Способ определения степени износа сопла плазменно-дугового резака

.Э, ;т ТЕНИ Б К АВТОРСКО ВИ ЕТЕЛЬСТВУ ие точно- процессаааааа ди(е., +еР.), (г=С+К ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА СОПЛА ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОГО РЕЗАКА(57) Изобретение относится к плазменно-дуговой резке, например, листового проката и может быть использовано во всех отраслях, где применяется механизированная резка металла. Цель изобретения - повышение Изобретение относится к области плазменно-дуговой резки, например, листового проката и может быть использовано во всех отраслях, где применяется механизированная резка металла,Цель изобретения - повышенсти реза и производительностирезки.В процессе резки под воздействием плазменной дуги происходит разрушение формирующего канала сопла, в результате чего его диаметр увеличивается, что приводит к увеличению ширины реза и снижению точности. Следовательно, определение степени износа сопла является важной задачей. На чертеже показана блок - схема устройства для реализации способа. точности реза и повышение производительности процесса резки. Способ позволяет определить степень износа сопла в процеСсе резки по изменению напряжения режущей дуги между электродом и изделием путем сравнения его с опорным напряжением, определяемым при износе сопла исходя из допустимого отклонения размеров вырезаемых деталей. Стабилизируют другие параметры режима: ток, скорость резки, расход плазмообразующего газа, высоту резака над изделием. Производительность повышается за счет сокращения затрат времени при сборке и сварке деталей различных металлоконструкций, вырезанных с номинальной точностью (сокращение затрат времени на подгоночные работы), и на сварочные работы в связи с уменьшением зазоров в сварных соединениях, 1 ил. Как известно, ширина реза Ь зависит от диаметра формирующего канала сопла д и расстояния от среза (торца) сопла до поверхности изделия Ь и выражена формулойЬ=д+ (0,1 - 0,3) Ь. (1) В процессе механизированной плазменной резки оператор вынужден периодически отключать оборудование для того, чтобы измерить ширину реза и оценить степень износа сопла, при этом имеются непроизводительные потери рабочего времени и не исключаются случаи отклонения значения ширины реза от допустимой.Известна также зависимость изменения напряжений дуги от различных пара- метровгде 6 - расход плазмообразующего газа;1- ток режущей дуги;Е - длина формирующего канала сопла, не изменяющаяся в процессе резки;д - диаметр формирующего канала;Л Ц- градиент напряжения открытой части дуги;Го.с. - длина открытого участка дуги, определяемая величиной и;.с. - длина рабочего участка столба, определяемая расположением анодной области дуги на лобовой кромке реза и зависящая от тока режущей дугии скдрости резки ч,Из приведенной зависимости видно, что изменение диаметра сопла изменяет напряжение дуги,Перед началом процесса резки данного металла выбирают оптимальные с точки зрения производительности и качества кромок реза параметры режима 1, ч, О, и, а также номинальный диаметр д формирующего канала сопла 1, Определяют предельно допустимый диаметр формирующего канала вследствие износа б 1 расчетным путем исходя из допустимого отклонения размеров вырезаемых деталей, и на выбранном ранее режиме выполняют экспериментальную резку данного металла, используя сопла с диаметром 01. При этом измеряют напряжение режущей дуги, горящей между электродом 2 и изделием 3, обеспечиваемое источником 4 питания. Это значение напряжения принимают за опорное Ооп.В процессе резки данного металла, стабилизируя параметры режима и используя сопла с диаметром б, напряжение дуги сравнивают с опорным, обеспечиваемым источником 5. В случае, когда ОвОоп, износ сопла не превышает предельно допустимого. Когда величина напряжения станет меньше опорного, устройство 6 выдает команду на включение устройства 7, выходной сигнал которого регистрирует состояние предельного износа сопла и прекращает процесс резки.П р и м е р. Проводили воздушно-плазменную резку стального листа толщиной 6 мм, Параметры режима принимали в соответствии с рекомендуемыми по нормативным документам, при которых выполняются требования к качеству реза и производительности: п=8 мм, О=60 л/мин, ч=4 м/мин, 1=250 А, 0=3 мм,Указанные параметры стабилизировали, точность стабилизации составила: и = 11 мм,0=+ 5 л/мин, ч=+0,1 м/мин, 1=0 А. Измеряли напряжение дуги, которое составило 140 В, Резку выполняли на машинес программным управлением "Кристалл",обеспечивающей согласно паспорту точ 5 ность размеров вычерченного контура в допуске +0,5 мм (Л м) и стабилизациюскорости 2,5, Определяли отклонениеразмеров ширины реза, вызванного колебаниями параметров режима резки: скорости10 ЛЬч = ф.0,15 ьм тскаЛЬ = 4-0 Ъ мч расхода газа Л Ьа = О, высоты резака Л Ьп = О.Предельная абсолютная величина отклонения размеров вырезаемой детали составила15 Рпр =(Лм+ )ЛЬч) + ЛЬ= 0,9 мм,Ь соответствии с ГОСТ 14712-80 для деталей с номинальными размерами, например не более 630 мм, абсолютная величинаотклонений; размеров при принятом 2-м20 классе точности равна 1,4 мм.Следовательно, отклонение размеров,вызванное износом сопла, должно составлять не более 0,5 мм, т,е. предельный диаметр вследствие износа равен 01=3,5 мм.25 Изменение ширины реза в соответствии сформулой (1) при стабилизированной величине Ь равно изменению диаметра сопла,Используя сопло с диаметром формирующего канала 01=-3,5 мм, измеряли напря 30 жение дуги при принятых ранее параметрахрезки, которое составило О 1=О 0 П=132 В.Как видно, изменение напряжения дугипри увеличении диаметра формирующегоканала сопла значительно, что позволяет ис 35 пользовать это изменение в качестве сигнала для работы автоматического устройства.Данный способ позволяет повыситьточность вырезаемых деталей и уменьшитьобъем подгоночных работ, снизить непроиз 40 водительные затраты рабочего времени,экономить сварочную проволоку,Формула изобретенияСпособ определения степени износа сопла плазменно-дугового резака, заключаю 45 щийся в измерении напряжения режущейдуги, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности реза и повышения производительносги процесса резки, измеренное напряжениережущей дуги в процессе резки со стабилизироеан 50 ными параметрами сравнивают с опорнымнапряжением, за которое принимают напряжение режущей дуги при диаметре формирующего канала сопла, обеспечивающимдопустимое отклонение размеров вырезае 55 мых деталей от номинальных, и прекращаютпроцесс при превышении опорного напряжения величины измеренного напряжениярежущей дуги.1660894 тавитель Г. Чайковскийред М,Моргентал Коррек едактор В. Дан ончако роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 2081 Тираж 513 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5