Тренажер для обучения электродуговой сварке

СОЮЗ СОВЕТСКИХююлюнтикРЕСПУБЛИК СЬо Д С 09 В 9/00 и л г1 "иОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ 1 ТИЯМПРИ ПОЕТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1 024965, кл . С 09 В 9/00, 1 981 . (54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРО- ДУГОВОЙ СВАРКЕ(57) Изобретение относится к обучающим устройствам и предназначено для отработки профессиональных навыков ручной электродуговой сварки. Целью изобретения является расширение диИзобретение относится к обучающим устройствам и предназначено для отработки профессиональных навыков ручной электродуговой сварки.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера.На фиг. 1 представлена схема тренажера, левая часть; на фиг. 2 то же, правая часть, на фиг, 3 схема внешнего вида тренажера; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - привод втягивания имитатора электрода; на. фиг, 6 - вид Б на фиг. 5; на фиг. 7 - узел 1 на фиг. 5; на фиг.8 - узел 11 на фиг, 5; на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 7; на фиг, 10 - разрез Г-Г на фиг.9,на фиг. 11 - разрез Д-Д на фиг, 9, на фиг. 12 - имитатор электрододержателя; на фиг, 13 узел 111 на фиг. 12; на фиг. 14 схематично изображены части тренажера:.801494026 А 1 дактических возможностей тренажера.Поставленная цель достигается тем,что тренажер снабжен механизмамиобеспечения жесткости и возвратаимитатора электрода, а механизмимитации плавления электрода содержит программатор реальной скоростиэлектрода, барабан которого связанс приводом через электромагнитнуюмуфту, и выполнен в виде кулачка.При этом тренажер позволяет тренировать навыки подачи электрода в зону сварки с переменной скоростью,соответствующей реальному процессуплавления электрода. 16 ил. имитатор электрододержателя, имитатор электрода, его механизмы и кинематика привода; на фиг. 15 - схема блока управления, его связи, левая часть, на фиг. 16 - то же, правая часть.Предлагаемый тренажер содержит источник 1 питания, имитатор 2 сварочного электрода, имитатор 3 сварочной ванны, блок 4 управления, привод 5 втягивания имитатора 2 сварочного электрода, привод 6 перемещения имитатора 3 сварочной ванны, счетчики 7, 8 и 9 времени выполнения упражнения,количества и суммарного времени ошибок.Имитатор 2 сварочного электрода состоит из плотно навитой цилиндрической пружины 10, один конец которой вставлен в наконечник 11, а другой конец введен в жесткий ползун 12.1494026 О 15Составитель О. Болдырев Редактор М. Келемеи Техред А. Кравчук Корректор И. Горна Заказ 4 13/46 Тираа 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул, Гагарина, 1Внутри пружины 1 О проходит трос 13, закрепленный одним концом в наконечнике 11, проходящий далее через резь- бовой элемент 14 и закрепленный в нем и идущий на барабан, выполненный в виде кулачка 1 5 и закрепленный в нем вторым концом. Имитатор 2 сварочного электрода должен быть, с одной стороны, жестким, чтобы отслеживать концом траекторию сварочного шва. С другой стороны, он должен быть эластичным, чтобы свободно перемещаться по радиусу.Оптимальная степень жесткости ими татора 2 зависит от жесткости пружины 10 и обеспечивается натяжнымустройством, включающим наконечник 11, соединенный отрезком троса 13 с резьбовым элементом 14, ввернутым в ползун 12.Наконечник имитатора 2 сварочного электрода состоит из наконечника 11, в который закреплен трос 13, изолятора 16 и торца 17. Наконечник 11 и 25 торец 17 имеют на концах резьбу и вво. рачиваются в изолятор 16. Между изолятором 16 и торцом 17 установлена пружинная шайба 18, Для смягчения удара от ползуна 12 на наконечник 11 накле ено амортизационное кольцо 19. Конец торца 17 расточен внутри и туда вставлена лампа 20, соединенная с источником 1 питания, а снаружи на торце 7 имеется резьба, на которую 35 навинчен носок 21 с линзой 22. Пружина 10 имитатора 2 сварочного электрода введена в имитатор 23 электрододерзателя, а ползун 1 2 находится во фторопластовой трубке 24, одетой од ним концом на хвостовик имитатора 23 электрододержателя, а другим присоединенной к корпусу 25 тренажера в том месте, где находится привод 5 втягивания имитатора 2 сварочного45 электрода. Во фторопластовой трубке 24 размещена пружина 26 возврата имитатора 2 сварочного электрода, которая одним концом опирается в ползун 12 имитатора 2 сварочного электрода, а другим - в неподвижный упор 27,представляющий собой, например, резь- бовой элемент, закрепленный во фторо-пластЬвой трубке 24 и имеющий отверстие для прохождения троса 13. На имитатор 23 электрододерзателя одетыдюритовые шланги 28 и 29, Привод 5 втягивания электрода (имитатор плавления электрода) соединен с кулачком 15 валом 30, а посредством троса 13 соединен с имитатором 2 сварочного электр:да сам кулачок 1 5, Вал 20 имеет шпонку 31, заснерлен на всю длину и в него запрессованы два подшипника 32. На валу 30 установлена электромагнитная муфта 33, а сам вал 30 одет на ось 34, которая закреплена на опоре 35. Электромагнитная муфта 33 состоит из двух полумуфт 36 и 37. Полумуфта 36 закреплена на шпонке 31 вала 30, соединенного с кулачком 15, а сам кулачок 15 входит в контакт с регулируемым по силе давления дисковым тормозом 38 и концевым выключателем 39, Дисковым тормозом 38 регулируется скорость разматывания троса 13, закрепленного на кулачке 15 планкой 40 и болтами 41 при выталкивании пружиной 26 имитатора 2 сварочного электрода, Профиль кулачка 15 выполнен таким образом, что трос 13 накручивается на,него с изменяющейся возрастающей до ЗОЖ скоростью, точно имитирующей скорость плавления электрода в реальных условиях. Например, на участке кулачка а - б радиус равномерно увеличивается на 107. от первоначального Р, до Р . На участке кулачка б - в радиус еще возрастает на 203 от значения Р до Рь. При этом скорость втягивания имитатора 2 сварочного электрода возрастает к концу накручивания троса 13 на ЗОБ. Полумуфта 37 насажена на подшипник 42 и выполнена в форме зубчатого колеса, которое входит в зацепление с шестерней 43, закрепленной на валу электродвигателя 44. Имитатор 3 сварочной ванны расположен с внутренней стороны имитатора 45 свариваемого стыка и закреплен на маточной гайке 46 ходового винта 47, приводимого во вращение приводом . Внутри корпуса 25 тренажера смонтированы: индикатор 48 счетчика 7 времени выполнения упражнения, индикатор 49 счетчика 8 количества ошибок, индикатор 50 счетчика 9 суммарного времени ошибок, тумблеры 51 и 52 включения сети и переключения направления движения имитатора 3 сварочной ванны, кнопка 53 "Сброс" и кнопка 54 сброса обесточивания электромагнитной муфты 33 и выброса имитатора 2 сварочного электрода в стартовое положение на расстояние г (фиг. 12 и 14), сигналь1494026 ведении светового потока на фотоэле. мент 59 имитатора сварочной ванны на вход блока 4 угравления через переключатель 60 поступает сигнал. По каналам связи с выхода блока 4 управления управляющии сигнал поступает на при-вод 6 перемещения имитатора 3 сварочной ванны, привод 5 имитатора электрода, счетчик 7 времени выполнения упражнения, электролампы 61 подсветки и реле 62, контакты 63 и 64 которого включают соответственно электролампу 56 (имитируя свет сварочной дуги) и имитатор 65 звука сварочной дуги.В результате начинает перемещаться по ходовому винту 47 имитатор 3 сварочной ванны, а имитатор.2 сварочного электрода начинает втягиваться в имитатор 23 электрододержателя, и начинается отсчет времени выполнения упражнения счетчиком 7 и будет высвечена матовая поверхность имитатора 3 сварочной ванны. В имитаторе 65 звука сварочной дуги образуется сигнал, который через усилитель мощности воспроизводит динамиком звук, аналогичный звуку сварочной дуги. Обучаемый должен совмещать световой поток от электролампы 20 имитатора 2 сварочного электрода, поддерживая угол и расстояние от электролампы 20 до фотоэлемента 59.При смещении светового потока, изменении углов наклона имитатора 2 сварочного электрода, а также расстояния от электролампы 20 до фотоэлемента 59 на величину, превышающую допустимую, выключается привод 6 перемещения имитатора 3 сварочнс й ванны и привод 5 втягивания электрода, включаются счетчики 8 и 9 количества и времени ошибок, гаснут электролампы 61 подсветки имитатора 3 сварочной ванны и электролампы 56 (имитирующие свет сварочной дуги), исчезнет звуковой сигнал в имитаторе 65 звука сва 1 роыной дуги. В результате прекратится перемещение имитатора 3 сварочной ванны, цифровой индикатор 49 зафиксирует ошибку, т.е. будет высвечена цифра 1 и, кроме того, начнется отсчет счетчиком 9 продолжительности ошибок до тех пор, пока световой поток не попадет на фотоэлемент 59 и будет выдержано расстояние от электролампы 20 и углы наклона имитатора 2 сварочного электрода до фотоэле 40 ная лампа 55 и электролампа 56 (имитатора излучения сварочной дуги).Отметим, что габариты, вес и геометрия всех имитаторов соответствуют реальным элементам, их требуемому расположению в пространстве и размерам реальной сварочной ванны.Для получения параллельного потока света носок 21 (фиг. 3) с линзой 10 навинчивают на торец 17, пока фокус линзы 22 не совместится с лампой 20. После этого носок 21 закрепляют на торце 17 при помощи резьбового элемента 57. 15В исходном состоянии имитатор 3 сварочной ванны находится в любом крайнем положении. Контакты концевых выключателей 58 разомкнуты. Тумблер 52 переключения направления движения 20 находится в положении нВлево" или "Вправо" в зависимости от необходимого направления.Блок 4 управления связан с приводом 5 втягивания имитатора электрода 25 с приводом 6 перемещения имитатора сварочной ванны, со счетчиком 8 количества ошибок, с фотоэлементом 59 (имитатора 3 сварочной ванны) через переключатель 60 с электролампами 61 30 (подсветки имитатора 3 сварочной ванны), с конечными выключателями 58, с реле 62, контакты 63 и 64 которого соединены с лампой 56 (имитатора излучателя сварочной дуги), с имитатором 65 звука сварочной дуги, со счетчиками 7,9 времени выполнения упражнения и суммарного времени ошибок через генератор 66 секундных импульсов.Тренажер работает следующим образом.Тумблером 51 тренажер включается в сеть. При касании имитатором 2 сварочного электрода поверхности тре нажера и выдержке (2-3 с) получает питание и загорается лампочка 20 на конце имитатора 2 сварочного электрода (т.е. имитируется процесс возбуждения сварочной дуги) . Электролампа 50 20 горит определенное время (1,5- 2,0 с), за это время необходимо световой поток навести на фотоэлемент 59. Если обучаемый не укладывается в отведенное ему время, электролампа 20 гаснет и процесс возбуждения дуги надо повторить. Одновременно с заго" раннем электролампы 20 поступает питание на блок 4 управления. При на 1494026мента 59 имитатора 3 сварочной ванны.Как только это произойдет, снова включится привод 6 перемещения сварочнойванны, имитатор 65 звука сварочнойдуги и электролампа 56, имитирующаясвет от сварочной дуги, а счетчики 8и 9, цифровые индикаторы 49 и 50,фиксирующие количество и продолжительность ошибок, отключаются.При достижении имитатором 3 крайнего положения концевой выключатель58 выключает приводы 5 и 6, счетчик7, электролампу 56 и динамик 68.Таким образом, на цифровых индикаторах 48, 49 и 50 будут зафиксированы соответственно время, затраченное на выполнение упражнения, количество ошибок, допущенное обучающимсяи суммарное время этих ошибок. Теперь рассмотрим работу привода 5втягивания имитатора 2 сварочногоэлектрода. При нахождении имитатора3 сварочной ванны в любом крайнемположении имитатор 2 сварочного эле - 25ктрода выдвинут из имитатора 23электрододержателя на величину г, которая подвергается оплавлению во время работы электрода в реальных условиях. За время, которое необходимо 30для расплавления электрода в реальных условиях, барабан 15 делает одиноборот. Длина описанной окружностибарабана 15 по центру наматываемогона него троса 13 равна величине г.Время, за которое барабан 15 делаетодин оборот, должно быть выбраноравным или больше того, за котороеимитатор 3 сварочной ванны делаетполный проход . Если из-за ошибок, 40сделанных обучаемым во время движения имитатора 3 сварочной ванны,барабан 15 сделает полный оборот иотключит привод 5 концевым выключателем 42 (случай, когда в реальных 45условиях электрод израсходован), ьбучаемому здесь предлагается два варианта действий: повторить описаннуюработу, выдвинув имитатор 2 сварочного электрода, или отследить движение имитатора 3 сварочной ваннынеподвижным концом имитатора 2. Изменяя скорость вращения барабана 15 отнаименьшего значения до наибольшего, мы сможем регулировать ско 55 рость втягивания имитатора 2 свароч - ного электрода от наименьшего значения до наибольшего, что соответствует увеличению сварочного тока от наименьшего значения до наибольшего. После остановки привода 6 имитатора 3 сварочн", занны обучаемый нажимает кнопку 54 сброса, обесточивает электромаг. нитную муфту 33 и разъединяет барабан 15 и электродвигатель 44. Барабан 15 под действием пружины 26 начинает вращаться в обратную сторону и выдвигает сдерживаемый дисковым тормозом 38 имитатор 2 сварочного эле - ктрода на величину г. Обучаемый поворачивает рычаг тумблера 52 реверса и начинает проводить имитатор 3 сварочной ванны в обратном направлении, При касании имитатором 2 сварочного электрода поверхности имитатора 58 свариваемого стыка в имитаторе образуется сигнал, который через усилитель мощности воспроизводится динамиком как звук, аналогичный звуку коротков . го замыкания.Работа натяжного устройства. Выворачивая резьбовой элемент 14 иэ ползуна 12, натягиваем трос 13, который сжимает пружину 10 имитатора 2, увели. чивая ее жесткость. Затем, чтобы ликвидировать напуск троса 13 на барабане 15, его натягивают, предварительно сняв планку 40, а затем снова ее затянув болтами 41.Уменьшение жесткости пружины 10производится в обратном порядке,формула изобретенияТренажер для обучения электродуговой сварке, содержащий имитатор плавления электрода, состоящий из барабана и привода размещенных в корпусе с отверстиями, имитатор электрододержателя выполненный в виде трубы, один конец которой закреплен на корпусе, и имитатор электрода, содержащий наконечник, пружину,размещенную одним концом на наконечнике, и трос, одним концом закрепленный на наконечнике, пропущенный через пружину, трубу и отверстие корпуса,а другим концом закрепленный на барабане, о тличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, имитатор электрода содержит ползун, расположенный в трубе и содержащий натяжное устройство, 1494026 10в котором закреплен трос другой конец пружины упирается в ползун, имитатор электрододержателя содержит пружину возврата, расположенную в трубе между ползуном и корпусом, а имитатор плавления электрода содержит электромагнитную муфту, связывающую привод и барабан, выполненный 5в виде кулачка, в точке наименьшей кривизны которого закреплен трос.