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

называемый баланс работы силовых вентилей, коммутирующих первичный ток машины.

Следует отметить, что приборы, измеряющие / д в наибольшем иолупериоде, в том числе АСД-1, могут давать неверные показания при асинхронном включении тока сварочных машин за счет большего значения тока первого полупериода. Для устранения этого недостатка в приборах зарубежных фирм используется задержка времени на измерение токов машин с асинхронным включением. При этом изме­ рение выполняется после окончания переходного процесса включе­ ния тока.

Рис. 4-8. Общий вид универсального прибора АСУ-1 М для измерения тока сварочных машин всех типов

Для измерения токов точечных и роликовых машин всех типов используется универсальный прибор АСУ-IM (рис. 4-8). Прибор измеряет действующее зпачение тока в наибольшем полупериоде (для машин переменного тока) и амплитудное значение. В приборе используются те же самые решения, что и в приборе АСД-1. Стре­ лочный прибор в АСУ-IM имеет две шкалы: квадратичную — для отсчета действующего значения и линейную — для отсчета амплитуд­ ного значения измеряемых токов. Исправность прибора и правиль­ ность тарировки проверяются с помощью эталонного контрольного сигнала. Прибор комплектуется двумя тороидами с внутренним диаметром 100 и 240 мм, что позволяет измерять токи машин с раз­ личной конфигурацией токоведущих элементов,вторичного контура. Точность измерений составляет ±3% , а диапазон измеряемых токов находится в пределах 2,5—200 ка.

Большим достоинством прибора АСУ-IM является наличие вы­ ходного сигнала, пропорционального измеряемому току. Этот сигнал

S0

может использоваться для наблюдения или регистрации тока на осциллографах.

Во многих случаях необходимо постоянно контролировать соот­ ветствие тока заданному значению (при роликовой сварке, при испытаниях сварочных машин). Приборы для постоянного контроля тока разработаны применительно к машинам, у которых ток харак­ теризуется амплитудным значением (низкочастотные, конденсатор­ ные, машины постоянного тока). Наибольшей нестабильностью импульсов тока отличаются низкочастотные машины. Основными причинами возможного отклонения тока от заданного значения у этих машин являются нестабильная работа игнитронов силового выпря-

Рис. 4-9. Прибор КАСТ-2М для контроля амплитуды тока: а — функциональная схема; 6 — графики напряжений

мителя, изменение сопротивления вторичного контура, а также воз­ можные нарушения работы аппаратуры управления (система ста­ билизации первичного напряжения и отсчет tCB).

Постоянный контроль амплитудного значения тока машин можно осуществлять прибором КАСТ-2М. В качестве преобразователя тока используется катушка, постоянно устанавливаемая на токоведущей шине вторичного контура (рис. 4-9). Сигнал преобразователя по­ ступает на операционный усилитель У1, который после интегриро­ вания выдает сигнал иг, пропорциональный мгновенному значению контролируемого тока.

В связи с тем что полярность импульсов тока меняется, а проще вести контроль монополярного сигнала, в приборе имеется устрой­ ство, автоматически меняющее полярность сигнала. Для этой цели используется усилитель У2, у которого коэффициент усиления ра­ вен минус единице и который тем самым лишь меняет полярность входного сигнала. Таким образом, при любой полярности сигнала, пропорционального контролируемому току, выходное напряжение

u2 имеет положительную полярность, что является следствием того, что сигнал передается либо через диод Д1, либо через Д2.

Для контроля амплитуды тока используются устройства, сраба­ тывающие лишь при определенной величине входного сигнала. Таким устройством в приборе КАСТ-2М является специальный триг­ гер Шмитта. При достижении выходным напряжением и2 мини­ мально допустимого значения иТг1 срабатывает триггер Тгі. Если при сварке Тгі не включился, то очевидно, что сигнал и2(сварочный ток) не достиг минимально допустимого значения. Если срабатывает триггер Тг2, то, следовательно, сигнал и2 превысил максимально допустимое значение сварочного тока.

Соответствующей настройкой прибора КАСТ-2М добиваются, чтобы сварочный ток (сигнал и2) обеспечивал срабатывание Тгі и несраба­ тывание Тг2, что соответствует настройке на заданный ток. Пределы допустимых отклонений сварочного тока могут устанавливаться от 1 до 10% от номинального значения. При выходе амплитуды тока из установленного поля допуска прибор подает световой сигнал и ре­ гистрирует факт недопустимого отклонения тока на бумажной ленте специального записывающего устройства. Прибор КАСТ-2М позво­ ляет контролировать амплитудное значение токов сварочных машин в пределах от 10 до 200 ка.

Для измерения длительности протекания сварочного тока, а также отдельных интервалов цикла сварки широко применяются осцилло­ графы. При использовании осциллографов применяется какой-либо преобразователь тока (шунт, преобразователь Холла и т. п.), кото­ рый подключается к вибратору магнитоэлектрического или ко входу электронного осциллографа. Для измерения длительности действия какого-либо сигнала (тока) осциллографами необходимо иметь мас­ штаб времени. В случае применения магнитоэлектрического осцил­ лографа это измерение выполняется путем одновременной записи исследуемого сигнала и напряжения переменного тока известной частоты. В осциллографе Н-102 (МПО-2) для этой цели служит спе­ циальный отметчик времени — вибратор, который питается напря­ жением частотой 500 гц.

Если после проявления осциллограммы подсчитать число перио­ дов напряжения отметчика на протяжении сигнала, длительность которого измеряют, то можно определить время действия исследуе­ мого сигнала, например tCB(один период при частоте 500 гц соответ­ ствует длительности 0,002 сек). При измерении tCB машин перемен­ ного тока отметчик времени не нужен, так как по числу периодов тока (один период — 0,02 сек) может быть подсчитана длительность

Ав • Для измерения длительности исследуемых сигналов (тока) на

электронном осциллографе (С1-4, ЭНО-1) включается отметчик вре­ мени, благодаря которому наблюдаемая кривая фиксируется на экране в виде чередующихся черточек и пауз. По числу черточек, зная установленный масштаб времени, определяют длительность исследуемого интервала времени действия сигнала (длительность тока tCB, начало tKковочного усилия и т. п.).

82

Длительность отдельных интервалов времени может измеряться прибором И-2, в котором использованы специальные счетные лампы — декатроны. Прибор имеет две декады счета: декаду единиц и декаду десятков, максимальная емкость счетчика — сто импульсов. С помощью прибора СИ-2 можно считать число полупериодов тока машин переменного тока, измерять tCB машин постоянного тока, а также определять время, а течение которого замкнуты контакты какого-либо реле или замкнута цепь, управляемая несколькими реле.

а)

б)

Рис. 4-10. Прибор СИ-2 для измерения длительности нротекаішя тока: а — функциональная схема; б — графики напряжений

При счете числа полупериодов переменного тока (длительность tCB) преобразователем прибора является катушка Т, которая по­ мещается в магнитное поле вторичного контура машины (рис. 4-10). Сигнал преобразователя и± интегрируется і?С-ценью. Это соответст­ вует положению 1 переключателя рода работ П . Напряжение кон­ денсатора С усиливается, ограничивается по амплитуде и поступает на формирователь импульсов Ф1, сигналы которого заставляют пере­ мещать разряд в декатроне единиц. Перед измерением разряд в обо­ их декатронах всегда находится на фиксированном (нулевом) катоде. Это достигается операцией сброса, выполняемой перед каждым из­ мерением.

Как только разряд в декатроне единиц обойдет все катоды и вер­ нется на нулевой, поступит сигнал на формирователь импульсов Ф2, который выдает импульсы, переводящие разряд в декатроне десятков на очередной катод. При следующем обходе разряда

в декатроне единиц снова возникает сигнал, который снова переводит разряд в декатроне десятков и т. д.

При измерении tCBмашины постоянного тока (положение переклю­ чателя 2) все узлы прибора работают так же, используется тот же преобразователь, только от сигнала и1 срабатывает промежуточный элемент — быстродействующее поляризованное реле Р, которое в те­ чение времени действия сигнала преобразователя положительной полярности подключает к конденсатору С переменное напряжение частотой 50 гц от трансформатора Тр. Полупериоды этого напряже­ ния поступают на вход декатронного счетчика в течение времени, пока замкнут контакт реле Р (пока течет ток гсв). Таким образом, прибор измеряет длительность тока tCB машины постоянного тока путем счета полупериодов переменного тока.

При измерении длительности времени, в течение которого замк­ нуты контакты какого-либо реле, переключатель П находится в по­ ложении 3. В этом случае переменное напряжение с трансформатора Тр будет подаваться на формирующие каскады прибора через кон­ такты К исследуемого реле. Количество полупериодов будет соответ­ ствовать времени, в течение которого контакты реле замкнуты.

Счетные элементы прибора — декатропы — одновременно явля­ ются индикаторами, показывающими число отсчитанных импульсов, поступивших на вход того или иного декатрона. Декатроны распо­ ложены на лицевой панели прибора СИ-2, и свечение их катодов хорошо видно сквозь стеклянные колбы ламп. Порядковые номера катодов декатронов обозначены рядом на передней панели прибора. Таким образом, один знак декатрона единиц равен 0,01 сек, один знак декатрона десятков — 0,1 сек. Пределы измеряемой длитель­ ности интервалов времени составляют 0,01—1 сек, цена одного де­ ления — 0,01 сек.

Различные интервалы времени при наладке и контроле контакт­ ных машин могут быть измерены и другими электронными прибо­ рами — счетчиками, в том числе использующими для отсчета циф­ ровые лампы.

Измерение величины и длительности тока при стыковой сварке производится с использованием рассмотренных выше преобразова­ телей, путем регистрации параметра на магнитоэлектрическом ос­ циллографе или быстродействующем самописце (например, типа Н-320).

4-4. Измерение и контроль механических параметров

В большинстве случаев нет необходимости измерять усилие элек­ тродов РЭл непосредственно в процессе цикла работы машины (циклы сварки). Поэтому обычно измеряют значения статических F3n с по­ мощью специальных динамометров. Наибольшее распространение для измерения РЭл получили пружинные динамометры различных конструкций.

На рис. 4-11, а приведена конструкция динамометра серии ДПС. Величина измеряемого усилия FЭл определяется упругой деформа-

84

цией пружины в виде скобы, которая фиксируется индикатором.' часового типа. Каждый динамометр тарируется и имеет график, уста­ навливающий соответствие между показаниями индикатора и уси­ лием F3„. Вставки, на которые давят электроды, могут переставлять­ ся дальше и ближе от оси индикатора, при этом изменяется диапазон измеряемых усилий и точность измерений.

Для повышения точности измерения целесообразно фиксировать положение динамометра относительно электродов (роликов) свароч­ ной машины с тем, чтобы обеспечить постоянство плеч рычага (за­ делка — вставка и вставка — ось индикатора). При измерении F3n_ роликовых машин необходимо принять меры, чтобы динамометр не выбросило из-под роликов при их повороте при действии усилия-

во избежание порчи индикатора рекомендуется несколько раньше на­ чала нарастания усилия отвести вверх ножку индикатора и опустить ее после полного нарастания FK. Динамометры ДПС выпускаются трех типоразмеров с диапазоном измерения F3jl от 10 до 10 000 кгс.

Усилие F3n может быть измерено и гидравлическим динамомет­ ром (рис. 4-11, б), в котором величина усилия отсчитывается по манометру, измеряющему давление жидкости (обычно масла) в замк­ нутой полости, сжимаемой электродами машины. Недостатками гидравлических динамометров являются нарушение герметичности и утечка жидкости, а также некоторая погрешность измерений, связанная с изменением температуры окружающей среды.

При наладке и эксплуатации сварочных машин иногда необходимо знать не только величину усилия РЭл, но и характер его изменения в течение всего цикла сварки. В первую очередь это относится к фик­ сированию момента tK приложения FK по отношению к импульсу Гсв-.Кроме того, необходимо знать, как быстро нарастает FK.

Наблюдать или регистрировать кривую Р3л можно на элек­ тронном или магнитоэлектрическом осциллографах с помощью

85

преобразователя F3n в электрический сигнал. В большинстве случаев для этой цели используются преобразователи малых перемещений, измеряющие деформацию элементов механического контура машины под действием F3„.

Измерять деформацию консоли (обычно нижней) можно при ис­ пользовании преобразователя Пр потенциометрического типа (рис. 4-12, я, в). Сопротивление преобразователя R np и сопротивле­ ния R образуют мост, питаемый от источника Е. В сбалансированном

Рис. 4-12. Регистра­ ция усилия сжатия электродов: а — по­

тенциометрическим

преобразователем; б — индуктивным

преобразователем; в — установка преоб­

разователя

состоянии напряжение на вибратор осциллографа В с выхода моста не поступает. При деформации нижней консоли машины на величину Д возникает разбаланс моста, и на вибратор поступает напряжение, пропорциональное F3n. Это условие справедливо при определенных соотношениях величин сопротивлений R np, R и сопротивления виб­ ратора осциллографа.

Для измерения Рзл могут быть применены и индуктивные преоб­ разователи, содержащие две катушки 1 и 3, намотанные на ферро­ магнитных сердечниках, и стальной якорь 2, перемещающийся при деформации нижней консоли машины от действия F3Jl (рис. 4-12, б). Катушки индуктивного преобразователя Ы и L2 и сопротивления z образуют мост, питаемый переменным током. На вход моста включен вибратор осциллографа В. Момент приложения FK определяют путем совместной записи осциллограмм F3J1 и гсв (рис. 4-13). Дѳ-

86

стоинством индуктивного преобразователя при регистрации F3Jt. и определении tKявляется то, что величина tKможет быть определена непосредственно по числу периодов кривой F3л от начала импульса тока ісв до начала действия усилия FK. Использование потенциомет­ рического преобразователя требует записи на осциллограмме кри­ вой отметчика времени (рис. 4-13, а).

Для измерения tK сигналы с преобразователей ісв и F3„ могут наблюдаться на двухлучевом осциллографе С1-18 или на однолуче­ вом с использованием специального коммутатора. Длительность tK измеряется при этом с использованием отметки времени электронного осциллографа.

Усилие Еэл можно регистрировать при помощи проволочных или пленочных преобразователей сопротивления (тензометров), на­ клеиваемых на элемент, деформирующийся под действием Еэл„

Рис. 4-13. Осциллограммы усилии и токов точечной конденсаторной машины MTfі-75, полученные с помощью: а — потенциометрического преобразователя;.

б — индуктивного преобразователя

например на электродержатель машины. Для устранения влияния температуры наклеивают также компенсационные преобразователи, которые вместе с рабочими преобразователями включаются по мо­ стовой схеме. Для питания моста и необходимых преобразований сигнала используется стандартная аппаратура. Магнитные поля вторичного контура машины практически не вносят искажений при регистрации F3Si с помощью тензометров.

Регистрировать Рэл с некоторым приближением можно с помощью манометрического преобразователя давления воздуха, включенного в соответствующую пневмоили гидрокамеру привода усилия сва­ рочной машины. Если в приводе отсутствуют большие силы трения, инерции или заклинивания подвижных частей, то сигнал с такого преобразователя в некотором масштабе будет соответствовать Fэл машины.

Для дистанционного контроля основных параметров точечных и роликовых сварочных машин используется пульт ПКСМ-1. Пульт может обслуживать 24 машины, на которых установлены соответст­ вующие преобразователи тока и давления воздуха, создающего сварочное усилие. Пульт включает в себя блоки измерения тока и давления, электронный осциллограф С1-19Б и устройства, необ­ ходимые для подключения любой из 24 сварочных машин для про­ ведения измерения и контроля ее параметров.

87

Скорость вращения роликов (скорость сварки) измеряют, поме­ щая между роликами полосу металла известной длины и фиксируя время ее перемещения. Если передаточное число механизмов ма­ шины от электродвигателя до роликов постоянно, то скорость ро­ ликов можно контролировать, измеряя стрелочным прибором на­ пряжение тахогенератора, связанного с валом электродвигателя. Шкала в этом случае может быть протарирована в оборотах электро­ двигателя (оборотах ведущего ролика). Для измерения вращения роликов можно также использовать тахогенератор, связанный с ро­ ликом через повышающий обороты редуктор.

Для машин с прерывистым (шаговым) вращением роликов, на­ пример МШШИ-400, важным является наличие совмещенных гра­ фиков перемещения ролика и гсв. Кривая перемещения может быть получена, если связать движок переменного сопротивления с веду­ щим роликом машины. Для этого на оси сопротивления помещают фрикционный шкив, который прижимается к рабочей поверхности ролика. К внешним зажимам переменного сопротивления подключают источник постоянного тока. Это дает возможность получить график перемещения ролика в процессе сварки, причем во время движения ролика напряжение, снимаемое с движка сопротивления, характе­ ризуется нарастающим участком кривой, а во время остановки оно неизменно.

Одновременная запись на осциллографе кривых ісв и перемеще­ ния ролика позволяет судить о правильности настройки машины (см. рис. 5-5).

При использовании в приводе вращения роликов электромагнит­ ной муфты осциллограмму перемещения (скорости) получают путем записи напряжения тахогенератора, связанного с выходным валом муфты.

При работе стыковых машин эффективным является автоматиче­ ский контроль основных параметров процесса: характера изменения тока, скорости оплавления и осадки, длительности осадки под током, а иногда и усилия осадки. Для автоматического контроля основных параметров можно применять приборы типа ЦПКИ1-6П (ЦНИИТМАШ).

4-5. Измерение малых сопротивлений

При наладке и эксплуатации машин может возникнуть необхо­ димость измерения малых электрических сопротивлений — от не­ скольких микроом до нескольких тысяч микроом. Сопротивление вторичного контура машин часто измеряют методом амперметра — вольтметра (рис. 4-14, а). Постоянный ток величиной 100—500 а от сварочного генератора или выпрямителя пропускается через вторичный контур. Если надо знать сопротивление всего контура, то измеряют падение напряжения на электродах милливольтметром mV; если необходимо измерить сопротивления отдельных участков (переходные сопротивления), то измеряют падение напряжения на соответствующих участках контура. Затем по закону Ома опреде­

88

ляют величину сопротивления. Точность измерений зависит от ве­ личины тока и чувствительности милливольтметра.

Сопротивление контура в пределах от 4 мком до 1 ом можно измерить микроомметром типа М246. Прибор питается от сети перемен­ ного тока или аккумулятора. В микроомметре М246 применен высо­ кочувствительный измерительный логометр магнитоэлектрической системы, благодаря которому показания прибора мало зависят от изменений тока, протекающего по измеряемому сопротивлению.

Рис. 4-14. Измерение сопротивления вторичного контура машин постоянному току: а — методом амперметра — вольтметра; б —

микроомметром М246

Логометр состоит из двух рамок Ы и L2 (рис. 4-14, б), соединен­ ных с зеркалом, отражающим луч света на шкалу прибора. Измеряе­ мое сопротивление включено последовательно с добавочным сопро­ тивлением і?д, ограничивающим ток рамки Ы. Рамка L2 включена параллельно измеряемому сопротивлению. При измерении сопро­ тивления вторичного контура микроомметром М246 первичная об­ мотка трансформатора машины должна быть замкнута.

ПУСК МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

5-1. Подготовка машин к включению

Перед включением каждой сварочной машины выполняют ком­ плекс подготовительных операций. После установки машины на фундамент и окончания всех монтажных работ по подводу электро­ энергии, сжатого воздуха, водяной и канализационных сетей про­ изводят внешний осмотр машины, в процессе которого устраняют повреждения механических и электрических узлов, возникшие при транспортировке и ‘установке оборудования. Обязательной является подтяжка болтовых соединений, при этом особое внимание следует обратить на крепление токоведущих элементов вторичного контура и консолей машины. Необходимо также проверить наличие и крепле­ ние кожухов и щитков, закрывающих вращающиеся и перемеща­ ющиеся части оборудования.

8S-