Автоматический станок для электродуговой на плавки инструментов

Автоматический станок для электродуговой на плавки инструментов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Хо 31521

Класс 21 h, 30

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСЯНИЕ автоматического станка для электроцуговой наплавки инструментов.

К авторскому свидетельству В. В. Башилова, заявленному 7 декабря

1931 года (спр. о перв. ¹ 99031).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1933 года. (264) Предлагаемый автоматический станок предназначается для электродуговой наплавки инструментов, например, твердым порошкообразным сплавом. Для наплавления требуемой площади смежными зигзагообразными слоями сплава применен шаблон, подвижно расположенный на сварочном столе. Означенный шаблон выполнен в виде выреза, имеющего очертание наплавляемого контура, в котором может ходить жестко связанный с электродом стержень, управляющий при посредстве реле, контактов и соответствующих передаточных механизмов возвратно - поступательным продольным перемещением электрода и периодическим поперечным передвижением стола.

Контакты управления расположены так, чтобы реверсирование хода электрода п роисходило между моментами пуска в ход и остановкой стола; с этой целью шаблон эластично укреплен в рамке, одна из прокладок которой снабжена пружинящими ползунками и скреплена с рейкой, передающей перемещение шаблона подвижной крышке коробки, в которой расположены кантакты, управляющие движением стола, и другие контакты, управляющие движениями электрода.

Сог асно видоизменению изобретения, с целью сохранения постоянной скорости! перемещения электрода и прямоуголь, ного перехода с-одного прямолинейного участка пути электрода на другой, перемещение стола и электрода чстроено перемежающимся, для чего контакты управления движением электрода связа ны с валом стола так, чтобы остановка и реверсирование движения электрода происходило при пуске вход и остановке стола. Для этой цели применен переключатель барабанного типа, связанный по мощью реле, контактных щеток и колец с электромагнитной муфтой реверсирующего механизма.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез станка; фиг. 2 — вид его сверху; фиг. 3 — вид его сбоку; фиг. 4, 4 — рамку для укрепления шаблона; фиг. 5 — вертикальный разрез пружинного устройства ползунов рамки для укрепления шаблона; фиг. б — то же, вид сверху; фиг. 7, 7, 7" — детали контактной коробки; фиг. 8 и 9 — схемы управления контактами; фиг. 10 — деталь; фиг. 11 — теоретическую траекторию, которую опишет вольтова дуга на навариваемой поверхности; фиг. 12 — схему скоростей движения дуги и стола; фиг. 13 — другую траекторию, которую опишет вольтова дуга на навариваемой поверхности; фиг.14 †продольный разрез электромагнитной кулачковой муфты; фиг. 15 — то же, поперечный разрез; фиг. 16, 17 и 17 — переключатель барабанного типа; фиг. 18 †схе, Стол 16 (фиг. 1), на который укладывается в определенном положении предмет, подлежащий наплавке, может перемещаться в горизонтальной плоскости при помощи нарезанного вала и гайки в кронштейне стола. В плоскости, перпендикулярной к оси стола, имеет переменно-возвратное движение электрическая автоматически регулируемая дуга 1.

Эти движения осуществляются следующим образом. Вращение приводного шкива 13 (фиг. 2) через коробку скоростей 14 передается главному валу 8. На этот вал насажены две конические шестерни 7 с кулачками и между ними на шпонке кулачковая муфта 21 (фиг. 3), перемещаясь по валу при помощи рычага 9, благодаря чему она может быть сцеплена с той или другой конической шестеренкой и заставить их вращаться вместе с валом. Эти шестеренки, в свою очередь, находятся в постоянном сцеплении с шестерней б, прочно насаженной на нарезанную рейку 4 при помощи гайки, заставляющей ползун с рамкой 3 передвигаться вправо или влево, в зависимости от того, которая из конических шестерен /сцеплена кулачковой муфтой с главным валом 8. Кронштейн несет на конце параллель 2, на которой, на желаемой высоте, укреплена автоматически регулируемая вольтова дуга 7 с угольным или металлическим электродом.

К столу для обрабатываемого предмета прикреплена рамка 15 с шаблоном 12, имеющим вырез, отвечающий контуру навариваемой площади. Рамка 15 (фиг. 4, 4 ) имеет два ползуна 10 с пружинным устройством (фиг. 5 и 6), состоящим в следующем: в прорезе рамки 75, как в параллелях, скользит тело ползуна 70, несущего сверху гребень с круглым отверстием 11, надетым на буртик горизонтального валика 13, и имеющий с ним одинаковую толщину. Валик проходит через стойки 78 и крепится гайками, при помощи коих он может быть передвинут вправо или влево.

На гребень ползуна действуют с обеих сторон две пружины, которые стремятся держать его в таком положении, чтобы гребень совпадал с буртиком валика.

Снизу к двум таким ползунам прикреплена имеющая тавровый профиль рейка 19 (фиг. 4, 4 ). Натой же рамке установлены еще два подобных же ползуна 20, но без пружинного устройства, и к ним также прикреплена рейка 22 прямоугольного сечения.

Для получения траектории движения дуги с трехугольным переходом от одного прямолинейного участка к следующему, контакты управления расположены так, чтобы реверси рова ние хода электрода происходило между моментами пуска в ход и остановкой стола, с каковой целью шаблон 12 укрепляется эластично на рейках 19 и 22.

Кронштейн дуги снизу несет на себе стержень 5, прикрепленный на пружинном шарнире так, что он может отклоняться в плоскости, перпенди куля рной чертежу, и возвращаться в вертикальное положение. Стержень 5, при посредстве контактов, реле и соответствующих передаточных механизмов, управляет непрерывно-возвратно-поступательным про дольным перемещением электрода и периодическим поперечным передвижением сварочного стола 16. Этот стержень входит внутрь выреза шаблона 12, и когда, вместе с дугой подходит к его краям, то увлекает за собо"шаблон,,а с ним и тавровую рейку 19. Вертикальная стенка этой рейки при движении стола, а вместе с ним и шаблонной рамки, скользит в прорезе крышки контактной коробки 74,, укрепленной неподвижно на кронштейI не 29 (фиг. 1). Детали этой коробки представлены на фиг. 7, 7 7 . Как видно из этих фигур, крышка коробки, помимо гребня с прорезом, несет внутри два контакта 23 и 25. При перемещении шаблона под действием стержня 5 крон, штейна, а вместе с ним и тавровой рейки 19, крышка коробки (фиг. 7, 7 ) áóдет увлекаться этои последнеи, и контакты 23 и 25 придут в движение, действуя на контакты 24 и 2б, из которых первый управляет движением стола, а два последних — движением дуги.

На схеме фиг. 8 изображено действие контакта 25. Пусть к клеммам 27 подведен ток низкого напряжения, и переключатель 28 переведен влево. Тогда при нажатии одного из контактов 26 реле включит либо контакт 31,, либо кон такт 32, а они, в свою очередь, включат в цепь тока высокого напряжения (порядка 1000) левый или правый электромагнит 33.

Если переключатель 28 повернуть вправо, то автоматические контакты 26 будут выключены, и включатся в цепь ручные контакты 30. Для указанных электромагнитов (фиг. 1 и 2) служит рычаг 9, качающийся на оси 20 и перемещающий кулачковую муфту 21, Таким образом, перемещение -шаблона в рамке влево или вправо будет вызывать включение той или другой конической шестерни 7. Помимо этих шестеренок, главный вал несет свободно насаженные конические шестерни 38 и такую же кулачковую муфту 39 (фиг:-2).

При помощи наклонного передаточного валика 40 вращение главного вала передается кулачковой шестерне 41, насаженной свободно на валик 17 стола.

Посредством ручного рычага 50 и тяги 43 можно сцепить с главным валом одну из шестеренок 38, а, следовательно, заставить шестерню 41 вращаться в ту или другую сторону или же, поставив муфту 39 в среднее положение, разобщить передаточный валик от главного.

На валу 17 стола насажена на шпонке кулачковая муфта 44, которая перемещается по валу под действием электромагнита 37, управляемого контактом 24 по схеме фиг. 9; к клеммам подведен ток низкого напряжения, и при помощи переключателя он подводится к автоматическому контакту 24 или к ручному управлению 3э. В обоих случаях, при нажатии контакта, реле замыкает цепь высокого напряжения и возбуждает электромагнит 37, а при этом муфта 44 сцепляется с шестерней 41, вал 17 начинает вращаться, и стол перемещается в том или ином направлении, в зависимости от того, которая из шестеренок 38 находится в сцеплении с кулачковой муфтой 39.

При замыкании контакта муфта 44, под действием пружины, выходит из зацепления, и стол останавливается. Для того, чтобы можно было в любой момент поставить муфту 44 в нейтральное положение и тем остановить дугу, предлагается следующее устройство: ножная педаль 45, поддерживаемая в верхнем положении пружиной (на чертеже не показана), действует при помощи передачи на вертикальный шток, несущий на себе клин 46, на который опираются под действием пружин две скобы 47. При нажатии педали клин будет двигаться вверх и заставит другие концы скоб сойтись, причем они захватят ребро 48 (фиг. 10) рычага муфты и тем самым выведут ее из зацепления.

Для пояснения работы станка может служить теоретическая траектория, которую опишет вольтова дуга на навариваемой поверхности (фиг. 11). Предполо жим, что в некоторый момент, когда стол 16, с лежащим на нем долотом находится в покое, дуга движется по направлению стрелки от и к К Стержень 5 дуги,, опираясь у конца хода дуги в край вы реза шаблона, заставит переместиться крышку контактной коробки 14 и, когда дуга будет находиться в точке b, включится контакт управления стола, вследствие чего кулачковая муфта 44 войдет в сцепление с шестерней 41 и стол

| начнет двигаться влево. Движения стола и дуги будут складываться, и последняя придет к точке c . В этот момент вк,.ючится один из контактов управления дуги (фиг. 7 ) и ее кулачковая муфта выйдет из зацепления с работающей в на стоящий момент конической шестерней 44 и включит другую, благодаря чему цуга получит обратное движение и пойдет по отрезку М. Вместе с дугой будет отступать и ее стержень 5, а под действием пружин ползуны рамки 15 отве,дут тавровую райку 19 и вместе с ней и крышку контактной коробки в среднее положение; кнопка контакта 24 освооободится и в точке пути дуги a/ выключит ток к электромагниту 37 стола. При этом пружина выведет его муфту из зацепления, и стол остановится, а дуга будет продолжать двигаться от точки d к точке f. У точки 7 стержень 5, опираясь в противоположный край шаблона, заставит его и тавровую рейку 19 снова

I выйти - среднего положения, и крышка контактной коробки 14 будет опять перемещаться, но в обратном направлении.

При этом также начнет двигаться стол в том же направлении; в точке включится другой контакт 26 движения дуги, и последняя начнет обратное движение, а тавровая рейка 15, возвращаясь в среднее положение в точке /, остановит стол и т. д-.

Таким образом, будет обварена площадь по контурам, отвечающим вырезу шаблона.

Скорость V> движения дуги (фиг. 12) регулируется коробкой скоростей. Скорость U> стола, при определенном заранее передаточном числе наклонного валика 40, будет изменяться вместе с изменением скорости V> дуги. ОтношеVi ние скоростей — определяется намеченТ 2 ной величиной скорости V3 относительного движения дуги в ломаных участках

b, c, d, и f, g, h, (фиг. 11), а следовательно, и углом а. Расстояние l между прямолинейными ходами дуги регулируются установкой контакта управления стола.

При работе долото укладывается на стол, на заранее намеченное в соответствии с вырезом шаблона место, и на навариваемую площадь насыпается порошок твердого металла. В этот момент кулачковая муфта главного вала находится в нейтральном положении, а привод может работать. Сварщик помещается на кресле у ножной педали против дуги, имея под правой рукой пульт 49, на который выведено все электрическое управление. При помощи рычага 50сцепляется наклонный валик, и нажатием кнопки ручного управления столом этот последний начинает двигаться так, чтобы подвести под дугу ось долота. Вэтом положении стол останавливается, и управление им переводится на автомат. При этом движении кронштейн дуги стоит так, чтобы его стержень находился в вырезе шаблона. Педалью 45 освобождается рычаг кулачковсй муфты дуги, и одним из ее ручных контактов она включается на ту или другую коническую шестерню. Вслед за этим движение переключается на автомат, и пускается ток в дугу, В дальшейшем станок работает автоматически, наваривая долото от середины к краю. Когда дуга подошла к ребру, ток ее выключается, и кронштейн при помощи педали останавливается так, чтобы его стержень находился приблизительно в середине выреза шаблона. Управление переключается на ручное, и сварщик насыпает второй слой металла. Затем рычагом 50 и ручным контактом, долото подводится под дугу, и операция повторяется.

После навауки одной половины долота точно также наваривается и вторая половина. По окончании наварки плоских сторон долота, последнее становится на ребро так, чтобы оно совпадало с наибольшей высотой выреза шаблона, дуга на кронштейне поднимается, на ребро насыпается порошок, и наварка происходит автоматически.

Для наварки долота высокоуглеродистой сталью угольный электрод заменяется стальным.

Как видно из фиг. 11 и 12, при nepexopå дуги с одного прямолинейного участка ее пути на другой, получается ломаная линия, и скорость наварки на этих участках всегда будет больше, чем на прямолинейных, и зависит от соотношения между скоростями V u V . Ha этих углах наварка получится низкого качества, а потому предлагается производить наварку по схеме фиг. 13, где скорость дуги во всех точках пути постоянна. Движение дуги в этом варианте осуществляется при помощи электромагнитной кулачковой муфты (фиг. 14 и 12).

На главный вал 17 станка насажен на шпонке фигурный диск 51 с кулачковыми зуоьями 52. По обеим сторонам диска наложены железные кольца для прохождения магнитного потока, и сверх них укреплено по четыре электромагнита 53.

Ток к ним подводится через три контактных кольца 54, 55, 56, вставленных в изоляционном материале при помощи кольца 57. Якорями этих электромагнитов служат кулачковые чашки 58, свободно сидящие на том же валу. Втулки этих чашек, при помощи скользящих шпонок 59, сцеплены с коническими шестернями 60, вращающимися в подшипниках 61. Пружины 62, действуя на ребро 63, удерживают чашки в расцепленном положении.

При выключенном токе вместе с валом вращается лишь диск с электромагнитами, но, если их возбудить с той или другой стороны, то они, преодолевая сопротивление пружин, включают в кулачковое зацепление ту или иную чашку, и тем самым заставляют вращаться правую или левую коническую шестерню, которые, в свою очередь, передают движение дуге. Во избежание поломок в случае, если одна чашка окажется включенной в момент включения другой, предлагается поставить четыре штока 64, препятствующие одновременному включению.

Для получения схемы по фиг. 13 контакт 24 управления стола и схема фиг, 9 остаются те же, а контакты 26 движения дуги выключаются, и вводятся следующее устройство: на задний конец нарезанного вала 65 надевается шестерня 66, сцепленная с дугой 67. Эта последняя, дпя возможности изменения передаточного числа, сидит на оси, укрепленной на штыре 68, и несет контактный цилиндр 69. На цилиндр (фиг. 17), сделанный из изоляционного материала, надеты два контактных кольца 70, имеющих, каждый, по одному перпендикулярному отростку 71. К контактам подведены три щетки 72, и, таким образом средняя из них при вращении цилиндра попеременно включается либо в цепь левого, либо в цепь правого кольца.

Ток пониженного напряжения подведен через клеммы 73 (фиг, 18) к переключателю 74, а от него к ручным контактам 75, к контактному цилиндру 76.

В настоящем его положении реле замкнет рабочий ток на контакт 77 и возбудит правые электромагниты. Стол в это время стоит, и дуга идет по направлению стрелки от а к b (фиг. 13). Когда стержень кронштейна дуги нажмет шаблон, включится электромагнит стопа, и QH будет двигаться вместе с долотом влево.

В этот же момент начнет вращаться и контактный цилиндр 69, средняя щетка сойдет с левого контактного кольца, правые электромагниты муфты размаГнитятся, кулачковое сцепление выкпючится, и дуга остановится, наварка пойдет пэ линии bc, и скорость ее будет равна скорости движения стола, которая устанавливается равной скорости дуги.

Передаточное число шестерен 66 и 67 устанавливается такое, чтобы в точке с (фиг. 13) под среднюю щетку контактного цилиндра 69 подошло правое контактное кольцо. В этот момент дуга начнет двигаться обратно по направлению от с к d, а шаблон, возвращаясь в среднее положение, освободит контакт стола, и тот послед ый осганэвится. Таким же образом дуга пройдет участок d, f ,ит.д.

Регулировка расстояния в этом случае осуществляется переменой шестерни 67.

Предмет изобретения. (1. Йвтоматический станок для электро; дуговой наплавки инструментов, напри-! мер, твердым порошкообразным сплавом, отличающийся тем, что для наплав, пения требуемой площади смежными зигзагообразными слоями сплава применен подвижно расположенный на свароч, ном столе, на некотором расстоянии от, наппавляемого изделия, шаблон в виде выреза, имеющего очертание наплавля, емого контура, в котором может ходить

; жестко связанный с электродом стер жень 5 (фиг. 1), управляющий при по средстве контактов, реле и соответствую, щих передаточных механизмов, непрерывно - возвратно — поступательным про дольным перемещением электрода и переоцическим поступательным попереч, ным перемещением сварочного стола.

2. Форма выполнения автоматичес; кого станка по и. 1, отличающаясй тем, что для получения траектории движения !

; дуги с трехугопьчым переходом от од. ного прямогинейного участа к следующему, контакты управления расположены так, чтобы реверсирование хода электрода происхоципо между моментами пуска в ход и остановкой стола, с каковой цепью шаблон эластично укреплен в рамке 3 и одна из ее прокладок снабжена

, пружинящими ползунами и скреппена с рейкой 4. пер-..дающей перемещение шаблона, при нажатии íà его края стер, жня 5, поцвижной крышке коробки 14, I в которой расположены контакты 23, 24, управляющие движением стола, и кон такты 25, 26, управляющие движениями электрода.

3. Вицоизменение станка по п. и. 1 и 2, отличаюшееся тем, что для сохранения постоянной скорости перемещения электрода и прямоугольного перехода с одного прямолинейного участка пути электрода на другой, перемещение сварочного стола и электрода устроено перемежающимся, дпя чего контакты управления движением электрода перенесены и связаны с валом стола так, чтобы остановка и реверсирование движения электрода происходило при пуске в ход и остановке стола, с каковой целью

l применен переключатель барабанного типа, помощью реле контактных щеток ! и колец связанный с электромагнитной муфтой реверсирующего механизма.

Н, авторскому свидетельств В. В. Башилова ¹ 81521 фнГИ,":, 2 -- --,„ 5/

; — .

1.52

Ленпроипенатьсоюз. Тнг. „Печ. Труд Зак, 5058 — 1000

52

1 rИ

2/

i/

65 — г-:,—