Устройство для подачи электродной проволоки

(19) Ш) 7 з(5 В 23 К 9/1 Й КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ЗОБРЕТТЕЛЬСТВУ И ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С(72) Е. И. Егоров и А. Г. Меркулов (71) Новосибирский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева(56) 1. Авторское свидетельство СССР221871; кл. В 23 К 9/12, 1967.2. Информационное письмо Института электросварки им. Е, О. Патона70(1037), 1976 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод вращения .ведущего ролика, состоящий из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с шлангами, отличающееся тем, что, с целью повышения мощности устройства, расширения интервала регулирования скорости подачи. электродной проволоки и обеспечения возможности ее реверсирования, оно снабжено закрепленными на корпусе противоположно одна к другой двумя резьбовыми герметичными коробками с установленными на каждой из них двумя регулирующими кранами и двумя реверсирующими кранами, при этом полости коробок соединены с центральным каналом, один из реверсирующих кранов соединен со шлангом системы а сжатого воздуха и каждым из двух регулирующих кранов каждой коробки, а другой реверсирующий кран соединен со шлангом отводящей системы и вторыми регулирующими кранами коробок.Изобретение относится к устройствам, используемым при автоматической и полуавтоматической электродуговой сварке для подачи электродной или порошковой проволоки.Известно устройство для подачи электродной проволоки, состоящее из подающих роликов и привода вращения, выполненного в виде планетарного редуктора с двумя внутренними зацеплениями, одно из которых является одновременно гидроприводом, а другое состоит из сателлита и ведомого колеса, жестко связанного с роликом, подающим электродную проволоку,Структурно-кинематическая схема известного механизма подачи электродной проволоки позволяет уменьшить его массу и габариты, что очень желательно для сварочных полуавтоматов тянущего и тяни-толкающего типов 1.Устройство имеет ряд конструктивных недостатков, в том числе таких, как торцовой способ подвода и отвода сжатого воздуха, сложность системы каналов напорной и сливной магистрали, консольное расположение подающего ролика, и др из-за чего увеличивается масса и габариты пневмопривода, снижается полезная мощность и усложняется технология его изготовления.Это ограничивают область применения устройства и делают его малопригодным для использования при сварке тонкого металла горелками тянущего типа переносных и ранцевых сварочных полуавтоматов, предназначенных для работы в условиях монтажа.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подачи электродной проволоки, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод вращения ведущего ролика, состоящий из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с шлангами 2.Недостатком указанного устройства для подачи проволоки является то, что при его работе в сливной межзубьевой рабочей зоне устанавливается высокое (избыточное по отношению к атмосферному) противодавление ввиду того, что отработанный воздух не успевает эвакуироваться через отводящую систему, пазы, отверстия и каналы которой представляют значительные гидравлические сопротивления. Между тем, чем больше давление воздуха в межзубьевой зоне, тем меньше выходная мощность и тя нушее усилие устройства.Другой недостаток устройства связан с узким интервалом изменения скорости подачи электродной проволоки из-за того, что 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 во-первых, последняя ограничивается разностью давлений в напорной и сливной межзубьевых зонах Р, - Р и, во-вторых, конструктивная схема пневмопривода не позволяет регулировать эту величину. По этой причине для регулирования скорости подачи проволоки ввод сжатого воздуха в пневмодвигатель обычно осуществляется через регулятор давления воздуха, а на выходе устанавливается дросселирующее устройство. Следует заметить, что включение в воздушную магистраль этих регулировочных приборов создает дополнительные гидравлические сопротивления и потери мощности.Кроме того, для реверсирования направления подачи электродной проволоки, необходимость которого в процессе сварки возникает постоянно, приходится менять на штуцерах местами напорной и сливной воздушные шланги, что очень неудобно, занимает длительное время и приводит к быстрому изнашиванию резьбы разъемных соединений.Цель изобретения - повышение мощности устройства, расширение интервала регулирования скорости подачи электродной проволоки и обеспечение возможности ее реверсирования.Поставленная цель достигается тем, что устройство для подачи электродной проволоки, содержащее корпус и расположенные в нем подающие холостой и ведущий ролики и привод врашения ведущего ролика, состояший из планетарного редуктора с неподвижным и подвижным зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, блока сателлитов, насаженного на водило, серповидное перо, расположенное в полости между неподвижным зубчатым колесом и зубчатым венцом одного из сателлитов, связанной с центральным каналом, соединенным с системой сжатого воздуха и отводящей системой с шлангами, снабжено закрепленными на корпусе противоположно одна к другой резьбовыми герметичными коробками с установленными на каждой из них двумя регулирующими кранами и двумя реверсирующими кранами, при этом полости коробок соединены с центральным каналом, один из реверсирующих кранов соединен со шлангом системы сжатого воздуха и каждым из двух регулирующих кранов каждой коробки, а другой реверсирующий кран соединен со шлангом отводящей системы и вторыми регулирующими кранами коробок.На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - схема регулируюших и схема реверсируюших кранов; на фиг. 3 - кинематическая схема привода; на фиг. 4 - схема рабочего цикла привода.Устройство (фиг. 1) имеет корпус 1 с неподвижным центральным зубчатым колесом 2, с которым внутренним зацеплением соединен сателлит 3 с зубчатым венцом 4. В одном блоке с сателлитом 3 находитсяеще один сателлит 5, который сцеплен с подвижным зубчатым колесом 6 с внутренними зубьями, запрессованным в выходной вал 7, на который насажен ведущий ролик 8, подающйй вместе с холостым роликом 9 электродную проволоку в сварочную дугу. Водило0 имеет шейки 11 и 12, концентричные оси привода и эксцентричную шейку 13 (величина эксцентриситета равна е) и соответственно опоры 14, 15 и 16. Кроме того, водило 10 имеет узкую щель 17 для подвода воздуха в напорную межзубьевую зону и серповидное перо 18, разделяющее межзубьевое пространство, образованное зацеплением колеса 2 и венцом сателлита 3 и воспринимающее давление сжатого воздуха, а также ряд отверстий 19 для отвода отработанного воздуха из сливной межзубьевой зоны. В местах впадин зубьев венца 4 сателлита 3 и его тела выполнены пазы 20.На торцовые выступы корпуса 1 с помощью резьбовых соединений помещены цилиндрические коробки 21 и 22, имеющие трехходовые краны 23 - 26. Устройство снабжено шлангом 27 сжатого воздуха с реверсирующим краном 28 и шлангом 29 системы разрежения с реверсирующим краном 30.Устройство работает следующим образом.Если реверсирующий кран 28 установлен в правое рабочее положение, трехходовой кран 23 - в положение 27 - 21 (фиг. 2) а кран 24 закрыт, то сжатый воздух поступает в полость коробки 21 и по центральным каналам 3 и 32 в щель 77, напорное межзубьевое пространство и, оказывая давление на серповидное перо 18, начинает вращать водило 10. Вместе с водилом 10 (фиг. 3) переносное вращательное движение совершает блок сателлитовых шестерен 3 и 5. Ввиду того, что сателлит 3 находится в зацеплении с неподвижным колесом 2, блок сателлитов вращается относительно оси водила 10, а сателлит 5 вращает находящуюся с ним в зацеплении подвижную шестерню 6, а вместе с ней и подающий проволоку ролик 8. Вращающийся сателлит передает боковой поверхностью зубьев отработанный воздух в сливную межзубьевую зону и далее по лазам 20, отверстиям 19 и каналам 33 и 34 в полость коробки 22. В зависимости от положения трехходового крана 26 при закрытом кране 25 полость коробки 22 может быть соединена с атмосферой при положении крана 26 (атм, в 22) либо с системой разрежения при положении крана 26 (22 - 29) и при левом рабочем положении реверсирующего крана 30. В первом случае в сливной межзубьевой зоне устанавливается давление Р, несколько выше атмосферного Р во втором случае давление Р , меньше, чем Р, примерно, на величину разрежения, создаваемого в полости коробки 22.Скорость подачи электродной проволокив том и в другом случае будет определяться разностью давлений Р, - Р или Р, - Рз и передаточным отношением механизмаводило-ролик = фф" - фДля изменения направления подачи электродной проволоки реверсирующий кран 28 устанавливается в левое рабочее положение и кран 30 - в правое, трехходовой кран 25 в положение 27 - 22, краны 26 и 23 закрываются, а кран 24 устанавливается в положение атм в 21 (при этом давление в сливной камере равно Р) или в положение 21 - 29 (давление в сливной камере рава)Работа пневмопривода происходит за счет расширения воздуха, изменения егокинетической энергии и количественно может быть определена уравнениемР,Ч, Р,Ч,+. РдЧ+ +2 Ягде Р Ч, - Р Ч в рабо, затрачиваемаяна преодоление сил инерции подвижных деталейУ пневмодвигателя;/ РсИ) - работа расширения воз духа;2 Д- изменение кинетическойэнергии воздуха;- работа, затрачиваемая напреодоление внутренних сопротивлений.35Изменение кинетической энергии воздуха и работа по преодолению внутренних сопротивлений (последние два члена в выражении (1) для известного и предлагаемого устройства примерно одинаковы. Поэтому именно сумма первых трех членов выражения (1) и изменение ее величины может достаточно точно характеризовать эффективность работы устройства по сравнению с известным устройством, принятым за 45 базовый объект.В координатах Р, Ч (фиг. 4) величинаР, Ч, равна площади прямоугольника а 1 ед, величина Р Ч равна площади прямоугольника В 2 ео и величина 7 РдЧ равна площади 12 ед. "250Таким образом, для известного устройства рассматриваемая сумма определяется величиной площади а/2 в, в то время как для предлагаемого величиной площади а/Зс.Следовательно, разность этих площадей, равная заштрихованной площади В 23 с, характеризует размер дополнительного энергетического эффекта.1031670 Показатели устройства Характеристики известного (Р , атм) предлагаемого (Р , атм) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 1,0 1,1 Р .та расширения3 озлухар ктм 12,1 13,0 14,21,23 1,33 1,45 8,94 8,47 0,91 0,86 8,94 9,44 0,91 0,96 10,6 11,3 1,08 1,15 10,0 1,02 в Ъ к работе известного устройствапри Р = 1 атм при Р =1,1 атм 100 105,6 111,9 118,7 126,5 135,5 146,0 159,1105,5 111,4 118,0 125,3 133,5 142,9 154,0 167,8 100 94,8100,5 100 П р и м е ч а н и е. Давление воздуха на входе Р = 5 атм, 4,9 10 Па В таблице приведены данные о работе, совершаемой при расширении 1 кг воздуха в известном и предлагаемом устройствах, определенной при одних и тех же исходных данных по известной формуле политропического превращения (показатель политропы п=1,2).Примечание. Давление воздуха на входе Р, = 5 атм, 4,9 10 Па).Таким образом, мощность пневматического устройства по сравнению с известным может быть увеличена в 1,5 - 1,7 раза и так как увеличение массы устройства при этом невелико и составляет всего 15 - 16%, то удельная мощность привода на 1 кг его массы повышается на 30 - 50%. При этом одновременно повышается тянущее усилие с 190 в 2 до 350400 Н.Поэтому повышение удельной мощности устройства позволяет при конструировании планетарного редуктора изменять его передаточное отношение с сохранением его подающей способности с тем, чтобы сделать весь механизм более легким и портативным. Предлагаемое устройство по сравнению сизвестным обладает также лучшими технологическими характеристиками, Увеличениетянущего усилия подающего механизма устраняет проскальзывание, петлеобразованиеи другие явления, нарушающие подачу проволоки, и повышает стабильность процессасварки,Возможность быстрого реверсированиянаправления подачи проволоки существенносокращает потери времени при настройкережима и устранении неполадок в работеподающего механизма.Большие технологические преимуществасоздает расширение интервала регулирования мощности, тянущего усилия и скоростиподачи электродной проволоки путем изменения величины разрежения в сливной камере и давления сжатого воздуха в напорной камере пневмодвигателя, Так, например,расширение интервала регулирования ско 20 рости подачи электродной проволоки в пределах 100 - 800 м/ч позволяет увеличить силу сварочного тока на 30 - 40% и повыситьпроизводительность сварки на 30 в 6/о.г 7кгяпшм Составитель В. ая Техред И. Вере Тираж 106 ИИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж - 35, Ра ППП Патент, г. УжгТомбулатовс Корректор И. ВатрушкинаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул, Проектная, 4