книги из ГПНТБ / Глебов Л.В. Установка и эксплуатация машин контактной сварки

с некоторой задержкой £3>д. По истечении времени «шага» роликов tMд ток ім д выключается, и питание (ток муфты торможения іы т) подается на обмотку неподвижного электромагнита. Сцепление яко­ ря с вращающимся электромагнитом, а следовательно, и движение роликов прекращаются не одно­ временно с выключением ім д, а продолжаются еще в течение времени t3 т. Задержки t3 ди t3 т составляют 0,03—0,04 сек (рис.

5-6, б) и происходят из-за отно­ сительно медленного нараста­ ния и спада магнитного потока в сердечниках электромагнитов

Рис. 5-6. Работа электромагнитной муфты привода роликов: а — временные

задержки при включении и выключении муфты; б — осциллограммы напряже­ ния тахогенератора £/тг, тока обмотки муфты движения гм, д и тока обмотки муфты торможения г'м> т

муфты, а также за счет времени, необходимого на собственно переброс якоря из одного положения (движение) в другое (оста­ новка).

5-4. Стабильность работы машин

Под стабильностью работы машин следует понимать неограничен­ но длительное воспроизведение установленных параметров режима, возможные колебания которых в процессе сварки должны находиться в допустимых пределах.

Рассмотрим основные причины нестабильности параметров ма­ шин контактной сварки. Основными причинами, влияющими на величину / св, являются изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора Н2 и активного сопротивления машины, приведен­ ного ко вторичному контуру, /?м. Напряжение С/2 у машин, не име­ ющих системы стабилизации тока или первичного напряжения, за­ висит от напряжения питающей сети, поэтому стабильность / св определяется стабильностью напряжения сети. При нормальной работе системы стабилизации колебания напряжения сети ±10% не вызывают отклонений тока, выходящих из допустимых пределов при сварке ответственных изделий (±5% ).

100

У большинства машин коммутация тока осуществляется с по­ мощью игнитронов. В связи с этим установленное значение І св за­ висит также от стабильности работы игнитронов (их поджигания

встрого установленный момент времени). При работе игнитронов возможны запаздывания или полностью пропуски их поджигания

водном или нескольких полупериодах напряжения. Эти явления

чаще всего наблюдаются в низкочастотных машинах, имеющих вы­ прямительные игнитроны типа И1-200/1,5. Влияние пропусков под­ жигания игнитронов на / св м будет различным в зависимости от длительности пропусков и их «места» в импульсе тока (рис. 5-7).

Пропуск поджигания игнитрона в одном полупериоде оказывает незначительное влияние на установленное значение/св м п (рис. 5-7, а), пропуски поджигания игнитронов в нескольких полупериодах мо­

на электронном осциллографе или регистрируя их и гсв на магнито­ электрическом осциллографе (рис. 5-7, в). Причиной пропусков в низ­ кочастотных машинах чаще всего является низкая температура воды, охлаждающей игнитроны (на входе ниже -f-20 °С).

У машин других типов пропуски игнитронов встречаются редко. Причиной их может быть неисправный тиратрон или игнитрон. Пропуски также возможны при сварке на малых токах (сварка дета­ лей малой и неравной толщины). В таких случаях следует увеличить токи игнитронов, например, путем включения дополнительного сопротивления параллельно сварочной машине или заменить игни­ троны на тиристоры, которые хорошо работают на малых токах.

101

Величина R м в зависимости от типа машины по-разному влияет на / св. Наибольшее влияние на / св оказывают изменения RÜ при сварке на низкочастотных машинах, имеющих малые і?2п (МШШТ-600, 1000). У машин переменного тока влияние і?м на / св невелико из-за значительной величины Z"M. Основными причинами изменений являются повышение сопротивления контактов токоведущих эле­ ментов вторичного контура и его нагрев в процессе сварки. В про­ цессе роликовой сварки алюминиевых сплавов нагрев отдельных ча­ стей вторичного контура может достигать + 80 °С. Известно, что удельное сопротивление р меди возрастает на 4% при нагреве на каждые 10 °С, поэтому отклонения / св от установленного значения (на холодной машине) при нагреве машины могут достигать значи­

ствуют о том, что влияние изменений этих параметров на І ся незначительно. Величина установленного / св может также изменяться при внесении во вторичный контур машины ферромагнитных масс (металл свариваемых деталей и элементы приспособлений). В таких случаях для стабилизации / св применяют специальную аппаратуру.

Стабильность длительности протекания тока tCB определяется аппаратурой управления. При работе машин с аппаратурой, зада­ ющей tCB с помощью синхронизированного триггера (прерыватели ПИТ, ПИШ и т. п.), при условии ее нормальной эксплуатации и контроля стабильность tCB обычно не выходит из пределов ±5% . Аппаратура, построенная на дискретном принципе счета времени (шкафы машин МТВ-8001, МШВ-6301, регуляторы РВД-200), обес­ печивает точный отсчет интервалов цикла сварки с частотой пита­ ющей сети. У сварочных машин, укомплектованных подобной аппа­

ратурой, параметр tCB(и другие временные параметры цикла) можно считать практически не имеющим произвольных отклонений от уста­ новленного значения. Используемые в машинах старых выпусков

102

регуляторы времени типа РВЭ-7 гарантируют невысокую стабиль­ ность отсчета tCB(до ±20%), особенно при малых tCB — 0,1 -j- 0,2 сек, и не могут быть рекомендованы при сварке ответственных узлов. Установленная длительность протекания тока (£м и Т) в конденсатор­ ных машинах выдерживается с очень высокой точностью. Следует отметить, что в отличие от машин других типов у конденсаторных машин tMи Т (и, конечно, / св м) изменяются при повышении R"M.

Как уже отмечалось, в большинстве машин усилие F3n создается пневмоприводом. Поэтому стабильность F3Jl в первую очередь зави­ сит от стабильности давления воздуха, поступающего в пневмо­ привод. Давление воздуха устанавливается редуктором (регулято­ ром давления) и зависит от стабильности его работы. Наряду с хо­ рошим регулированием заданного давления редуктор должен обес­ печивать необходимый расход воздуха при работе машины. Это качество редуктора особенно важно при работе машин с боль­ шим расходом воздуха (при высо­ ком темпе сварки и большом объеме пневмокамер). При боль­ шом расходе воздуха и недоста­ точной пропускной способности

редуктора Fэл может существенно снижаться по сравнению с уста­ новленным значением (рис. 5-9).

В таких случаях следует снизить темп сварки или установить ре­ дукторы, допускающие большой расход воздуха.

Стабильность Рэл может быть оценена по точности поддержания заданного давления воздуха редуктором, которая составляет в сред­ нем ±0,2 кгс/см2. Если принять указанную точность работы редук­ тора, то у точечных машин в диапазоне усилий 500—1500 кгс значе­ ние F3Jl поддерживается с точностью ±10% , а FK— с точностью ±15%; для роликовых машин с малым расходом воздуха F3Jl более стабильно. Следует отметить, что из всех параметров машин стабиль­ ность заданной величины Рзл наихудшая, и поэтому требуется даль­ нейшее совершенствование пневмоаппаратуры, и в первую очередь редукторов с большим расходом воздуха.

Стабильность Рзл может ухудшаться при значительном трении (из-за плохой смазки) или заклинивании подвижных частей привода усилия (из-за большого смещения оси электродов и оси действия Рзл, например, при увеличении Іс к машин с параллельным ходом типа МТП сверх номинального Іс к = 550 мм за счет увеличения длины медных круглых вставок в консолях).

Герметичность роликовых швов зависит от шага литых зон tT. Шаг точек tr у машин с непрерывным вращением роликов опреде­ ляется tCB, tn и скоростью сварки ѵ. С учетом того что tCBи tn выдер­ живаются с высокой точностью, стабильность tT зависит в основном от стабильности ѵ. Шаг tT при использовании механических шаговых механизмов (машины МШНІИ, МШШТ) достаточно стабилен, и его некоторые колебания могут возникать из-за люфтов и изменения

103

угла поворота карданного вала (МШШИ). В машинах с электромаг­ нитной муфтой (МПІВ-6301) стабильность tT зависит от стабильности работы муфты и скорости ее вращения. Стабильность герметичного роликового шва обычно находится в пределах ±10% , что при правиль­ ном выборе других параметров режима не влияет на качество шва.

НАЛАДКА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ МАШИН

6-1. Пневматические устройства и аппаратура управления машин

Пневматический привод содержит пневматические цилиндры для перемещения исполнительных органов, ресиверы и различную ап­ паратуру управления, предназначенную для управления цилинд­ ром; различные типы клапанов, редукторы для регулирования ра­ бочего давления, лубрикаторы для смазки цилиндров, дроссели для регулирования скорости перемещения, влагоотделители для осу­ шения подводящего воздуха и другую аппаратуру, обусловленную спецификой того или иного привода, — выхлопные и другие кла­ паны.

На рис. 6-1 приведена принципиальная пневматическая схема привода точечных машин типа МТП, МТ, а на рис. 6-2 — пневмати­ ческая схема привода машины типа МТПТ-600. В одном типе ма­ шин исполнительным органом является пневматический цилиндр, в другом — диафрагменный привод. На примере этих схем рассмот­ рим работу пневматических схем контактных машин, их наладку и характерные неисправности.

Усилие на электродах в схеме рис. 6-1 создается пневматическим цилиндром 5, имеющим два поршня — рабочий 3 и вспомогатель­ ный 4. Рабочий поршень связан с ползуном и электродом и передает необходимое усилие на свариваемые детали. Вспомогательный пор­ шень служит ограничителем хода рабочего поршня и одновременно благодаря наличию надпоршневой камеры обеспечивает дополни­ тельный ход нижнему поршню.

Управление движением рабочего поршня осуществляется двух­ ходовым электропневматическим клапаном 8. Плавность хода дости­ гается установкой дросселирующих клапанов 2 и 7. Давление воз­ духа регулируется редуктором 10. Для обеспечения постоянства усилия на электродах и независимости его от пропускной способности пневматической сети на машине установлены ресиверы. Смазка движущихбя частей — верхнего и нижнего поршней — производится с помощью лубрикатора 9.

Управление верхней камерой вспомогательного поршня осуще­ ствляется трехходовым краном 1. Воздушный ресивер 11 служит для поддержания постоянства давления в камере цилиндра. Пнев-

104

6

t

Рис. 6-1. Пневматическая схема привода точечных машин типа МТП

Рис. 6-2. Пневматическая схема привода машин типа МТПТ-600

матическая система подключается к воздушной сети посредством запорного вентиля 12. Сток накопившейся в ресиверах воды произ­ водится через спускные краны.

Схема работает в такой последовательности. Открытием запор­ ного вентиля 12 подключают схему к воздушной сети. При помощи регулировочных гаек 6 устанавливают величину рабочего и допол­ нительного хода электрода. Далее, открывая трехходовой кран 1, подают воздух сетевого давления в верхнюю камеру вспомогатель­ ного поршня и опускают поршень до упора регулировочных гаек в верхнюю крышку цилиндра. Число ходов рабочего поршня и поря­ док включения воздушных полостей цилиндра устанавливаются электропневматическим клапаном 8, а регулирование величины уси­ лия на электродах производится регулированием давления воздуха в рабочих полостях с помощью редуктора 10, имеющего манометр.

Приведенная схема обеспечивает изменение усилия на электро­ дах согласно диаграмме рис. 1-3, а.

В тех случаях, когда наряду с малой инерционностью привода требуется изменять усилие на электродах в процессе сварки, при­ вод давления имеет более сложную конструкцию, состоящую из нескольких самостоятельных приводов, соединенных общим штоком. При малых рабочих ходах цилиндры заменяются диафрагменным приводом.

На рис. 6-2 показан привод давления машины типа МТПТ-600. Три пневматических цилиндра 1, 2 и 3 с диафрагмами создают неза­ висимо друг от друга усилия на электродах Р г, Р 2 и Р 3, пропорцио­ нальные давлению воздуха в наддиафрагменных камерах. Давление воздуха в каждом цилиндре регулируется независимо друг от друга редукторами 4, 5 и 6. Манометры, установленные на редукторах, показывают величину давления воздуха в каждой камере. Для под­ держания постоянства усилия на электродах и большей легкости регулирования воздух из наддиафрагменных камер в процессе работы не выпускается. Чтобы давление в верхних камерах при подъеме электрода вверх резко не возрастало, каждая из них имеет свой ресивер 7, 8 и 9. Подъем и опускание электродов осуществляются верхним цилиндром 1 посредством впуска воздуха в наддиафрагменную камеру и выпуска воздуха из нее. Необходимое для подъема электродов давление воздуха в зависимости от давления воздуха в наддиафрагменной камере устанавливается редуктором 10. Впуск воздуха для подъема производится через одноходовой электропнев­ матический клапан 11 и дроссель 12. Выходит воздух через электропневматические клапаны 11 и 13, включаемые в обход дросселя 12 для быстрого выхода воздуха после того, как электроды придут в со­ прикосновение с деталью. Безударность опускания электродов обес­ печивается дросселем 12 при первоначальном выходе воздуха через электропневматический клапан 11.

В моменты подъема и опускания электрода нижние камеры ци­ линдров 2 и 3 через одноходовые электропневматические клапаны 14 и 15 соответственно соединены с ресиверами 8 и 9, благодаря чему давление в верхних и нижних камерах цилиндра уравновешивается

106

и их диафрагмы не препятствуют перемещению штока. Для создания усилия на электродах выпускают воздух из поддиафрагменных ка­ мер через электропневматические клапаны 14 и 15 и для получения быстрого нарастания усилия на электродах — через выхлопные клапаны 16 и 17. Воздух подводится ко всей системе через запорный вентиль 18, установленный на сборном коллекторе-ресивере 19. Для выпуска воздуха и влаги из системы служат краны 20, устано­ вленные на каждом ресивере.

из камер осуществляются посредством различного типа электропневматических

клапанов.

На рис. 6-3 показан двухходовой клапан типа КПЭМ-10-3.

Корпуса клапанов этого типа изготавливаются из пластмассы или силумина. Клапан состоит из корпуса 13, имеющего разъемы для удобства сборки внутрен­ них устройств клапана, толкателей 1 и 5, дисковых клапанов 2, 3 ж11 с резино­ выми уплотняющими прокладками, пружины 14, двух диафрагм 6 и 16, шарико­ вого клапана 8 и электромагнита 7.

Воздух подводится к клапану и отводится от него через отверстия 4, 12 и 15. Питание воздухом лидера — управляемого шарикового клапана — произт-

водится через отверстие 9.

При выключенном электромагните 7 шариковый клапан перекрывает доступ воздуха в наддиафрагменные полости 10 и 17. Под действием пружины 14 и

107

рабочего давления воздуха, поступающего в среднюю полость клапана через отверстие 4, дисковые клапаны 2 и 3 прижимаются к седлам клапана п пере­ крывают их. В этом случае воздух через отверстие 4, внутреннюю полость клапана

иотверстие 15 поступает в одну из полостей цилиндра. Вторая полость цилиндра через отверстие 12 и верхнюю полость клапана соединяется с атмосферой.

При включении электромагнита шариковый клапан под действием сетевого давления воздуха, поступающего через отверстие 0, открывается, и воздух поступает в наддиафрагменные полости 10 и 17. Под действием усилия, развива­ емого диафрагмами, толкатели 1 и 5 перемещают дисковые клапаны 2, 3 и 11

исжимают пружину 14. В этом случае воздух через отверстие 4, внутреннюю

полость клапана, отверстие между диском 3 и седлом клапана и отверстие 12

поступает в ранее соединенную с атмосферой полость цилиндра, выход в кото­ рую перекрывается дисковым клапаном 11. Полость цилиндра, ранее находя­ щаяся под давлением, через открытое клапаном 2 отверстие и нижнюю полость

клапана соединяется с атмосферой.

Клапан работает при давлении воздуха до 6 кгс/см2 и обеспечивает до 150—

200 включений в минуту. # На рис. 6-4 показан электропневматический клапан КПЭ-4-44, состоящий

из двух частей: силового пневматического распределителя и управляющего электропневматического клапана.

Силовой пневматический распределитель состоит из пластмассового кор­ пуса 1, внутри которого находится шток 5, движущийся в двух направляющих втулках-ограничителях 17. На шток насажены два армированных металличе­ ской втулкой клапана 6. Для поджатия штока с клапанами к седлам снизу слу­

108

жит пружина 3, находящаяся в нижней втулке, а вверху он упирается через толкатель 16 в резиновую диафрагму 13.

Управляющий электропневматический клапан состоит из литой стальной крышки 13, литого стального корпуса 11 и основания 7, в котором выполнены

отверстия для прохода управляющего воздуха. Выходные отверстия в крышке и основании оканчиваются седлами, которые перекрываются подвижным сердеч­ ником 10 с резиновыми уплотнениями 9. Внутри корпуса находится обмотка — катушка клапана 12. Остальные детали клапана: диск 2, манжеты 4, пружина 8, штепсельный разъем 14 и штифты 18 — служат для сборки и правильного вза­

имодействия основных узлов клапана.

Конструктивное выполнение клапанов данного типа — притычное. Они крепятся непосредственно на пневматическом цилиндре или на специальной колодке, имеющей отверстия для крепления и ниппели для шлангов, подводя­ щих воздух к цилиндру.

При установке клапана на машину к нему необходимо подвести напряжение и воздух: рабочий — к отверстию П, управляющий — к отверстию Пу .

Принцип действия клапана заключается в следующем. Каналы Ц г и Ц 2 соединяются с полостями цилиндра, а каналы В х и В 2 — с атмосферой. Кон­ структивно входные отверстия каналов В 1 п В 2 выполнены так, что на них могут

быть установлены глушители для снижения шума.

При отсутствии напряжения на катушке 12 подвижный сердечник 10 под действием пружины 8 -находится в нижнем положении, перекрывая седло осно­ вания 7 и запирая управляющий воздух. При этом камера над диафрагмой 15 соединяется с атмосферой и пружина 3 поднимает шток 5 с клапанами 6 в верх­ нее положение. Рабочий воздух из полости П через канал Ц г подается в верх­ нюю камеру цилиндра, а нижняя камера через канал Ц 2 и отверстие канала В 2 сообщается с атмосферой. Подавая напряжение на катушку 12, включают кла­ пан. Подвижный сердечник 10 втягивается, перекрывает седло крышки 13 и за­ крывает выход воздуха в атмосферу. Через седло и отверстие в основании 7 воздух поступает на диафрагму 15 и переключает клапаны 6 в нижнее поло­ жение. Рабочий воздух из полости П начинает поступать в нижнюю камеру

цилиндра, а верхняя соединяется с атмосферой. Поршень цилиндра совершает ход. Воздух подается в управляющий клапан непосредственно от сети.

Ответвление должно быть выполнено до регулятора давления воздуха в рабочем цилиндре.

Клапаны типа КПЭ-4 могут работать в любом пространственном положении. Для регулирования давления сжатого воздуха в рабочих камерах цилин­ дров служат пневматические редукторы, позволяющие плавно снижать давление

от сетевого до нуля.

На рис. 6-5 показан воздушный редуктор типа ВР-1. Редуктор состоит из силуминового корпуса, разделенного на две полости диафрагмой 3. Внутри корпуса расположены: пружина 2, усилие сжатия которой регулируется вин­ том 1; сопло 5, связанное каналом 4 с резьбовым отверстием, служащим для подвода сжатого воздуха; резиновая шайба 6, связанная с мембраной 3 хомути­ ком 8. Редуцированный воздух подается в исполнительный механизм через

резьбовое отверстие 7.

При отсутствии давления под действием пружины 2 мембрана 3, хомутик 8 II резиновая шайба 6 находятся в нижнем положении, оставляя открытым сопло 5. При подаче сжатого воздуха во внутренней полости редуктора создается давление,под действием іщторого мембрана 3 начинает подниматься и сжимать пружину 2. Когда наступает равенство усилий диафрагмы и пружины, сопло 5 перекрывается шайбой 6 и подача воздуха прекращается. С изменением давления

сжатого воздуха в сети машины изменится давление и во внутренней полости редуктора. Под действием пружины мембрана опускается и открывает сопло 5

до наступления равновесного состояния усилий пружины и диафрагмы. Бла­ годаря такому непрерывному процессу поддерживается постоянство давления в исполнительных органах машины. Величина давления устанавливается регули­

109