Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2453
.pdf
Усовершенствования пневматических вибраторов, используемых в литейном производстве, или относящиеся
к ним. Я, Гарри Уотерхаус, из компании Imperia Works, Дерби-стрит, Читэм, недалеко от Манчестера, графство
Ланкастер, Англия, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет
следующее описание: данное изобретение относится к пневматическим вибраторам, используемым в
литейном производстве, для вибрации формовочного стола или плиты для создания легкого разрыхления
модели в песке, чтобы ее можно было извлечь без прилипания песка. В одном из известных типов вибраторов
поршень вращается в цилиндре под действием давления воздуха, попеременно подаваемого и отводимого из
противоположных концов цилиндра через отверстия, управляемые движением самого поршня; такие
вибраторы обычно называют бесклапанными вибраторами. Настоящее изобретение относится к особому типу
вибратора без клапана, в котором поршень имеет одинаковые по диаметру зоны приложения давления и
снабжен двумя уменьшенными по диаметру частями или сужениями, из которых отверстия в корпусе поршня
проходят через наружные головки поршня к концам поршневой камеры или цилиндра.
В вибраторе того типа, к которому относится данное изобретение и который наиболее широко используется,
отверстия в поршне обдувочного устройства просверлены продольно вблизи периферии головок и
простираются от соответствующего сужения до прилегающей торцевой поверхности поршня. Было
обнаружено, что поршень легко трескается, и часто от него отламываются куски в таких отверстиях, что
делает поршень непригодным для использования и может повредить цилиндр. Кроме того, эти вибраторы, как
правило, расположены горизонтально вдоль продольной оси цилиндра, и поскольку поршень имеет
одинаковые площади давления, он часто занимает центральное положение при отключении сжатого воздуха,
что несколько затрудняет запуск двигателя при повторном включении подачи воздуха. В вибраторе, о котором
заявителю известно, что он уже предлагался ранее, между одной стороной поршня равной площади и одним
торцом или винтовой крышкой цилиндра была предусмотрена винтовая пружина сжатия, так что исключалась
вероятность того, что поршень останется в центральном положении после прекращения подачи воздуха.
Однако в таком предлагаемом вибраторе поршень был снабжен двумя углублениями, каждое из которых
простиралось от соответствующей торцевой поверхности поршня в его корпус до точки за соответствующим
сужением, и в этих углублениях были просверлены отверстия диаметром с поршень, ведущие в
соответствующие углубления, так что таким образом обеспечивались воздушные каналы к противоположным
концам цилиндра.
Карманы имели относительно большой диаметр, и пружина была сконструирована таким образом, чтобы
входить в один из них и взаимодействовать между прилегающей торцевой крышкой и дном или торцевой
стенкой указанного кармана. В вибраторе, сконструированном по предложенному образцу, поршень будет
особенно подвержен разрушению в местах сужения, а его вес будет неоправданно уменьшен. Целью
настоящего изобретения является усовершенствование вибраторов указанного выше типа, что позволит
снизить вероятность их разрушения в местах соединения или сужений поршня обмотчика и минимизировать
снижение веса в случае вибратора, в котором пружина входит в углубление поршня. В вибраторе согласно
данному изобретению в каждом сужении поршня обмотчика поперечно или диаметрально просверлен канал
или отверстие относительно небольшого диаметра, а в каждой из внешних головок поршня по продольной
центральной линии просверлен канал или отверстие относительно небольшого диаметра, при этом поршень
имеет на одном конце неглубокое углубление или камеру давления, в которую ведет соответствующее осевое
отверстие, а на другом конце — либо относительно глубокое углубление или карман, либо неглубокое
углубление или камеру, аналогичную той, что находится на другом конце поршня, и в которую ведет
соответствующее осевое отверстие; предусмотрена винтовая пружина сжатия, которая одним концом входит
в указанный относительно глубокий карман или неглубокое углубление, а своим внешним концом — в
углубление или карман на внутреннем конце или поверхности винтовой пробки, крышки или иного средства,
закрывающего конец цилиндра.
Указанное относительно глубокое углубление или выемка для пружины в одной из головок поршня не
проходит насквозь через эту головку, а заканчивается в ней на желаемом расстоянии от шейки поршня, чтобы
избежать чрезмерного ослабления поршня в месте шейки или рядом с ней. Если для заданного размера и
хода поршня требуется максимальный вес пружинного поршня, то, как указано выше, поршень может быть
выполнен одинаковым с обоих концов, а в торцевой крышке цилиндра может быть предусмотрен
относительно глубокий карман для пружины. Разумеется, при желании пружинный карман может быть
частично расположен в поршне, а частично в торце цилиндра. Согласно данному изобретению, вибратор
может быть закреплен на модельной плите или формовочном столе любым известным или удобным
способом, но если требуется закрепить вибратор болтами, шпильками и гайками, то отливка, составляющая
цилиндр вибратора, может быть выполнена с расположенными по бокам выступами, предпочтительно на
противоположных сторонах цилиндра и рядом с его концом или ближе к нему, через которые проходят
отверстия для болтов или шпилек, причем толщина выступов должна быть не менее равна внешнему
диаметру цилиндра, чтобы обеспечить подходящую поверхность или поверхности для прилегания к
модельной плите или столу, а также удобно расположенные поверхности, к которым можно прикрутить
крепежные гайки.
Усовершенствования пневматических вибраторов, используемых в литейном производстве, или относящиеся
к ним. Я, Гарри Уотерхаус, из компании Imperia Works, Дерби-стрит, Читэм, недалеко от Манчестера, графство
Ланкастер, Англия, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: —
Данное изобретение относится к пневматическим вибраторам, используемым в литейном производстве для
вибрации формовочного стола или плиты для создания легкой рыхлости модели в песке, чтобы ее можно
было извлечь без прилипания песка к ней. В одном из известных типов вибраторов поршень вращается в
цилиндре под действием давления воздуха, попеременно подаваемого и отводимого из противоположных
концов цилиндра через отверстия, управляемые движением самого поршня; такие вибраторы обычно
называют бесклапанными вибраторами. Настоящее изобретение относится к особому типу вибратора без
клапана, в котором поршень имеет одинаковые по диаметру зоны приложения давления и снабжен двумя
частями или сужениями уменьшенного диаметра, от которых отверстия в корпусе поршня проходят через
наружные головки поршня к концам поршневой камеры или цилиндра.
В вибраторе того типа, к которому относится данное изобретение и который наиболее широко используется,
отверстия в поршне обдувочного устройства просверлены продольно вблизи периферии головок и
простираются от соответствующего сужения до прилегающей торцевой поверхности поршня. Было
обнаружено, что поршень легко трескается, и часто от него отламываются куски, что делает поршень
непригодным для использования и может повредить цилиндр. Кроме того, эти вибраторы, как правило,
располагаются таким образом, что продольная ось цилиндра горизонтальна, и поскольку поршень имеет
одинаковые площади давления, он часто занимает центральное положение при отключении сжатого воздуха,
что несколько затрудняет запуск двигателя при повторном включении подачи воздуха. В вибраторе, о котором
заявителю известно, что он уже предлагался ранее, между одной стороной поршня равной площади и одним
концом или винтовым цилиндром была предусмотрена винтовая пружина сжатия, так что исключалась
возможность удержания поршня в центральном положении при отключении подачи воздуха. Однако в таком
предлагаемом вибраторе поршень был снабжен двумя углублениями, каждое из которых простиралось от
соответствующей торцевой поверхности поршня в его корпус до точки за соответствующим сужением, а в
местах сужений были просверлены отверстия диаметром с поршень, ведущие в соответствующие углубления,
так что таким образом обеспечивались воздушные каналы к противоположным концам цилиндра.
Карманы имели относительно большой диаметр, и пружина была сконструирована таким образом, чтобы
входить в один из них и взаимодействовать между прилегающей торцевой крышкой и дном или торцевой
стенкой указанного кармана. В вибраторе, сконструированном по предложенной схеме, поршень будет
особенно подвержен разрушению в местах сужения, а его вес будет чрезмерно уменьшен. Настоящее
изобретение направлено на усовершенствование вибраторов указанного выше типа, что позволит снизить
вероятность их разрушения в местах сужения поршня и минимизировать снижение веса в случае вибратора, в
котором пружина входит в углубление поршня. Изобретение в основном состоит в вибраторе указанного выше
типа, характеризующемся тем, что каждое из расположенных вдоль оси углублений или карманов во внешних
головках поршня выступает в соответствующую головку лишь на часть ее длины и соединено с поперечным
каналом в прилегающей области сужения или уменьшенного диаметра посредством канала малого диаметра,
просверленного в головке поршня по ее продольной центральной линии.
Изобретение также заключается в новых деталях конструкции, указанных в прилагаемых пунктах формулы
изобретения и подробно описанных ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1
представляет собой поперечный разрез вибратора согласно данному изобретению. На фиг. 2, в верхней
половине рисунка, в плане показан вибратор, изображенный на фиг. 1; а в нижней половине рисунка показан
указанный вибратор в разрезе, причем разрез выполнен по линии А-В на фиг. 1. На фиг. 3, в левой половине,
показан вид с торца вибратора, изображенного на фиг. 1, справа от него, а в правой половине —
вертикальное сечение по линии C-D на фиг. 1, в направлении стрелки, а на фиг. 4 — разрез модификации
вибратора, показанной на предыдущих рисунках и описанной далее. На чертеже 1 изображен
вибратор-цилиндр, закрытый с концов винтовыми крышками 2, 3. Поршень барабанного типа состоит из трех
поршневых головок 4, 5 и 6, соединенных участками уменьшенного диаметра или сужениями 7 и 8.
Подача сжатого воздуха осуществляется через контакт 9 к вибратору, при этом контакты 10, 11 и 12 являются
распределительными отверстиями сжатого воздуха в цилиндре, а контакты 13 и 14 — выпускными
отверстиями. Контакт 15 представляет собой винтовую пружину сжатия. В каждом сужении 7, 8 поршня
рэппера поперечно или диаметрально просверлен канал или отверстие 16, 17 относительно небольшого
диаметра, а в каждой из наружных головок поршня 4, 6 просверлен канал или отверстие 18, 19 относительно
небольшого диаметра по продольной оси поршня. Поршень имеет на одном конце неглубокое углубление или
камеру давления 20, в которую ведет соответствующее осевое отверстие 18, а на другом конце — либо
относительно глубокое углубление или карман 21 (рис. 1, 2 и 3), либо неглубокое углубление или камеру 22
(рис. 4), аналогичное углублению 20 на другом конце поршня, в которое ведет соответствующее осевое
отверстие 19. Спиральная пружина сжатия 15 входит одним концом в указанный относительно глубокий
карман 21 или неглубокое углубление 22 в поршне, а наружным концом — в неглубокое углубление 23 (рис.).
1, 2 и 3, или относительно глубокий карман 24, рис. 4, на внутреннем конце или поверхности винтовой пробки
или крышки 3, или иным способом, закрывающим конец цилиндра.
Относительно глубокое углубление или карман 21 для пружины в головке поршня 6 не проходит насквозь
через указанную головку поршня, а заканчивается в ней на желаемом расстоянии от шейки 8, чтобы избежать
чрезмерного ослабления поршня в области шейки или рядом с ней. При использовании поршня, показанного
на рис. 4, достигается максимальный вес поршня с пружинным механизмом для заданного размера и хода
поршня, а если шейки 7 и 8 выполнены одинаковой длины, так что поршень будет одинаковым с обоих концов,
он будет реверсивным, и, таким образом, при сборке деталей не будет возможности установить поршень в
цилиндр неправильным концом к пружине. Однако предпочтительнее использовать поршень с уплотнителем,
как показано на рис. 1 и 2, поскольку вибратор с таким поршнем может работать с меньшим расходом воздуха,
чем показано на рис. 4. Поршень, показанный на фиг. 1 и 2, не является реверсивным, поэтому нет
необходимости в том, чтобы шейки 7 и 8 были идентичными. Таким образом, можно сделать шейку 8 короче
шейки 7 и тем самым добиться более раннего прекращения подачи воздуха к правому торцу цилиндра, чем к
левому, поскольку, как станет понятно, для перемещения поршня в направлении, в котором он постоянно
движется под действием пружины (т. е. влево на чертежах), требуется меньше воздуха, чем для его
перемещения в противоположном направлении против действия пружины.
Как и в одном из уже известных вибраторов, пружина 15 предназначена лишь для того, чтобы при отключении
сжатого воздуха от вибратора поршень не оставался посередине между концами цилиндра, закрывая оба
входных отверстия, и поэтому указанная пружина должна быть относительно легкой. Согласно данному
изобретению, вибратор может быть закреплен на модельной плите или на формовочном столе формовочной
машины любым известным или удобным способом, но если требуется закрепить вибратор болтами,
шпильками и гайками, цилиндр вибратора может быть выполнен с расположенными сбоку выступами 25,
примыкающими к одному из концов цилиндра или направленными к нему, как показано на рисунке, через
которые проходят выступы, отверстия для болтов или шпилек 26. Выступы 25 выполнены толщиной, по
меньшей мере равной внешнему диаметру цилиндра, чтобы обеспечить подходящую поверхность 27 для
прилегания к шаблонной плите или столу, а также удобно расположенные поверхности 28, к которым можно
прикручивать крепежные гайки. При необходимости крепежные выступы могут быть расположены на конце
вибрационного цилиндра таким образом, чтобы крепежные болты или шпильки были параллельны
продольной оси цилиндра, а не располагались поперечно ему, как показано на рисунке.
В описанные и показанные детали конструкции могут быть внесены и другие незначительные изменения, не
выходящие за рамки изобретения. Например, при необходимости, пружинный карман может быть образован
углублениями одинаковой глубины в поршне и торце цилиндра. Подробно описав и определив природу моего
изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_216203.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=216203&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB216203A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электросварки и связанные с ней аспекты.
Сообщение от компании THE ELYRIA IRON and STEEL COMPANY, зарегистрированной в соответствии с
законодательством штата Огайо, США, по адресу: 232, East 131st Street, Cleveland, State of Ohio, United States
of America.
Я, Альфред Эрнест Уайт, A. I. Mecs.
Э., член дипломированного института патентных поверенных, подданный короля Великобритании, из фирмы
White, Langer, Stevens and Parry, Jessel Chambers, 88-90, Chancery Lane, London, W. C. 2, дипломированные
патентные поверенные, настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: — Данное
изобретение относится к усовершенствованному методу и аппарату для электроконтактной сварки швов, в
частности, для сварки продольного шва в трубе, при этом труба с открытым швом формируется из плоского
металлического прутка или «скобы» либо в отдельной формовочной машине, либо в трубоформовочном
аппарате, встроенном в ту же конструкцию, в которой встроен сварочный аппарат.
К числу объектов изобретения относятся: обеспечение средств для точной регулировки давления сварочных
электродов на поверхность заготовки; обеспечение средств для точной регулировки положения электродов
поперечно линии перемещения заготовки; обеспечение усовершенствованных средств для поддержки и
направления сварочного трансформатора и электродов над заготовкой; обеспечение средств для быстрого
подъема и опускания трансформатора и электродов либо с помощью микрометрической регулировки;
обеспечение усовершенствованной конструкции электродного блока и { ! ) Обеспечение наличия
электрической сварочной цепи, свободной от соединений и болтовых контактов.
В соответствии с одной из особенностей изобретения усовершенствованный способ электроконтактной
сварки заключается в изменении контактного давления электрода или электродов на обрабатываемом
изделии для изменения сопротивления сварочной цепи и, таким образом, регулирования сварочного тока.
Усовершенствованный сварочный аппарат для шовной сварки, включающий механизм, обеспечивающий
относительное перемещение сварочной заготовки по шву между ней и электродами, предназначенными для
электрического контакта с ней, а также средства для изменения контактного давления электродов на
заготовку с целью изменения сопротивления сварочной цепи.
Вышеизложенные и другие особенности будут описаны далее, а предпочтительный вариант осуществления
изобретения будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: - Фиг. 1 представляет собой
боковой вид сварочного аппарата для труб, воплощающего изобретение; Фиг. 2 представляет собой
фрагментарный боковой вид, выполненный в большем масштабе, части аппарата, показанного на Фиг. 1; Фиг.
3 представляет собой сечение по линии III-III Фиг. 2; Фиг. 4 представляет собой сечение по линии IV-IV Фиг. 2 и
3; Фиг. 5 представляет собой сечение по линии V-V Фиг.
2
; Рис. 6 — боковой вид направляющей шва, выполненный в увеличенном масштабе; Рис. 7 — план
направляющей шва по линии X-X на рис. 6; трубки опущены для наглядности; Рис. 8 и 9 — вертикальные
поперечные сечения направляющей шва по линиям XI-XI и XII-XII соответственно на рис. 6; Рис. 10 — сечение
по линии XIII-XIII на рис. 3; Рис. 11 — фрагментарное сечение по линии XI-FIV на рис. 2 ; Рис. 12 представляет
собой увеличенный фрагмент рис. 3.
В обычных электросварочных аппаратах труб свариваемая труба формируется из плоской металлической
полосы, называемой скэлпом, в трубу со скошенным швом, при этом пар проходит вдоль трубы.
К обычным операциям, выполняемым с металлической полосой для производства электросварной трубы,
относятся: формовка полосы в трубу со скошенным швом; перемещение и направление трубы через
сварочный канал; сварка шва; удаление сварочных заусенцев со сварного шва (операция «удаления
заусенцев»); охлаждение сварной трубы; выпрямление трубы; и отрезка трубы. В некоторых методах работы
отдельные операции выполняются на разных станках, тогда как в других методах различные операции
объединяются на одном станке. Поскольку изобретение относится, в частности, к сварочным работам и
средствам для их точного выполнения, включая средства перемещения и направления, на чертежах,
подробно описанных ниже, показаны только те части машины, которые имеют отношение к изобретению.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения, показанный на чертежах, предназначен для сварки
предварительно сформированных труб со стыковым швом независимо от того, выполняется ли операция
формования механизмом, встроенным в сварочный аппарат, или отдельным устройством. На чертежах 1
представляет собой основание сварочного аппарата, которое, как показано на рисунке, снабжено парой
приводных роликов подачи труб 2,-2 и парой приводных роликов отвода 3, S, установленных на
соответствующих валах 4,4, размещенных в регулируемых подшипниках 5, 5.
Валы 4, 4 подающих и отводящих валов могут быть снабжены шестернями 4a, имеющими тот же диаметр
делительной окружности, что и эффективный диаметр валов, и валы могут приводиться в движение любым
подходящим способом, например, ведущими шестернями 6, которые могут быть соединены с любым
подходящим источником энергии.
Шестерни 4а предпочтительно снабжены длинными зубьями, чтобы обеспечить возможность их регулировки
относительно друг друга с помощью подходящих средств, таких как винты 5а, хорошо известным способом.
Основание 1 несет вертикальную направляющую или опору, которая в машине, изображенной на чертежах,
состоит из четырех металлических стоек 7, закрепленных в гнездах 8, образованных в основании 1, или
соответствующих кронштейнов, закрепленных на нем. Вертикальные направляющие стойки 7 закреплены
своими верхними концами на верхней раме 9. Электросварочный трансформатор 10 установлен для
вертикального скользящего перемещения на направляющих стойках 7, при этом корпус трансформатора
снабжен подшипниками скольжения 11, а вес трансформатора поддерживается головной рамой 9
специальными опорными и подъемными средствами, которые позволяют быстро поднимать, опускать или
транспортировать трансформатор с помощью отдельного подъемника, а также поднимать или опускать его с
большой точностью регулировки в установленном положении на аппарате с помощью механизма, встроенного
в сам сварочный аппарат.
К верхней части корпуса трансформатора, предпочтительно в прочном подъемном кронштейне 12 (рис. 3),
крепится резьбовой стержень 13.
Стержень 13 может быть надежно закреплен в отверстии в ярме 12 с помощью гайки 14 и ключа 15,
последний из которых предотвращает вращение стержня 13 в отверстии в ярме 12. Резьбовой стержень 13
проходит вертикально вверх от хомута 12 через отверстие 16 в раме головки 9. Отверстие 16
предпочтительно имеет форму замочной скважины и состоит из цилиндрической части 16а и щелевой части
16б (рис. 4), последняя из которых образует проход, через который может проходить стержень 13 при
установке или снятии трансформатора с направляющих опор 7. Цилиндрическая часть 16а отверстия 16
предпочтительно точно просверлена и зенкована на своем верхнем конце для образования выступов 17 для
поддержки упорного, шарикового или другого антифрикционного подшипника 18, который, в свою очередь,
поддерживает резьбовую гайку 19, навинченную на резьбовой стержень 13. Гайка 19 может быть
неотъемлемой частью рабочего механизма 20, или же она может быть выполнена отдельно и закреплена в
виде втулки в ступице механизма 20, как показано на чертежах, с помощью гайки 21 и шпонки 22.
Верхняя часть стержня 13 предпочтительно выступает над редуктором 20 на достаточное расстояние, чтобы
обеспечить всю необходимую вертикальную регулировку трансформатора во время его использования, а
подъемное ушко 23 предпочтительно закреплено на верхнем конце стержня 13.
Bv означает подъемное ушко и его соединение bv стержнем, 13, с трансформатором, er, 10; последний может
перемещаться с помощью эрана или другого подъемного устройства при его сборке на направляющих опорах
или снятии с них, 7. Для усиления головной рамы 9 после установки трансформатора в паз 16b может быть
вставлен распорный болт 24 с помощью болтов 25, как показано на рис. 4.
Для вращения гайки 19, предназначенной для подъема или опускания трансформатора 10 на его опорах и
направляющих 7, с целью точной регулировки электродов, предпочтительно использовать механизм,
показанный на чертежах, в котором 20 представляет собой коническую шестерню, предназначенную для
вращения с помощью конической шестерни 26, закрепленной на валу 27, который, в свою очередь, вращается
с помощью пары конических шестерен 28, 29. Шестерня 29 закреплена на вертикальном валу 30, на нижнем
конце которого расположен червячный механизм 31, зацепляющийся с соответствующим червяком 32,
установленным на валу 53. К валу 33 прикреплено маховик 34. Вращение маховика в одном направлении
поднимет трансформатор, а в другом — опустит его за счет движения маховика, передаваемого через
описанные выше червячные и конические зубчатые передачи для вращения гайки 19. Вал 33
предпочтительно опирается на подшипники, установленные в раме, закрепленной на головной раме 9. Эта
опорная рама для вала 33 может быть удобно изготовлена путем привинчивания стержней 35 к головной раме
9 и обеспечения подходящей опоры подшипника 36 для вала 33 на нижнем конце стержней 35.
Опора подшипника 36 может быть закреплена на стержнях 35 любым подходящим способом, например, с
помощью болтов 37, и может быть снабжена соответствующими подшипниками для валов 30 и 33, как
показано на чертежах.
Следует отметить, что с помощью червячной и конической зубчатых передач между маховиком 34 и гайкой 19
можно осуществлять чрезвычайно малые вертикальные регулировки положения трансформатора на его
направляющих опорах. Это важная особенность изобретения, которая будет более подробно разъяснена в
данном описании.
Конструкция трансформатора включает в себя ламинированный сердечник 38, который скреплен зажимами
39 и 40 и болтами 41. Первичные обмотки, как показано на фиг. 3 и 10, разделены на отдельные катушки 42,
которые зажаты между петлями 43 второй первичной обмотки. В трансформаторе, показанном на чертежах,
используется одновитковая вторичная обмотка, и предпочтительно изготавливать эту вторичную обмотку
путем отливки в виде цельного литого изделия, разделяя индуктивную часть вторичной обмотки на отдельные
витки, чтобы обеспечить лучшее распределение витков первичной обмотки между секциями вторичного
индуктора; обеспечить лучшую вентиляцию; обеспечить вторичную обмотку без электрических соединений;
снизить стоимость изготовления; упростить сборку трансформатора; обеспечить трансформатор такой
формы, которая будет наилучшим образом соответствовать конструкции сварочного аппарата; и обеспечить
трансформатор, обладающий подходящими электрическими и магнитными характеристиками для
надлежащего выполнения своей работы.
Вторичные петли секции 43 вторичной обмотки трансформатора отлиты в единое целое с шинными частями
44 и снабжены опорами 45, образующими крепления для сердечника 38. Для изоляции вторичной обмотки
трансформатора от крепежной пластины сердечника 40 могут быть предусмотрены подходящие
изоляционные пластины 46. Пластина для зажима сердечника, 39 и 40, может быть изолирована и магнитно
изолирована от сердечника с помощью изоляционных пластин, 47 и 48.
Предпочтительно устанавливать и поддерживать трансформатор 10 в корпусе, состоящем из оболочки или
корпуса 49, к которому крепятся подшипниковые блоки 50, имеющие точно просверленные отверстия для
подшипников, в которых стержни 7 имеют скользящую посадку. Таким образом, корпус трансформатора
надежно закреплен и точно направляется при вертикальном перемещении. Собственно трансформатор
крепится в корпусе с помощью металлической пластины 51, которая, в свою очередь, крепится к нижним
выступам корпуса 49 с помощью болтов 52. Пластина 51 выступает внутрь корпуса 49, образуя фланец,
который поддерживает трансформатор. Шины 44 вторичной обмотки трансформатора опираются на
изоляцию 53, расположенную на пластине 51, и крепятся к ней с помощью винтов с головкой 13,
изолированных от пластины 51.
Для установки трансформатора в корпус 49 через резьбовые отверстия в корпусе 49 ввинчиваются
установочные винты 55, концы которых упираются в боковые стороны крепежной пластины сердечника 40.
Наличие четырех таких установочных винтов, расположенных в соответствующих четырех углах
трансформатора, позволяет точно и наглядно выровнять сердечник трансформатора и, следовательно,
электроды относительно машины. Для обеспечения такой юстировки отверстия в пластине 51, через которые
проходят изолированные винты с головкой 54, могут быть сделаны несколько больше диаметра
изоляционных втулок, окружающих винты с головкой 54.
Сварочные электроды 56 установлены на валу 57, но изолированы от него, и предпочтительно изготовлены из
немагнитного материала, например, фосфористой бронзы. Как показано на рис. 3, электроды 56 съемно
крепятся к фланцевым элементам ступицы 58 с помощью изолированных болтов 59. Фланцевые элементы
ступицы 58 изолированы друг от друга и от вала 57, на котором они надежно закреплены для вращения
вместе с ним. Следует отметить, что электродные элементы 56 могут быть, таким образом, сделаны
взаимозаменяемыми, так что электроды с канавками для сварки труб разных размеров могут быть легко
заменены одним комплектом на другой на фланцевых элементах ступицы 58, или изношенные электроды
могут быть легко заменены новыми.
Электродный блок, включающий изолированные электродные элементы 56 и вал 57 с промежуточными
изоляционными и крепежными элементами, предпочтительно установлен в шариковых или других
антифрикционных подшипниках 60, которые закреплены в свисающих вторичных клеммных элементах 61,
выступающих вниз от вторичных шинных элементов 44 и предпочтительно отлитых вместе с ними.
Подшипники 60 предпочтительно изолированы от вала 57 и показаны на чертежах именно так, но
специалистам в данной области будет очевидно, что подшипники 60 могут быть установлены в
неизолированном положении относительно вала 57, при условии, что они изолированы от концевых
элементов 61. Клеммные элементы 61 предпочтительно разделены в горизонтальной плоскости 62,
проходящей через ось вала 57, и имеют свои внутренние противоположные поверхности 63, точно
обработанные для обеспечения хорошего электрического контакта с токосъемными устройствами, которые
проводят ток от неподвижных клемм 61 к вращающимся электродам 56.
Предпочтительно использовать токосъемные устройства, в которых щетки располагаются под углом в
промежутках между каждым электродом 56 и противоположной поверхностью 63 вторичного вывода 61, и
контактируют одним концом со вторичным выводом, а другим — с электродом; при этом предусмотрены
соответствующие средства для создания давления между щетками и противоположными контактными
поверхностями и для компенсации их износа. Для проведения тока от вторичных клемм 61 к электродным
элементам могут быть предусмотрены любые другие подходящие средства, и общие аспекты изобретения не
ограничиваются каким-либо конкретным средством сбора щеток или какой-либо конкретной формой
электрода, поскольку специалистам в данной области будет известно, что на электродах могут быть
сформированы цилиндрические ступицы, и при желании могут использоваться радиальные или
тангенциальные щетки.
. Для поперечного расположения электродов относительно свариваемой детали предпочтительно
использовать упорные втулки, подобные показанным на рисунке 64, которые предназначены для опоры на
неподвижные элементы антифрикционного подшипника 60 и регулируются по положению с помощью
установочных винтов 6, которые ввинчиваются через рейки 66, закрепленные на клеммных элементах 61 с
помощью болтов 67. Как видно, ослабив один из установочных винтов 65 и затянув другой, вал 57, а
следовательно, и электроды 56, могут быть точно отрегулированы по положению перпендикулярно линии
движения свариваемой трубки. При правильной регулировке гайки 68 могут быть затянуты, чтобы
предотвратить случайное изменение регулировки.
В случае, если необходимо обеспечить "плавающее" перемещение электродов, то есть их поперечное
перемещение относительно свариваемой трубы, чтобы они следовали за трубой, которая может быть не
идеально прямой, установочные винты 65 можно открутить достаточно, чтобы обеспечить необходимый зазор
для осевого люфта вала 57.
Электродные ролики 65 разделены друг от друга узким зазором 69 и имеют канавки рядом с этим зазором, как
показано на рисунке 70, для соответствия поверхности свариваемой трубы. Труба, из которой
изготавливается свариваемая деталь, показана на рисунке 71. Для поддержки трубки под электродами 56 и
для прижима боковых стенок трубки внутрь при ее прохождении через сварочный канал предусмотрены
опорные и боковые прижимные ролики 72, которые могут свободно вращаться вокруг своих осей на шпильках
или шпинделях 73. Валки 72 снабжены канавками 74, правильной формы, чтобы наиболее эффективно
поддерживать трубу и прижимать ее боковые стороны друг к другу таким образом, чтобы при совместном
воздействии электродов 56 образовывался прочный сварной шов при надлежащем нагреве стенок шва.
Было признано весьма желательным обеспечить средства для точной регулировки положения опорных или
боковых прижимных роликов поперечно линии движения заготовки как по отношению друг к другу, так и друг к
другу, а также в целом в одном направлении, и продольно линии движения заготовки. Предпочтительно
использовать устройства для крепления и регулировки опорных и боковых прижимных роликов, показанные и
описанные в Спецификации № 216. 473.
Также желательно, чтобы средства сжатия или поддержки трубок были в основном изготовлены из
немагнитного материала, чтобы снизить индуктивность сварочной цепи.
Поскольку сварка труб возможна с высокой скоростью в машине, сконструированной в соответствии с
изобретением, было сочтено желательным предусмотреть средства для поддержания бокового давления на
трубу после ее прохождения через сварочный канал до тех пор, пока сварной шов не остынет и не затвердеет
достаточно, чтобы выдержать любую силу, которая может попытаться его разорвать. Для этой цели
предпочтительно предусмотреть одну или несколько пар боковых прижимных роликов 80, которые могут быть
установлены аналогично опорным и боковым прижимным роликам 72 и снабжены 7 аналогичными
регулировками. Следует отметить, что ролики 72 не такие высокие, как ролики 80, по той причине, что первые
расположены у сварочного канала и должны быть сделаны ниже, чтобы обеспечить место для электродов,
которые контактируют с поверхностью трубы на значительных дугах ее окружности.
Для смазки подшипников роликов 72, расположенных на шпильках 73, предусмотрены смазочные или
масляные емкости 89, которые навинчиваются на шпильки и подают смазку через соответствующие
отверстия. Смещение смазочных стаканчиков 89 обеспечивает больший зазор между верхними концами
шпилек 73 и вторичными клеммами 61 трансформатора, чем это было бы возможно, если бы смазочные
стаканчики были установлены непосредственно на концах шпилек. Трис является желательной особенностью,
поскольку электроды, -56, постепенно изнашиваются и уменьшаются в диаметре в процессе эксплуатации, и
трансформатор приходится опускать ближе к трубке, чтобы компенсировать этот износ.
На чертежах видно, что практически закрытый сварочный канал образован канавками в опорных роликах 72 и
канавками в электродах 56. Отверстия в закрытой стенке прохода или сварочного канала, через которые
проходит трубка, представляют собой пространство 69, через которое проходит шов между электродами,
пространства 90, между электродами и опорными роликами 72, и пространство 91, между опорными роликами
72. Предпочтительно делать эти несколько зазоров небольшими, чтобы труба подвергалась окружному
давлению практически по всей своей периферии в сварочном канале. Следует понимать, что электроды 56 не
должны соприкасаться с опорными и боковыми прижимными роликами 72 или 80, иначе произойдет короткое
замыкание сварочного тока. Однако следует также понимать, что поскольку напряжение сварочной цепи
невелико (на практике оказалось достаточно от 1 до 6 вольт), фактические зазоры между электродами и
другими частями аппарата, от которых электроды должны быть изолированы, могут быть очень малыми.
Как уже упоминалось, важной особенностью изобретения является обеспечение возможности чрезвычайно
малых вертикальных регулировок трансформатора и электродов 56. Легко понять, что при перемещении труб
через станок со скоростью от 6 до 90 футов в минуту или даже выше, необходима чрезвычайно точная
взаимосвязь факторов, обеспечивающих непрерывную и эффективную сварку.
К числу этих факторов относятся боковое давление на место разрыва шва и объем гребли по течению через
это место. Поскольку сопротивление шва и сопротивление контакта между электродами и трубкой составляют
основную часть электрического сопротивления цепи, через которую проходит сварочный ток, и поскольку эти
сопротивления являются, по сути, единственным переменным сопротивлением в сварочной цепи, отсюда
следует, что если одно или оба этих сопротивления можно изменять по желанию, то и величина тока в цепи
также может изменяться, поскольку он подается практически при постоянном потенциале. Было установлено,
что изменение давления между соприкасающимися кромками трубки в месте расщепления шва, а также
изменение давления электродов на трубку оказывают существенное влияние на объем тока, протекающего
через цепь. Благодаря предусмотренным чрезвычайно малым вертикальным регулировкам электродов,
можно изменять и контролировать не только контактное давление между электродами и трубой, но и, за счет
действия опорных и боковых прижимных роликов, изменять давление между краями трубы в месте
расщепления шва.
Станет очевидно, что давление электродов на верхнюю поверхность трубки будет стремиться сплющить
трубку и расширить ее в сварочном канале. Однако этому расширяющему эффекту будут противостоять как
поддерживающие ролики 72, так и охватывающие их канавки в электродах 56, и он будет способствовать
увеличению давления между краями трубы в месте расщепления шва.
Насколько известно, до настоящего времени не предлагалось регулировать объем тока, протекающего в
сварочном аппарате описанного класса, путем изменения контактного давления между электродами и
заготовкой во время сварочной операции.
Благодаря настоящему изобретению это можно сделать с высокой точностью, пока трубка находится в
движении и протекает сварочный ток. Ценность этой особенности изобретения может быть осознана при
рассмотрении следующих фактов: (1) Известно, что электрическое сопротивление контакта между
электродами и трубой, а также между контактирующими кромками расщелины шва составляет основную часть
сопротивления сварочной цепи. (2) Ввиду чрезвычайно большого тока, необходимого для сварки, проводники
для передачи сварочного тока настолько массивны, что изменение сопротивления сварочной цепи с помощью
известных до настоящего времени устройств, изменяющих сопротивление, становится нецелесообразным,
если не вовсе невозможным.
(3)
По этим причинам до настоящего времени для регулирования сварочного тока полностью полагались на
изменение потенциала сварочной цепи.
Данное изобретение добавляет весьма желательную функцию изменения тока путем изменения давления и,
следовательно, изменения контактного сопротивления электродов в трубчатой структуре. Это, конечно, не
исключает изменения потенциала сварочной цепи, для которого метод управления током может и
предпочтительно используется в сочетании с упомянутым изменением контактного давления.
Для направления сварочного шва в сварочную шахту таким образом, чтобы он точно располагался
посередине между электродами, предпочтительно использовать устройство, показанное под номером 92 на
рис. 1 чертежей и подробно представленное на рис. 6, 7, 8 и 9.
В этом устройстве трубка 71 проходит между одной или несколькими парами противоположно расположенных
рифленых роликов 93, 94, при этом ролик 98 имеет гладкую канавку, предназначенную для прилегания к
стенке заготовки трубки, а ролик 94 снабжен в своем центре кольцевым металлическим ребром 95, которое
предназначено для входа в шовную щель. Предпочтительно ролик 9/-' выполнен из двух одинаковых частей, а
деталь 95 представляет собой металлический диск, зажатый между ними, как наглядно показано на фиг. 8 и 9.
Ролики 93 и 94 поддерживаются регулируемыми подшипниками 96 и 97, которые, соответственно, опираются
на качающуюся головку или поворотную головку 98. Качающийся элемент 98 имеет цилиндрическую часть 99,
которая опирается на опору 100, предпочтительно установленную на пластине 85, чтобы направляющая шва
находилась как можно ближе к горловине электрода. Следует понимать, что шов в сформированной трубной
заготовке иногда бывает не прямым, а имеет форму спирали с очень большим шагом. Это происходит из-за
неравномерного натяжения заготовки трубы при ее формовке из полосы Bat в трубу с открытым швом. По
этой причине желательно, чтобы направляющая шва располагалась как можно ближе к сварочному каналу,
чтобы тенденция расщелины шва возвращаться к своей спиральной форме после прохождения через
направляющую не смещала расщелину шва из ее центрального положения между электродами в сварочном
канале.
Поворотная головка 98 предпочтительно снабжена фланцами 101, которые прилегают к соответствующим
фланцам кронштейна 100 и кронштейна 102.
Регулировка направляющей шва с целью контроля положения расщепления шва осуществляется путем
качания поворотного элемента 98 в его подшипнике в кронштейне 100. Для выполнения этой регулировки
противоположные установочные винты 10 или 104 ввинчиваются через соответствующие отверстия в крышке
102 и упираются в качающийся элемент 98 с противоположных сторон трубки в точках 105, 106. Ослабив один
из установочных винтов 103 или 164 и затянув другой, элемент 98 можно качать вокруг своего центра, и
направляющие ребра 95 в левом шве трубки будут поворачивать трубку вокруг своей оси на любую желаемую
величину. Следует понимать, что валки 93 и 94 предпочтительно имеют канавки, соответствующие размеру
свариваемой трубы, чтобы обеспечить точную регулировку ширины расщепления шва. Для облегчения
замены роликов 93 и 94 предпочтительно предусмотреть съемную крышку 102 для ракетки 10U и открытый
паз 107 в качающемся элементе 98. С той же целью предпочтительно предусмотреть возможность
извлечения подшипниковых элементов 96 и 97 из их опор в качающемся элементе 98.
На фиг. 6, 7, 8 и 9 четко показаны эти положения, в которых элемент 102 крепится к кронштейну 100 с
помощью винтов с головкой 108, подшипники 96 и 97 показаны установленными на направляющих 109, а
Соседние файлы в папке патенты