1350

Рис. 5.25. Фрезерные головки для восстановления рабочей поверхности электродов:

а — без съема электрода; 6 — со съемом электрода; / — электрод; 2 — электрододержатель; 3 — фреза; 4 — подвижная шестерня фрезы; 5 — неподвижная шестерня; 6 — пневмо­ привод; 7 — электродвигатель; 8 — патрон; в — без съема электрода с плоской РП

нием резцов 3 от пневмопривода 6. Необходимый d0 устанавливают упором 4 и фиксируют стопорным винтом 5.

Рабочую поверхность роликов зачищают и заправляют вращаю­ щимися стальными кругами, щетками, иногда шарошками, установ­ ленными на корпусе головки или консоли. Если сварку ведут с наруж­ ным охлаждением, а ролики имеют непрерывное вращение, то их можно обрабатывать в ходе сварки; если без наружного охлаждения и при шаговом вращении — после сварки с последующей протиркой чистой тканью. Однако в большинстве случаев ролики заправляют со съемом на металлорежущих станках. Иногда рабочую поверхность роликов восстанавливают и калибруют периодической обкаткой стальными роликами, кольцами (рис. 5.26).

Для расчета требуемого числа электродов при точечной сварке на годовую программу используют следующую методику. Годовое требуемое число при двух одинаковых электродах определяют как

Э = 2по0,пд,

Лэ = ^ рП0,

где k — обобщенный коэффициент, кото­ рый обычно равен 0,6—0,9; он представ-

Рис. 5.26. Обкатка рабочей поверхности электродов-рол и ков;

а — стальными роликами; 6 — обоймой с роли­ ками; в — стальным кольцом; 1 — электродыролики; 2 — стальной ролик; 3 — обойма; 4 — кольцо

ных толщины и металла деталей, материала электродов, условий сварки. Например, при толщине 1 + 1 мм для сплава Д 1 6 Т гц составляет в среднем всего 1 7 0 0 точек, для АМгб — 2000, но для сталей, никелевых и титановых сплавов оно существенно больше.

§ 5 . 5 . М Е Х А Н И З М Ы М А Ш И Н К О Н Т А К Т Н О Й С В А Р К И

Машины общего назначения имеют различные механизмы: сжатия, вращения деталей, зажатия, осадки. В специализирован­ ных машинах, кроме того, могут быть механизмы перемещения, фор­ мообразования, закрепления, съема деталей и др. Механизм — это совокупность силового привода (например, пневмоцилиндра, элек­ тродвигателя) и исполнительных элементов (ползуна, направляющих рычагов, муфт, редуктора и др.).

5.5.1. Механизмы сжатия деталей и типы приводов машин

Такие механизмы должны обеспечивать подъем, опуска­ ние, перемещение подвижного зажима и сжатие деталей с заданной программой по усилию и длительности. В машинах точечной сварки этот механизм осуществляет два перемещения электродов: рабочее (2s + Зн-5 мм), при котором детали передвигаются на шаг, и допол­ нительное (увеличенное) для зачистки, смены электродов, установки и съема деталей. В машинах с рычажным, педально-грузовым, пру­ жинным приводами перемещение электродов является одновременно рабочим и дополнительным. Оба типа перемещения обычно совпадают в машинах шовной и рельефной сварки, а для машин стыковой сварки понятие о рабочем и дополнительном перемещениях вообще отсутствует. Циклограмма сжатия по усилию и длительности может быть различной (см. рис. 3.6).

В машинах точечной, рельефной и шовной сварки применяют следующие типы приводов: ручной, грузовой, пружинный, пневма­ тический, гидравлический, иногда электромагнитный.

Рычажный (ручной) механизм применяют в небольших точечных машинах, клещах, пинцетах при микросварке, а также в переносных пистолетах для сварки и прихватки. Усилия сжатия при простейшей циклограмме а (рис. 3.6) прикладывают к деталям либо через си­ стему рычагов, либо непосредственно вручную (см. рис. 5.4, в). Такой механизм создает небольшое усилие (до 30 даН), достаточное для соединения деталей толщиной до 0,1 мм. Непостоянство усилия, утом­ ляемость сварщика — серьезные недостатки этого механизма.

Педально-грузовой механизм (рис. 5.27, а) — простои и надежный, с постоянным усилием сжатия (циклограмма а, рис. 3.6). Регулируют

Рис. 5.27. Механизм сжатия деталей:

а — педально-грузовой; 6 — пружинный

FCB перемещением груза 1 по рычагу 2 с делениями. Опускают элек­ трод прикладыванием усилия F на педаль 3, преодолевая усилие пружины 5 в системе рычагов 4. Подъем производится пружиной при снятии F. Величина FCB определяется грузом и его положением на рычаге. Точность усилия зависит от точности установки груза, а также от сил трения в направляющих рычагах. Значительные уси­ лия на педали вызывают сильное утомление сварщика. Поэтому та­ кой механизм используют в машинах мощностью до 10 кВ-А и при усилиях до 100 даН (в небольших конденсаторных машинах, мон­ тажных столах для микросварки).

Пружинный механизм сжатия с педальным приводом (рис. 5.27, б) также весьма прост и надежен. Как и предыдущий, он создает лишь циклограмму а (см. рис. 3.6). При нажатии на педаль 5 с силой F (до упора) верхний электрод опускается и сжимает детали. Свароч­ ное усилие определяется предварительным сжатием пружины 1 гайкой 2 в системе рычагов 3. Подъем электрода производится гру­ зом 4. Зависимость Fcn от состояния пружины и раствора между электродами, большое усилие на педали и быстрая утомляемость сварщика ограничивают применение этого механизма лишь неболь­ шими машинами переменного тока мощностью до 20 кВ-А и свароч­ ным усилием до 250 даН. В некоторых машинах пружину сжимают с помощью электромагнита, пневмопоршня. Это облегчает работу оператора и повышает темп сварки.

Пневматический механизм сжатия наиболее распространен осо­ бенно в машинах средней и большой мощности (до 1000 кВ-А) и ох­ ватывает широкий интервал усилий (30—25 000 даН). Быстродейст­ вующий, легко управляемый, глубоко регулируемый, этот механизм работает обычно в автоматическом 'режиме, чаще в сочетании с син­ хронным прерывателем. Такой механизм весьма универсален. Он может обеспечивать любую циклограмму (см. рис. 3.6) и широкую регулировку усилий (Fmln/Fmax до 1/45). Силовые элементы этого механизма — поршни и гибкие диафрагмы.

Рис. 5.28. Силовые элементы пневматического механизма сжатия:

а — поршневого типа; б — диафрагменного типа

Поршневой привод (рис. 5.28, а) имеет увеличенный ход. Он отли­ чается высокой надежностью, но большими размерами камер, невы­ соким быстродействием и значительными силами трения. Усилие, передаваемое на электрод, регулируют давлением воздуха в верхней камере А. Такой цилиндр обеспечивает два диапазона усилий: малые и большие. При подаче клапаном К воздуха в обе камеры создают небольшое сварочное усилие, определяемое разностью площадей поршня. Цилиндр работает, противодавлением. Иногда для расши­ рения диапазона усилий давление в камере Б изменяют независимо от А. При подаче сжатого воздуха только в А (и сообщении Б с атмо­ сферой) получают большое усилие (ковочное, предварительного об­ жатия, увеличенное сварочное).

Диафрагменный привод (рис. 5.28, б) имеет малый ход (до 20 мм), поэтому для дополнительного хода электродов необходимо особое пневматическое или электромеханическое устройство. Кроме того, при перемещении (изгибе) диафрагмы усилие остается постоянным лишь в определенных пределах (около ее нейтрального положения). Резиновые диафрагмы стареют. Однако большое преимущество при­ вода — простота конструкции, отсутствие смазки, минимальное тре­ ние, малые размеры камер, быстрое их заполнение, а поэтому высо­ кое быстродействие, т. е. отличные динамические характеристики. Как и пневмоцилиндр, такая камера может работать в двух диапа­ зонах усилий в зависимости от наличия или отсутствия воздуха в ка­ мере Б.

На рис. 5.29 показаны схема пневматического механизма сжатия поршневого типа и конструкция трехкамерного цилиндра, которые широко применяются в машинах точечной сварки (МТ-2023, МТР-2401, МТВ-2001, МТВ-4002, МТН-7501). Такая схема обеспе­ чивает сварку с постоянным и переменным усилиями (циклограммы а —ву рис. 3.6).

Верхняя камера В цилиндра 2 (рис. 5.29, а) при работе машины постоянно заполнена через трехходовый кран 1 воздухом сетевого давления. Поэтому верхний поршень 5 находится в крайнем положе­ нии, зависая на гайке 4 регулировки рабочего хода. В начале работы привода воздух под давлением р2 через нормально открытый клапан К2 заполняет камеру Б, и нижний поршень 6 поднимается до упора

в верхний (5.29, а). При включении клапана К1 воздух под рабочим давлением рх поступает через шток 3 в камеру А и опу­ скает нижний поршень, создавая сварочное усилие Fсв. Если включить клапан К2Увоздух из камеры Б быстро выбросится в атмо­ сферу через специальный клапан 8 с большим сечением каналов, и усилие сжатия резко возрастает до FKi Fnp (см. рис. 5.29, б). Для подъема электрода при рабочем ходе клапан К1 выключается и ниж­ ний поршень под действием р2 вновь поднимается до верхнего. До­ полнительный ход осуществляют, стравливая воздух из камеры В через кран /; под действием р2 оба поршня поднимаются.

Двухпоршневые пневмоцилиндры машин различного типа отли­ чаются местом подвода воздуха, конструкцией'поршней, штока и т. д. Например, в машине типа МТПУ-300 воздух в камеру А поступает сверху через штангу (рис. 5.29, а), в машине типа МТ-4218 — сбоку через крышку, а затем через внутреннее отверстие штанги в камеру (рис. 5.29, в). Однако во всех случаях рабочая площадь нижнего поршня со стороны камеры Б искусственно уменьшена штоком боль­ шого диаметра. Поэтому даже при рх = р2 усилие, действующее на поршень сверху, больше, чем снизу; он опускается, и через шток, пружину, ползун, консоль сжимает детали.

Внекоторых быстроходных точечных машинах (МТ-1219,

МТ-1615 и др.) вместо нижнего поршня используют диафрагму

Рис. 5.29. Схема пневматического механизма сжатия поршневого типа точечной машины общего назначения:

а — принципиальная схема привода; б — циклы усилия и работа электропневматнческнх клапанов («+» — клапан включен, «—* — клапан выключен); в — конструкция трехкамер­

кладываемое к деталям до включения тока, отличается от усилия, развиваемого, например, пневматическим приводом (см. рис. 5..29, а).

Действительно, при опускании верхнего электрода масса подвиж­ ных частей увеличивает, а сила трения уменьшает и дестабилизирует усилие на деталях (обычно FT = Зч-5 % Fcв). Кроме того, при на­ личии упругих зазоров FCB в контакте деталей несколько меньше, чем на поверхности.

Анализ взаимрдействия металла зоны сварки с механизмом сжа­ тия показывает, что фактическое усилие сжатия деталей за цикл сварки не остается постоянным (рис. 5.36, б). Характер и величина изменения усилия обусловлены дилатометрическим эффектом и жест­ костью силового контура машины, трением подвижных элементов, их массой и инерционностью, режимами сварки, конструкцией соеди­ нения, электромагнитным взаимодействием токоведущих элементов. В процессе точечной и шовной сварки из-за теплового расширения металла фактическое усилие FCBt ф увеличивается (рис. 5.36, а, б)

Fen. ф = Fсв + (Fт + ^ин — Fi)t

где Fvm = Ga — сила инерции подвижных элементов механизма, Н {а — ускорение, вызванное быстрым перемещением подвижных масс от теплового расширения металла, м/с2); даже при жестких ре­ жимах FKн не превышает 3 % FCB\ Ft — усилие отталкивания из-за