Способ вертикальной стабилизации газоэлектрического инструмента и устройство для его осуществления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Изобретение относится к газоэлектрическай обработке металлов и может быть использовано в машинах для термической резки металлов и сварки неплавящимся электродом.Цель изобретения - повышение точности вертикальной стабилизации газоэлектрического инструмента.Изменение расстояния между газо- электрическим инструментом и поверхностью обрабатываемого металла вызывает перемещение теневой границы по светочувствительной поверхности Фотодатчика, что меняет величину его внутреннего сопротивления, приводит к разбалансированию измерительной схемы и появлению электрического сигнала на входе электрического усилителя. Усиленный электрический сигнал вызывает вращение электрического двигателя в ту или иную сторону и соответствующее перемещение газоэлектрического инст,румента . до заданного положения, определяемого прохождением теневой границы через середину светочувствительной поверхности фотоэлемента.,На Фиг1 приведено устройство для вертикальной стабилизации газо- электрического инструмента, имеющего цилиндрическую симметрию относительно вертикальной оси, общий вид; на Фиг. 2 - вариант устройства для газоэлектрического инструмента, не имеющего указанной симметрии; на Фиг.3 - разрез А-А на Фиг.2 (для случая обработки металла малыми токами, либо для случаев расположения Фотодатчика на большом удалении от газоэлектрического инструмента); на фиг. 4 - то же, вариант устройства для стабилизации газо- электрического инструмента большой мощности.Устройство содержит газоэлектрический инструмент 1,находящийся на расстоянии Ь от обрабатываемого металла 2, который через шток 3 /одвижно закреплен на суппорте 4 машины. На последнем установлен реверсивный электрический двигатель 5, выходной вал которого снабжен винтовой парой, сочлененной с тягай б, которая закреплена на конце штока 3. На, суппорте машины также смонтирован другой электрический двигатель 7, кинематически связанный через пару цилиндрических шестерен с кронштей 10 15 20 30 35 40 45 нам 8, установленным на штоке 3 свозможностью вращения вокруг вертикальной аси. На кронштейне смонтирован фотодатчик 9 с Фотоэлементом 10. Оптическая ось 11 фотодатчика направлена по касательной кнаконечнику 12 газоэлектрическагоинструмента и пересекает вертикальную ось последнего на расстоянии Нот его нижнего торца.Фотоэлемент 10 электрически связан с блоком 13 сравнения, электрическим усилителем 14 и электрическим двигателем 5,В случае несимметричности наружного контура газоэлектрического ин"струмента для образования теневойграницы наружный торец тубуса Фотодатчика 9 снабжается экраном 15. Фотодатчик может быть снабжен отражателем 16 (фиг. 2-4" ось симметрии которого имеет эксцентриситет относительно оси установки в корпусе Фотодатчика, с устройством в виде винта 17 с контргайкой для юстировки.Фотодатчик 9 имеет герметичныйкорпус. для предотвращения конденсации паров обрабатываемого металлана рабочих поверхностях Фотоэлемента 10 и отражателя 1 б.Устройство раба.".ает следующим образам.При заданном расстоянии Ь междунижним торцом газоэлектрического инструмента 1 и поверхностью обрабатываемого металла 2 теневая граница,образованная контурам наконечника12, проходит через середину светочувствительной поверхности фотоэлемента. Таким образом, половина светочувствительной поверхности Фотоэлемента освещена световым потоком, адругая остается неосвещенной. На блок13 сравнения с Фотоэлемента 10 поступает электрический сигнал, которыйсравнивается с опорным электрическим напряжением. Если расстояние Ьсоответствует заданному, блок сравнения не выдает никакого сигналана блок 14 усиления. При изменениирасстояния Ь в ту кли иную сторонутеневая граница на светочувствительной поверхности Фотоэлемента 10 смещается и изменяется соотношение между цолями освещенной и затененнойповерхности. При э гам меняется величина электрического сигнала, подаваемого на блок сравнения вследз 1346ствие чего формируется электрическийсигнал, соответствующий отклонениюот заданного расстояния Ь.Усилитель 14 усиливает сигнал по 15ступающий от блока 13 сравнения, иподает усиленный сигнал на электрический двигатель 5, который начинает вращаться и через винтовую пару,сочлененную с тягой б, вызываетподъем или опускание газоэлектрического инструмента 1, Вместе с перемещением газоэлектрнческого инструмента изменяется положение теневойграницы на светочувствительной по-верхности фотоэлемента и при установлении теневой границы в среднемположении электрический сигнал исчезает, двигатель 5 останавливаетсяи газоэлектрический инструмент фик Осируется на заданном расстоянии Ьот поверхности обрабатываемого металла,Оптическая ось фотодатчика пересекает вертикальную ось газоэлектрического инструмента на удаленииН от нижнего торца, равном Зб 8 О ЭО 40 50 55 Ь + 0,5 с 1 саМ. ( Н с (1,2 с 1+ 1,5)сц,При Н ( Ь + 0,5 й ссд контур газоэлектрического инструмента может или полностью затенить светочувствительную поверхность фотоэлемента или сместить положение теневой границы на периферию. В первом случае устройство не работает, во втором - появляется недостаток: чувствительность устройства зависит от геометрической формы светочувствительной поверхности фотоэлемента, Т.е., ес-. ли последняя, например имеет форму окружности, то устройство имеет разную величину чувствительности при изменении расстояния Ь в сторону его увеличения или уменьшения.При Н ) Ь + (1,2 й + 1,5)сгдеСвозможны два случая: светочувствительная поверхность фотоэлемента полностью освещена излучением электрической дуги и устройство не работает или чувствительность устройства зависит от геометрической формы светочувствительной поверхности фотоэлемента.Веледствие вертикальной несимметричности формирующегося плазменно-дугового реза при изменении направления относительного перемещения газоэлектрического инструмента происходит смещение теневой границы даже при сохранении заданного расстояния Ь до поверхности обрабатываемого металла. Устранение это.го недостатка в предлагаемом уст" ройстве для вертикальной стабилизаш газоэлектрического инструмента до-;гается системой вращения фотодатчика вместе с кронштейном 8 вокруг вертикальной оси от электродвигателя 7 через пару шестеренЗлектрический сигнал для этой цели 5 формирует автоматическая системауправления машиной.Для стабильной работы устройства корпус фотодатчика снабжен системой охлаждения.Устройство может быть использовано для вертикальной стабилизации газоэлектрических инструментов различной мощности. При этом энергетическая освещенность светочувстви тельного слоя фотоэлемента в зависимости от мощности электрической дуги может колебаться в широких пределах, Регулировать энергетическую освещенность фотоэлемента, а также сохранять высокую чувствительность устройств с фотодатчиком, снабженным экраном 15 на свободном торце тубуса, позволяет цилиндрический отражатель 1 б. Кривизна этого отражателя в плоскости нормальной его оси симметрии позволяет увеличить перемещение теневой границы по светочувствительной поверхности фотоэлемента относительно изменения расстояния Ь, т,е. повысить тем самым чувствительность устройства и точность стабилизации. Кривизна этого отражения в плоскости, проходящей через ось его симметрии, позволяет регулировать энергетическую ос.вещенность светочувствительной поверхности фотоэлемента. Например, выполнение поверхности отражателя 1 б в форме однополостного гиперболоида (фиг, 3) позволяет увеличить энергетическую освещенность фотоэлемента, что дает возможность испольэовать устройство для стабилизации маломощного газоэлектрического инструмента, так же как и выполнение укаэанной поверхности в форме ллипсоида вращения (фиг. 4) позвопяет снизить освещенность и защигить светочувствительную поверх 1346368ность Фотоэлемента от чрезмерной энергетической освещенности при стабилизации положения мощных газо- электрических инструментов,Использование способа вертикальной стабилизации газоэлектрического инструмента обеспечит повышение надежности устройств - Фотодатчики могут, располагаться на значительном удалении от места обработки и, следовательно, на них не могут попасть брызги расплавленного металла, на получаемый высокий по величине первич"- ный электрический сигнал не могут ощутимо влиять посторонние электромагнитные поля, создаваемые электрической дугой, имеется воэможность обрабогки гофрированного металла.20Формула изобретения 1. Способ вертикальной стабилизации газоэлектрического инструмента, при котором излучение электрической дуги и поверхности обрабатываемого металла преобразуют в электрический сигнал, этот сигнал сравнивают с заданным значением, по результату сравнения регулируют расстояние между газоэлектрическим инструментом .и свариваемой поверхностью, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации, излучение электрической дуги Фиксируют в зоне светотеневой границы, образованной контуром газоэлектрического элемента.2. Устройство для вертикальной стабилизации газоэлектрнческого нн 40 струмента, содержащее Фотодатчик с тубусом, оптическая ось которого пересекает вертикальную ось газо- электрического инструмента, электромеханический привод вращения фото- датчика вокруг вертикальной оси газоэлектрического инструмента, блок сравнения, вход которого связан с Фотодатчиком, а выход через блок усиления - с электромеханическим приводом вертикального перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш 1 ения точности стабилизации, оптическая ось фотодатчика направлена по касательной к наконечнику газоэлектрического инструмента и пересекает его вертикальную ось на удалении Н от его нижнего торца, вычисленном по Форм;леЬ+0,5 д сдК(НбЬ+ (1,2 Й+ 1,5)сМгде Ь - расстояние от поверхностиобрабатываемого металла донижнего торца гаэоэлектрического инструмента, мм;Й - диаметр канала сопла газоэлектрического инструментамифМ, - угол между оптичсй осьюФотодатчика и осью газоэлектрнчесхого инструмента.3. Устройство по п. 2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что на свободном конце губуса фо,"одатчика установлен экран, срез которого параллелен поверхности обрабатываемого металла и пересекает оптическую ось.4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в фото- датчике вдоль оптической оси перед фотоэлементом установлен отражатель, выполненный в форме тела вращения с поверхностью второго порядка, ось симметрии которого скрещивается с оптической осью под прямым углом.1346368 Составитель В. ГрибоваТехред А.Кравчук Редактор И. Горная Корректор Г. Решетник Тираж 922 Подписное ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5
СмотретьЗаявка
3842248, 11.01.1985
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ АВТОГЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
ВАСИЛЬЕВ КИРИЛЛ ВАСИЛЬЕВИЧ, НИКИФОРОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ПИК ОЛЕГ КОНСТАНТИНОВИЧ, МАТЮНИН ИГОРЬ НИКИТОВИЧ, ФИЛАТОВ ВАЛЕРИЙ КОНДРАТЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: B23K 9/10
Метки: вертикальной, газоэлектрического, инструмента, стабилизации
Опубликовано: 23.10.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1346368-sposob-vertikalnojj-stabilizacii-gazoehlektricheskogo-instrumenta-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ вертикальной стабилизации газоэлектрического инструмента и устройство для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Источник питания для дуговой сварки
Следующий патент: Способ автоматического регулирования глубины проплавления при сварке неплавящимся электродом
Случайный патент: Прибор для измерения физико-механических свойств волокнистых материалов