварки трением

 

Союз CoBcTcNNx

Соцналмстичвсима

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()912448 (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 1 0.07.80 (2 т ) 2956208/25-27 с присоединением заявки ле (23) Приоритет

Опубликовано 1 5.03.82 . Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 1 5,03,82 (5! )М. Кй.

8 23 К 20/12

3Ьеударстеенаый каннтет

СССР вв делам кэебретений и аткрь1тнв (.53) УЙ К621.791. .1 4 (088.8) В. К. Лебедев, И.А. Черненко, А.Т. Дышленко, и Л. В. Литвин (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного 3 институт электросварки им. E.o. Патона АН У

I (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСЕВОГО УСИЛИЯ

В МАШИНАХ ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

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

Известна-машина для инерционной

5 сварки трением, в которон устройство для создания осевого усилия выполнено в виде установленной на станине электро магнитной катушки с отверстием, распо ложенным соосно с валом, а маховик то установлен относительно катушки с зазором, обеспечивающим магнитное взаимодействие катушки с маховикомЩ.

Недостаток этого устройства обусловлен зависимостью силы, развиваемой электромагнитом не только от тока в его катушке, но и от зазора в магнитной системе.

Известен способ регулирования величины осевого усилия в машинах для сварки трением с электромагнитным силовым приводом, включаюший программное изменение магнитного потока, соответ«твую шее воспроизведению заданного силового цикла, формирование управляюшего напря жения путем сравнения задающего напряжения, пропорционального требуемому магнитному потоку, создаваемому катушкой электромагнита, с его действител ным значением в процессе сварки.

Необходимость такого регулирования обусловлена тем, что силы, развиваемые электромагнитом, зависят не только от тока в его катушке, но и от зазора в магнитной системе, который изменяется как с изменением установочных размеров свариваемых иэделий, так и в процессе сварки из-за укорочения свариваемых деталей. Зависимость силы электромагнита от зазора может быть устранена известным способом, при котором в систе ме питания электромагнита осушествлена обратная связь по силе.

Известно, что сила F, развиваемая электромагнитом, сл3 (, ) о

912448 гце Ф - магнитный поток, Й, - мвгнигная проницаемость, S - поверхность полюса электромаш нита.

Из формулы (1) видно, что регулирова- 5 ние осевого усилия может быть осушествлено путем изменения магнитного пото. ка Ф(21.

Недостатком этого способа является сложность определения величины магнит- t0 ного потока, для чего необходима дополнительная измерительная катушка, распо ложение которой вблизи торца электромагнита связано с рядом конструктивнь1х и технологических трудностей и снижает 15 надежность работающих по этому спосо бу устройств .

Цель изобретения - упрощение опре-.. деления действительного значения магнитного потока. 20

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования осевого усилия в машинах для сварки трением с электромагнитным силовым приводом, включаюшим программное изменение маг 25 нитного потока, соответствуюшее воспроиэведейию заданного силового цикла, и формирование управляюшего напряжения путем сравнения задающего напряжения, пропорционального требуемому магнитному 30 потоку с его действительным значением в процессе сварки, измеряют напряжение, приложенное к катушке электромагнита .силового привода, и величину напряжения, пропорциональную току, протекающему через нее, и по их разности;.определяют величину магнитного потока.

Для катушки индуктивности, подк тючаеМой к источнику постоянного тока можно записать раванство 40 тсд

" """ " (2) где Ф - магнитный ноток; — сопротивление катушки;

1 — ток, протекаюший по катушке;

U - напряжение, приложенное к катушке.

Иэ уравнения (2) определяется величина магнитного потока

О.) = 5(u — Г) cTt (3) 30

Предлагаемый способ регулирования может быть осушествлен при использовании регулируемого выпрямителя для питания катушки электромагнита, Система управления регулируемого выпрямителя 33 содержит суммируюший и интегрируюший усилитель и устройство сравнения в цепи обратной связи для сравнения звдающего напряжения с BblxoilBbfM напряжением интегрирующего усилителя. В процессе регулирования сигналы, пропорциональные величинам напряжения, прилагаемого к обмотке электромагнита и тока, цротекаюшего через нее, подаются соответственно на неинвертируюший и инвертируюший входы суммируюшего усилителя, с выхода которого сигнал поступает на интегрируюший усилитель. Напряжение на выходе интегрирующего усилителя пропорционально магнитному потоку Ф, оно сравнивается с задаюшим напряжением и таким образом формируется управляюший сигнал регулируемого выпрямителя.

Предлагаемый способ регулирования ьсевого усилия был испытан на инерционной машине СТ-100 для сварки трением с электромагнитным силовым приводом для сварки роторов тербокомпрессоров иэ материалов 14x20H25B5N с валом из стали 40Г диаметром 18 мм. При атом усилие нагрева составляет 20 кН, а усилие проковки 45 кН, что соответствует . магнитному потоку, создаваемому катуш«

-2 кой электромагнита 3,8х10 в и 5,6х

2 х10 в соответственно.

Катушка алектромагнита получает питание его регулируемого тиристорного выпрямителя, в системе управления которого применен интегрируюший усилитель нв базе операционного усилителя серии К140 с постоянной времени интегрирования 0,03. с

Осциллографирование параметров процесса сварки показывает соответствие полученных значений усилия и магнитногс потока заданным

Применение предлагаемого способа упрошает конструкцию электромагнита за счет отказа от дополнительной измерительной катушки, повышая тем самым надежность машин, упрошвет переналадку работаюших по предлагаемому способу устройств с катушками электромагнитов, имеюших различные параметры.

Формула изобретения

Способ регулирования осевого усилия в машинах для сварки трением с электромагнитным силовым привоцом, включающий программное изменение магнитного потока, соответствуюшее воспроизведению заданного силового цикла, формирование управляюшего напряжения путем сравнения задаюшего напряжения. цроцорцион 1Bbr

Составитель В. Чабуркин

Техред М. Тепер

Редактор И. Касарда

Ко рект А. Дэятко

Заказ 1248/2 0 Тираж 1181 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 912448 d ного требуемому магнитному потоку, соэ- разности определяют величину магннгнэдаваемому катушкой электромагнита, с го потока

его действительным значением в процессе сварки, о т л и ч а ю ш и и с я тем,. Источники информации, что, с целью упрощения определения дей- S принятые во внимание при экспертизе ствительного значения магнитного потока, 1. Авторское свидетельство СССР измеряют напряжение, приложенное к ка- l4 795821, кл. B 23 К 20/12, 1977. тушке электромагнита силового привода, 2. Лебедев В.К. и др. Электромагнит-! и величину напряжения, пропорциональную ный привод сварочных машин.-Автоматитоку, протекаюшему через нее, н по их и ческая сварка", 1979, l4 7, с. 63-66.