Способ регулирования осевого усилия в машинах для сварки трением

Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10.07,80 (21) 2956208/25-27с присоединением заявки ле(5)М. Кл В гз К гОД 2 3 Ьеударстеенвй каинтет СССР во делам кэеаретевиви аткрьТтнй(72) Авторы изобретения Ордена Ленина и ордена Трудового Красного 3 нститут электросварки им. Е,О. Патона АН У) Заявитель 4) СП РЕГУЛ МАШИ услов 13 Изобретение относится к сварке, а именно к сварке трением на машинах с электромагнитным силовым приводом для создания осевого усилияИзвестна машина для инерционной сварки трением, в которой устройство для создания осевого усилия выполнено в виде установленной на станине электро. магнитной катушки с отверстием, распо ложенным соосно с валом, а маховик установлен относительно катушки с зазором, обеспечивающим магнитное взаимодействие катушки с маховиком.Щ,Недостаток этого устройства об лен зависимостью силы, развиваемо 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, вКлючающий программное изменение магнитного потока, соответствую шее воспроизведению заданного силового ВАНИЯ ОСЕВОГО УСИЛИЯДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ цикла, формирование управляющего наприжения путем сравнения задающего напряжения, пропорционального требуемомумагнитному потоку, создаваемому катушкой электромагнита, с его действительным 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 осуществлена обратная связь по силе.Известно, что сила Г , развиваемая электромагнитом,слЭттгце Ф - магнитный поток,О, - мвгнигная проницаемость,чБ - поверхность полюса алектрома 1- нита.Из формулы (1) видно, что регулирование осевого усилия может быть осуществлено путем изменения магнитного пото. ка ф(21,Недостатком этого способа являетсясложность определения величины магнитного потока, для чего необходима дополнительная измерительная катушка, расположение которой вблизи торца электромагнита связано с рядом конструктивнь 1 х итехнологических трудностей и снижает 15надежность работающих по этому спосо-бу устройств .Цель изобретения - упрощение опре-.деления действительного значения магнитного потока. 20Поставленная цель цостигается тем,что в способе регулирования осевогоусилия в машинах для сварки трением сэлектромагнитным силовым приводом,включающим программное изменение маг 25нитного потока, соответствующее воспроиэведеиию заданного силового цикла,и формирование управляющего напряжения путем сравнения задающего напряжения,пропорционального требуемому магнитному З 0потоку с его действительным значениемв процессе сварки, измеряют напряжение,приложенное к катушке электромагнита.силового привода, и величину напряжения,пропорциональную току, протекающемучерез нее, и по их разности,.определяютвеличину магнитного потока.Для катушки индуктивности, подключаеМой к источнику постоянного тока можнозаписать равенство 40тср, где ф - магнитный ноток;- сопротивление катушки,- ток, протекающий по катушке;о - напряжение, приложенное к катушке,Иэ уравнения (2) опрецеляется величина магнитного потокао: з(оь) сс. (3) юПредлагаемый способ регулированияможет быть осуществлен при использовании регулируемого выпрямителя для питания катуцщи электромагнита, Системауправления регулируемого выпрямителя 5содержит суммирующий и интегрируюшФусилитель и устройство сравнения в цепи обратной связи для сравнения звцающего напряжения с выхоцным напряжениеминтегрирующего усилителя. В процессе регулирования сигналы,пропорциональные величинам напряжения, прилагаемого к обмотке электромагнита и тока, цротекаюшего через нее, поцаются соответственно на неинвертируюший и инвертирующий входы суммирующего усилителя, с выхода которого сигнал поступает на интегрирующий усилитель, Напряжение на выходе интегрирующего усилителя пропорционально магнитному потоку ф, оно сравнивается с задающим напряжением и таким образам формируется управляющий сигнал регулируемого выпрямителя.Предлагаемый способ регулирования ьсевого усилия был испытан на инерционной машине СТцля сварки трением с электромагнитным силовым приводом для сварки роторов тербокомпрессоров иэ материалов 14 х 20 Н 25 В 5 М с валом из стали 40 Г диаметром 18 мм, При атом усилие нагрева составляет 20 кН, а усилие проковки 45 кН, что соответствует . магнитному потоку, создаваемому квтуш-2 кой электромагнита 3,8 х 10 в и 5,6 х.2х 10 в соответственно,Катушка алектромагнита получает питание его регулируемого тиристорноговыпрямителя, в системе управления которого применен интегрирующий усилитель нв базе операционного усилителя серии К 140 с постоянной времени интегрироввния О,ОЗ, сОсциллографирование параметров процесса сварки показывает соответствие полученных значений усилия и магнитногспотока заданнымПрименение предлагаемого способа упрощает конструкцию электромагнита за счет отказа от дополнительной измерительной катушки, повышая тем самымнадежность машин, упрощает переналадкуработающих по предлагаемому способуустройств с катушками электромагнитов,имеющих различные параметры.формула изобретенияСпособ регулирования осевого усилия в машинах для сварки трением с электромагнитным силовым привоцом, включающий программное изменение магнитного потока, соответствующее воспроизведению заданного силового цикла, формирование управляющего напряжения путем сравнения задающего иапряжения, цроцорционвпь-Составитель В, Чабуркин Техреа М. Тенер Редактор И. Касарда Ко рект А. Дэятко Заказ 1248/20 Тираж 1151 Подписное ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП фПатентф, г, Ужгород., ул, Проектная, 4 5 912448 4ного требуемому магнитному потоку, соэ- разности опреаеляют величину магннгнэааваемому катушкой электромагнита, с го потокаего действительным значением в процессесварки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,. Источники информации,что,с целью упрощения определения аей принятые во внимание при экспертизе ствительного значения магнитного потока, 1. Авторское свидетельство СССР измеряют напряжение, приложенное к ка- % 795821, кл. В 23 К 20/12, 1977. тушке электромагнита силового привода, 2. Лебедев В.К. и др. Электромагнити величину напряжения, пропорциональную ный привод сварочных машин.-Автоматитоку, протекающему через нее, н по их й ческая сварка",11979, М 7, с, 63-66.