Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11631
.pdf
экран.
Лампа и маска, второй диск, зеркало и экран установлены на главном рычаге аппарата и расположены таким
образом, что свет появляется на экране только тогда, когда регистрирующий шарик находится на одной линии
со сварочным электродом и на правильном расстоянии от него. Перед началом сварочных работ необходимо
извлечь регистрирующий шарик из трубки, и для этого предусмотрен электромагнитный клапан, который при
подаче напряжения поднимает указанный вертикальный стержень, к которому универсально прикреплен
рычаг с шаровидным наконечником.
Как видно, при описанной выше конструкции оператору нет необходимости находиться над сварочной
головкой, чтобы видеть свариваемый шов при настройке аппарата, поскольку сам индикатор, а именно экран,
может быть удобно расположен для наблюдения с места управления аппарата.
В модификации описанного выше позиционирующего устройства оптическая система заменена четырьмя
электрическими контактными элементами, расположенными в горизонтальной плоскости вокруг контактного
стержня, выполненного в виде продолжения верхнего конца вертикального элемента L-образной формы.
Указанные контакты расположены таким образом, что когда сварочная головка находится в правильном
положении относительно свариваемой трубы, верхний конец рычага находится на равном расстоянии от всех
четырех контактов, но когда сварочная головка не находится в таком положении, контакт перемещается в
контакт с одним из четырех контактов в соответствии с направлением, указанным в инструкции по
перемещению сварочной головки. к) правильному положению. Указанные четыре контакта соединены с
цепями управления двух двигателей, предназначенных для перемещения первой и второй кареток машины
соответственно. Указанные цепи управления 70 расположены таким образом, что когда сварочная головка
требует регулировки в продольном направлении, контактный стержень будет контактировать с одним или
другим из двух контактов, расположенных по разные стороны указанного контактного стержня 75, в
зависимости от того, в каком направлении осуществляется требуемое продольное перемещение. В
соответствии с тем, в каком направлении один из указанных двух контактов зацепляется контактным
стержнем, двигатель, который вызывает продольное перемещение первой каретки 80, будет возбуждаться в
одном или другом направлении, и сварочная головка будет регулироваться в продольном направлении до тех
пор, пока указанный контакт не будет разорван 85. Если машине требуется поперечная регулировка,
контактный стержень будет контактировать с одним или другим из оставшихся двух контактов, которые также
расположены по разные стороны указанного контактного стержня, чтобы 90 друг с другом, и двигатель,
который вызывает поперечное перемещение второй каретки, будет возбуждаться для выполнения
необходимой регулировки. Контактный стержень гибко поддерживается L-образным элементом 95 для
обеспечения относительной Значительные ошибки настройки, возникающие из-за приблизительного
расположения сварочной головки над трубой.
При работе машины с описанным выше позиционирующим устройством оператор устанавливает сварочную
головку приблизительно над свариваемой трубой, а затем нажимает кнопку запуска. Электрические цепи
управления машины устроены таким образом, что такое нажатие кнопки запуска позволяет регистрирующему
шарику опуститься в трубу, над которой он приблизительно расположен, в результате чего сварочная головка
автоматически устанавливается в правильное положение относительно указанной трубы, как описано выше.
После регулировки регистрирующий шарик извлекается из трубы, и начинается сварка способом, описанным
ранее.
После завершения сварки оператор перемещает сварочную головку приблизительно в положение над
следующей свариваемой трубой, после чего нажатие кнопки запуска 120 приведет к повторению описанной
выше автоматической последовательности операций для следующей трубы.
Следует понимать, что возможны различные модификации, не выходящие за рамки изобретения, которое,
кроме того, не ограничивается электродуговой сваркой металлическим электродом, но применимо также к
электродуговой сварке углеродным электродом, сварке кислородно-ацетиленовым электродом и сварке
атомарно-водородным электродом. Например, в случае описанных выше машин обратное движение не
обязательно передается сварочному электроду в начале операции, но может быть организовано таким
образом, чтобы оно происходило в конце операции, после того, как дуга совершила более одного оборота
вокруг шва, и необходимые изменения для такой модификации в описанной конструкции могут быть легко
внесены специалистами в данной области техники.
Датировано 11 августа 1932 года.
Ф. У. Ле Талл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, 2, Лондон, У. К.
Представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования сварочных аппаратов.
Мы, Дж. Ам. Э. Андер Э. Доррат, проживающий по адресу: Кенвуд Роуд, 9, Стретфорд, Манчестер, графство
Ланкастер, подданный короля Великобритании, и Ассоциированная электротехническая промышленность Эс
Л. Им. Тед, проживающая по адресу: Краун Хаус, Олдвич, Вестминстер, британская компания, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к сварочным аппаратам, в которых средство, далее для удобства
именуемое «сварочным соплом», для направления сварочного материала к обрабатываемой детали,
автоматически перемещается по заданной траектории, соответствующей свариваемому соединению.
Средство, с помощью которого выполняется сварка, может иметь любую подходящую форму и, перемещаясь
вдоль соединения, способно сваривать это соединение, например, электросварочные аппараты или аппараты
для газопламенной сварки.
Согласно изобретению, в автоматическом сварочном аппарате вышеуказанного типа для формирования
круговых или других непрерывных линейных сварных швов предусмотрены автоматические средства,
позволяющие сварочному соплу следовать по такой траектории во время сварки, чтобы наплавка сварочного
металла происходила по меньшей мере дважды на той части шва, где начинается наплавка сварочного
металла.
Изобретение также включает в себя электродвигатель, предназначенный для перемещения сварочного сопла,
и двигатель или механизм для приведения в действие сварочного оборудования, с помощью которого
выполняется сварной шов, например, электрода для дуговой сварки или элемента, с которого наносится
металл для заполнения шва посредством дуги между электродами, отличными от указанного элемента, или
газового пламени, в зависимости от используемого сварочного оборудования, а также систему управления, с
помощью которой двигатели управляются таким образом, чтобы сопло могло перемещаться желаемым
образом, а сварочный процесс начинался и останавливался в соответствующие моменты времени.
Согласно еще одной особенности изобретения, предусмотрены средства для указания положения сварочного
сопла относительно свариваемого шва, что облегчает регулировку аппарата для установки сварочного сопла
в правильное положение. Для того чтобы изобретение было понятным, обратимся к прилагаемым чертежам,
которые показывают, в качестве примера.
На фиг. 1 представлен схематический боковой вид одного из вариантов осуществления автоматического
сварочного аппарата в соответствии с изобретением для сварки концов труб в перфорациях,
предусмотренных в пластинчатом элементе, таком как боковая сторона корпуса электрического
трансформатора, посредством электрической металлической дуги.
На рисунках 2 и 3, выполненных в большем масштабе, чем рисунок 1, показаны, соответственно, боковой вид
и план детали машины, изображенной на рисунке 1.
На рис. 4 представлена принципиальная схема системы управления машиной, изображенной на рис.
1,
На фиг. 4 показаны схемы контактов контактора, снятые с рабочей катушки контактора, при этом контакты,
которые обычно разомкнуты, но замкнуты при подаче напряжения на соответствующую катушку, обозначены
парой коротких параллельных линий, вставленных в соответствующее соединение, а контакты, которые
обычно замкнуты, но разомкнуты при подаче напряжения на соответствующую катушку, обозначены
сплошным прямоугольником, пересеченным короткой прямой линией, вставленной в соответствующее
соединение. На фиг. 4а показана схема цепи. На фиг. 5, частично в разрезе сбоку, показан один из вариантов
средств позиционирования. В соответствии с дополнительной особенностью изобретения, адаптированного
для использования с машиной, показанной на фиг. 1, 2 и 3, на фиг. 6 и 7 соответственно показан частично в
разрезе сбоку и план альтернативного средства позиционирования, также адаптированного для
использования с машиной, показанной на фиг. 1, На рис. 2 и 3 показана схема, иллюстрирующая еще одну
форму позиционирующего устройства, которое также приспособлено для использования с машиной,
показанной на рис. 1, 2 и 3.
На фиг. 9 схематически показан боковой вид второй формы машины в соответствии с изобретением для
выполнения работы, аналогичной той, что выполняется машиной на фиг. 1. На фиг. 10 показан частичный
боковой разрез части машины на фиг. 9.
На рис. 11 показан поперечный разрез, а на рис. 12, 13 и 14 — планы некоторых деталей машины,
изображенной на рис. 9.
10, 11, 12, 13 Изображения 14 и 14 выполнены в большем масштабе, чем изображение 9, а изображение 11 —
в большем масштабе, чем изображения 1, 12, 13 и 14.
На рис. 15 представлена схема, используемая для объяснения работы машины, изображенной на рис. 9–14
включительно, выполненная в масштабе, вдвое превышающем масштаб рис. 10, 12, 13 и 14, а на рис. 16
показана модификация машины, изображенной на рис. 1.
Обращаясь сначала к рис. 1, показанный на нем сварочный аппарат включает в себя опорную плиту 1 с
обработанными продольными направляющими 3 2, 3, расположенными в плоскости, перпендикулярной
плоскости чертежа, и на которой скользящим образом установлена каретка 4. Указанная каретка
поддерживается с помощью пары направляющих, одна из которых видна под номером 5, и расположена
перпендикулярно направляющим 2 и 3; дополнительную каретку 6, на которой установлена сварочная
насадка 7, в данном случае электродная насадка, и средства (которые будут описаны ниже) для обеспечения
движения указанной насадки по круговой или овальной траектории, соответствующей в основном
поперечному сечению охлаждающих трубок, две из которых видны под номерами 8 и 9, и стороне бака
трансформатора под номером 10. Аппарат показан в конфигурации для сварки круглых трубок, но изменение,
необходимое для сварки овальных трубок, будет очевидно специалистам в данной области. Крепление двух
кареток 4 и 6 для перемещения по соответствующим направляющим 2, 3 и Направляющие 5, расположенные
перпендикулярно друг другу, позволяют регулировать положение сварочного сопла над заготовкой 8, 9, 10.
Сварочное сопло 7 прикреплено к одному концу рычага 11, который скользит по элементу 12, шарнирно
установленному на выступающей части 13 каретки 6, так что он может качаться в горизонтальной плоскости.
Видно, что конец рычага 11 выступает наружу из основной части машины, при этом электрод металлической
дуги выступает вниз через сопло 7, так что заготовка 8, 9, 10, на которой необходимо сварить соединение,
может быть установлена 7° перед машиной так, чтобы поверхность, на которой лежит соединение, была
обращена вверх, как показано на рисунке. Внутренний конец указанного рычага 11 снабжен подшипниками, в
которых установлен вертикальный вал, нижняя часть которого обозначена цифрой 14 на фиг. 2 и 3. Нижний
конец этого вала несет шестерню 15, зацепляющуюся с зубчатым колесом 116, закрепленным в элементе 17,
который крепится к каретке 6. Как показано на рисунке 80, указанный элемент 17 имеет круглое углубление 18,
цилиндрическая поверхность которого представляет собой кулачковую поверхность, соответствующую форме
шестерни 16, и с которой ролик 19, установленный 85 на валу 14, предназначен для зацепления. Кулачковая
поверхность 20 расположена ниже шестерни 16 и также зацепляется с роликом 19. Благодаря описанной
выше конструкции шестерня 15 правильно удерживается в зацеплении с шестерней 16. Элемент 17 имеет
удлинитель 21, на котором установлены определенные устройства, упомянутые ниже. Таким образом,
элемент 17 с указанными устройствами образует единую конструкцию, предназначенную для надежного
крепления на каретке 6.
Вал 14 соединен через соответствующий редуктор, расположенный в узле 22, с электродвигателем 23,
приводимым в движение рычагом 11. Описанное выше устройство представляет собой копировальное
устройство, в котором движение, передаваемое внутреннему концу рычага 11 вращением шестерни 15 вокруг
зубчатого колеса 16, воспроизводится в противоположном направлении другим концом указанного рычага, а
именно тем, который несет электродное сопло 7.
В копировальном устройстве воспроизведенное изображение не совсем точно соответствует оригиналу (в
данном случае, траектории движения шестерни), поскольку во время работы расстояния между точкой
вращения рычага и его двумя концами изменяются в противоположных направлениях. Однако, поскольку
размер изображения в описываемой машине мал по сравнению с указанными расстояниями, такое
отклонение невозможно исключить. Поэтому для обычных шарнирных соединений указанная задняя часть 1G
может быть круглой, или, в качестве альтернативного варианта (не показан на рисунке), двигатель 2'3 может
быть расположен на каретке 6 и закреплен на ней, приводя в движение кривошип, шатун которого соединен с
внутренним концом рычага 11. Такая модифицированная конструкция 21 имеет преимущества,
заключающиеся в устранении необходимости как в размещении двигателя на подвижном рычаге, так и в
использовании гибких проводов для подачи тока к указанному двигателю, в то время как привод 130 является
фактическим упором, который входит в зацепление с выступом 31. Устройство Устройство 32 дополнительно
включает магнитный элемент 35, один конец которого охватывается катушкой 36, и к которому
поворачивается якорь 33. Указанный якорь 70 смещается, например, с помощью пружины (не показана), от
указанного конца элемента 35 в положение, показанное на рисунке. Таким образом, упор 34 может быть
удален с пути выступа 75 31 в начале операции, так что движение сварочного сопла вперед, следующее за
движением последнего назад, не затрагивается, при этом катушка 36 находится под напряжением, чтобы
сделать упор 80 неработоспособным, когда двигатель перемещения включен в направлении вперед.
Концевой выключатель 29 размыкается, когда выступ 31 приближается к упору, чтобы обесточить двигатель
перемещения 23 и катушку 36 упорного устройства 32, так что упор 34 будет выдвинут на путь выступа 31.
Благодаря инерции движущейся системы, подвижный рычаг 11 будет продолжать движение до тех пор, пока
не коснется указанного упора 90°. Между двигателем 23 и шестерней 15 может быть установлена
фрикционная муфта (не показана) для компенсации любого превышения хода указанного двигателя (23).
Система управления сконструирована таким образом, чтобы сварочная дуга возникала до включения
приводного двигателя, в результате чего дуга будет осаждать сварочный металл с электрода 26 на
протяжении более чем одного полного оборота, а в конце операции вернется в исходное положение,
определяемое упором 34.
Описанный выше сварочный аппарат может управляться с помощью контакторной системы, показанной на
принципиальной схеме на рис. 4.
На рис. 4 рабочие катушки различных контакторов обозначены символами, включающими символ 110,
прикрепленный к соответствующим контактным элементам, и префикс «OC».
Схемы управления предназначены для питания от генератора-возбудителя 37, приводимого в действие,
например, от трехфазного двигателя 38. Возбудитель 37 включает в себя якорь 39 и последовательную и
параллельную обмотки возбуждения 40 и 41 соответственно. Якорь 39 соединен с проводниками 42 и 43.
Якорь 120 ходового двигателя обозначен цифрой 44, последовательная обмотка возбуждения для него —
цифрой 45, а параллельная обмотка возбуждения — цифрой 46. Регулятор возбуждения и резистор разряда
возбуждения для параллельной обмотки 46 обозначены цифрами 125 соответственно цифрами 47 и 48.
Рабочий элемент в виде кнопки SPB, далее именуемой «кнопкой запуска», предназначен для запуска системы
130, которая может быть выполнена более функциональной.
Сопло 7 выступает вниз, как показано на рисунке, и его верхний конец сообщается с трубкой 24, ведущей к
механизму подачи электрода 25, установленному на указанном рычаге. Сварочный электрод, состоящий из
подходящей проволоки 26, вытягивается из барабана 27, вращательно поддерживаемого удобной частью
машины, например, с конца направляющих 6, как показано на рисунке. Указанная проволока 26 проходит
через указанный механизм подачи, а затем через трубку 24 и сопло 7 выступает в непосредственной близости
от заготовки 8, 9, 10, так что между заготовкой и выступающим концом 28 указанной проволоки электрода 26
может быть зажжена электрическая цепь.
Двигатель 23, который можно назвать двигателем перемещения, управляется с помощью концевого
выключателя, установленного на удлинении 21 элемента 17, так что после ввода в действие путем
срабатывания соответствующего рабочего механизма указанный двигатель перемещает сварочное сопло по
полному кругу и при последовательных срабатываниях всегда возвращается в то же положение. В
соответствии с настоящим изобретением, кроме того, предусмотрены средства управления, благодаря
которым при срабатывании рабочего элемента для начала сварочной операции двигатель перемещения 23,
прежде чем приводить в движение сварочное сопло, как описано выше, включается для вращения в обратном
направлении, так что происходит начальное обратное движение сварочного сопла. Сварочное сопло может,
например, перемещаться в обратном направлении примерно на четверть дюйма при сварке труб диаметром
два дюйма. В конце обратного движения двигатель перемещения включается в прямом направлении (по
часовой стрелке на рис. 3), и сварочное сопло перемещается вокруг шва до тех пор, пока его движение не
будет остановлено концевым выключателем. Концевой выключатель обозначен в целом цифрой 29, а его
рабочий элемент 30 — цифрой 20. приспособлен для взаимодействия с зависимой частью 31 рычага 11, в
которой расположена часть 61 рычага 11, вал 14. Указанный рабочий элемент 30 расположен таким образом,
что он не проходит мимо указанной части 31 во время обратного движения рычага 11, в результате чего
указанный выключатель не будет срабатывать до конца прямого движения рычага. Остановительное
устройство 32, связанное с концевым выключателем, также установлено на удлинителе 21 элемента 17 и
взаимодействует с частью 31 для остановки последнего и, таким образом, рычага 11 в заданном положении.
Указанное остановочное устройство 32 включает в себя шарнирно установленный магнитный якорь 33, к
которому прикреплен элемент 34, приводящий в действие машину путем подачи питания на проводник 49 на
катушку OCR обратного контактора, контакты R которого замыкают цепи на проводниках 50 и 51, заставляя
двигатель перемещения 23 Вращение в обратном направлении. Обратный контактор имеет «удерживающие»
контакты RI, подключенные параллельно контактам кнопки запуска.
Такой «реверсивный» контактор дополнительно содержит нормально замкнутые блокировочные контакты R 2
qn проводника 52, управляющие цепью возбуждения катушки OCT вспомогательного контактора, далее
именуемого «переключающим» реле. Контакты T указанного переключающего реле j 5 расположены таким
образом, чтобы замыкаться при обесточивании реле, так что указанные контакты замыкаются только при
замыкании «реверсивного» контактора, и, следовательно, переключающее реле обесточивается. Замыкание
контактов переключающего реле T вызывает включение трех дополнительных катушек на проводниках 51a,
52a и 53 через концевой выключатель LS. Указанные три катушки включают в себя рабочие катушки OCPBR,
OCS и OC 1 RC 2 соответственно реле, далее именуемого «кнопочным» реле, вышеупомянутое устройство
остановки и реле, контакты RC 2 которого управляют включением катушки OCLE контактора LE,
установленного в основной дуговой цепи. Основная дуговая цепь, показанная на рис.
4 а) может вместе с генератором Gra для подачи электроэнергии в зону, обозначенным как X, иметь любую
подходящую форму, и различные ее формы будут очевидны специалистам в данной области, поэтому нет
необходимости подробно показывать или описывать такую схему здесь.
Рабочая катушка OCLE указанного контактора основной цепи подключена к проводнику 5:3a через контакты
RC2. Указанное кнопочное реле имеет контакты PBR, вставленные в проводник 49, так что при срабатывании
реле OCPBR реверсивный контактор обесточивается, в результате чего прекращается обратное движение
приводного двигателя и сварочной головки, и приводное реле срабатывает, размыкая свои контакты T.
Однако питание трех катушек OCPBR, OCS и OCRC2 поддерживается удерживающими контактами PBR,
установленными на кнопочном реле, которые соединены с шунтирующими контактами приводного реле T.
Кнопочное реле также имеет дополнительные контакты PBR2, посредством которых приводится в действие
двигатель подачи электрода, включающий якорь 54 и шунтирующую обмотку возбуждения 5i5, соединенные в
проводнике 56, для подачи электрода в зону сварки. Замыкание контактов PBR также вызывает питание
проводника 57, который может быть подключен попеременно. Катушки 58 и 59 управляются релейным
устройством 60, катушка 60 которого подключена параллельно дуге, как показано на рис. 4а, так что указанное
релейное устройство 60 реагирует на напряжение на сварочной дуге. Катушки 58 и 59 расположены таким
образом, чтобы приводить в действие механический реверсивный механизм, через который якорь 54
двигателя подачи электрода соединен с механизмом, посредством которого электродная проволока 26 (рис.
1) перемещается через трубку 24 и сопло 7, при этом включение катушки 58 вызывает подачу электродного
конца 28 (рис. 1) к заготовке, а включение катушки 59 вызывает отвод электродного конца от заготовки, при
этом устройство обеспечивает поддержание сварочной дуги при практически постоянном напряжении.
Фактическое устройство механизма подачи электродов не является частью настоящего изобретения, и
поскольку такой механизм не представляет сложности для специалистов в данной области, его дальнейшее
описание не представляется необходимым.
Кроме того, может быть использован любой другой подходящий механизм для автоматического управления
подачей 9 электрода.
Для обеспечения вращения ходового двигателя в прямом направлении предусмотрен «прямой» контактор с
контактами F в цепях якоря и параллельного возбуждения, цепь рабочей катушки 9 OCE которого замыкается
контактами RCO на проводнике 61 реле, катушка которого OCRC 1 включена последовательно в основную
дуговую цепь. Цепь указанного прямого контактора также включает концевой выключатель LS. Предусмотрена
вторая кнопка TPB, позволяющая по желанию остановить работу машины.
При работе описанной выше системы 105 напряжение будет поддерживаться между линиями 42 и 43
возбудителем 37, и, если предположить, что кнопки SPB и TPB находятся в нормальном положении, как
показано на рисунке, катушка OCT 110 будет, пока не будет нажата одна из указанных кнопок, находиться под
напряжением через контакты кнопки TPB и контакты R реверсивного контактора. Таким образом, контакты f
будут разомкнуты, и цепи на проводниках 51a, 52a и 53, а также все остальные цепи управления, кроме цепи
на линии 52, будут обесточены. Предположим теперь, что пусковая кнопка нажата для замыкания контактов
SPIN, катушка OCR реверсивного контактора будет находиться под напряжением, поскольку контакты PBR
кнопочного реле замкнуты из-за обесточивания проводника 51a. Контакты R реверсивного контактора Таким
образом, контакт 125 замыкается, вызывая включение обмотки якоря двигателя 44 и обмотки возбуждения 45
и 46, что приводит к их вращению в обратном направлении. Как только контактор реверса переместится в
замкнутое положение, удерживающие контакты RI замкнутся, и кнопку запуска можно отпустить.
Контакты блокировки 11 реверсивного контактора также размыкаются, в результате чего катушка OCT реле
перемещения обесточивается. Контакты T указанного реле перемещения, таким образом, замыкаются через
короткий промежуток времени из-за присущей этому реле временной задержки, вызывая включение цепей на
проводниках 5 Th-, 52 a и 53 через концевой выключатель LS (который замкнут), в результате чего катушка
OCPBR получает питание и размыкает, через еще короткий промежуток времени из-за присущей этому
кнопочному реле временной задержки, контакты PBR на проводнике 49 и замыкает контакты PBR, которые
зашунтированы контактами T реле перемещения, катушка OCS (36 на рис. 3) получает питание, чтобы убрать
упор 34 (рис. 2 и 3) с пути выступов 31 (рис. 1 и 3), и катушка O C 01 C 2 получает питание, вызывая
замыкание контактов R 112 на проводнике 53 а. Размыкание контактов PBR на проводнике 49 вызывает
обесточивание катушки OCR и, следовательно, обесточивание двигателя перемещения в обратном
направлении; величина обратного движения двигателя перемещения зависит от указанных двух временных
задержек в работе реле перемещения и кнопочного реле. Обесцвечивание катушки OCR вызывает замыкание
контактов R2 на проводнике 52, и катушка OCT реле перемещения, таким образом, получает питание для
размыкания контактов T в готовности к следующему срабатыванию, но цепи на проводниках 51а, 52а и 53 не
размыкаются таким срабатыванием контактов T, поскольку тем временем контакты PBR замыкаются
вследствие включения катушки OCPBR. Замыкание контактов RC2, как описано выше, вызывает включение
катушки OCLE контактора в основной дуговой цепи, при этом контакты LE этого контактора замыкаются, и
напряжение подается на сварочную дугу. Работа кнопочного реле имеет Это приводит к замыканию контактов
PBR 2, в результате чего двигатель подачи электрода 54, 55 включается, а также цепи управления подачей
электрода, такие как 57, 60, 58, 59, как показано на рисунке. Таким образом, конец электрода 28 (рис. 1) будет
подаваться к заготовке для зажигания дуги и будет автоматически поддерживаться на правильном расстоянии
от заготовки для качественной сварки.
При возникновении дуги ток дуги подает напряжение на катушку OCRC 1 последовательного реле, контакты
которого показаны на рис. 4 как RC 1. При этом контакты RC 1 замыкаются, подавая напряжение на катушку
OCF прямого контактора, а контакты F в цепях якоря и возбуждения двигателя перемещения замыкаются,
подавая напряжение на указанный двигатель в прямом направлении, и таким образом сварочное сопло
перемещается в прямом направлении, при этом сварочная дуга непрерывно работает до тех пор, пока
концевой выключатель LS не разомкнется при зацеплении выступом 31 с рабочим элементом 30 и его
срабатывании (рис. 2 и 3). В результате размыкания концевого выключателя LS цепи на проводниках Ual, 52a
и 53 и 6'1 размыкаются напрямую, основная дуговая цепь размыкается путем обесточивания 75 катушки OCLE
вследствие размыкания контактов 1 RC 2 после обесточивания катушки OCRC 2 на проводнике 53, а цепи
управления подачей электродов на проводниках 56 и 57 обесточиваются из-за размыкания контактов PBR 2
после обесточивания катушки OCPBR на проводнике 51a. Катушка OCF прямого контактора на проводнике 61
обесточивается, что приводит к обесточиванию двигателя перемещения 85 из-за размыкания концевого
выключателя LS.
Таким образом, будет видно, что цепь управления возвращается в исходное состояние.
Обесцвечивание катушки OCS на проводнике 52 ai приводит к тому, что упор 34 (рис. 2 и 90 3) выдвигается на
путь выступа 31, в результате чего движение сварочного сопла окончательно прекращается указанным
упором, как описано выше.
После размыкания концевого выключателя сварочная дуга будет продолжать осаждать сварочный металл в
течение короткого периода времени, поскольку между обесточиванием катушки OCRC 2 и размыканием
контактора LE проходит короткий промежуток времени из-за внутренней регулируемой задержки времени,
присутствующей в работе указанного контактора LE, а также, в меньшей степени, в работе реле,
включающего контакты RC 2 и катушку OCRC 2. Начальное обратное движение машины, как описано выше,
из-за задержек времени в работе реле перемещения и кнопочного реле, может быть достаточным для того,
чтобы привести выступ 10 31 в зацепление с рабочим элементом 30 (рис. 2 и 3) концевого выключателя и
переместить указанный элемент по часовой стрелке (рис. 3), но этого обратного движения недостаточно,
чтобы заставить выступ 116 пройти мимо указанного рабочего элемента. Поэтому последний вернется в
положение, показанное на рис. 3, при движении механизма вперед, и концевой выключатель не будет
Сварочный аппарат 120 будет работать до тех пор, пока дуга не обойдет сварной шов. Таким образом, будет
видно, что благодаря временным задержкам, обеспечиваемым соответствующими реле, которые управляют
контактами T PBR и RC 12 и контактором 125 IE, достигается первоначальное обратное движение сварочного
электрода, а затем дуга перемещается, нанося сварочный металл более чем на полный круг вокруг
свариваемого шва L 3. Будет видно, что с помощью описанного выше аппарата сварочное сопло будет
двигаться по такой траектории, что наконечник электрода автоматически перемещается дважды над точкой
начала шва, пока дуга работает для нанесения сварочного металла, и возвращается в то же относительное
положение в конце каждой сварки.
Таким образом обеспечивается полная сварка шва, а позиционирование подвижных кареток 4 и 6 станка при
переходе от одного шва к другому значительно упрощается благодаря тому, что во время такого
позиционирования дуга электрода 28 всегда занимает заданную и соответствующую точку на каждом шве.
Следует отметить, что при реализации описанного выше варианта изобретения обратное движение
сварочного сопла не обязательно осуществляется в начале операции, а может быть организовано таким
образом, чтобы оно происходило в конце операции, после того как дуга совершила более одного оборота
вокруг шва, и необходимые изменения для такой модификации описанной конструкции могут быть легко
внесены специалистами в данной области.
Таким образом, на фиг. 5, 6, 7 и 8 показаны средства, которые, согласно дополнительной особенности
изобретения, предусмотрены на станке для позиционирования или установки сварочного сопла над
обрабатываемой деталью, чтобы сварной шов был правильно расположен. В виде таких средств
позиционирования, показанных на фиг. 5, лампа 62 установлена на внешнем конце подвижного рычага 11
вблизи электродного сопла 7, чтобы направлять световое пятно на поверхность обрабатываемой детали,
например, пластины 10 и трубки 9. С лампой встроены такие средства, как маска 63, благодаря чему, как
показано пунктирными линиями, указанное световое пятно имеет форму и размер, существенно схожие с
поперечным сечением свариваемой трубки 9, при этом конструкция такова, что когда станок отрегулирован
таким образом, чтобы край светового пятна совпадал с концом указанной трубки, конец электрода 28 будет
правильно расположен над точкой, в которой должна начаться сварка, и круговое движение указанного сопла
7 будет совпадать со швом. который подлежит сварке.
При использовании описанного выше устройства настройки оператору станка необходимо наблюдать за
верхней поверхностью заготовки с позиции над сварочной головкой, чтобы он мог должным образом видеть
световое пятно, что в случае сварки трубных пластин неизбежно требует от оператора залезать в бак
трансформатора, в результате чего на настройку требуется нежелательно много времени. Чтобы устранить
это препятствие, может быть установлен индикатор, который обеспечивает индикацию, наблюдаемую с
позиции управления станка. 70 В одном из вариантов такого индикатора, показанном на фиг. 6 и 7, короткий
рычаг 64 универсально установлен своим концом 65 на подвижном рычаге 11 станка вместо лампы,
описанной выше (см. фиг. 5). Другой конец указанного короткого рычага выполнен в виде шара 66, далее
именуемого регистрирующим шаром, немного большего диаметра, чем внутренний диаметр труб 8, 9, которые
должны быть сварены, в то время как к указанному рычагу 64 в точке его крепления Универсальное крепление
L-образного элемента 67. Вертикальная направляющая 68, установленная на рычаге 11, предотвращает
перемещение правого конца горизонтальной 85-й части L-образного элемента, за исключением вертикальной
плоскости. Как будет видно, части L-образного элемента 67 имеют большую длину, чем указанный
шаровидный рычаг 64, в показанном примере примерно в восемь раз, так что перемещение последнего
вызывает соответственно большее перемещение первого.
Шарообразный рычаг 64 установлен на вертикальном стержне 69, скользяще закрепленном на рычаге 11
машины, рядом с соплом электрода 7. Пружинный механизм 70, показанный в разрезе на фиг. 6,
предназначен для смещения указанного стержня 69 вниз, благодаря чему регистрирующий шарик 66 может
быть плотно вдавлен в трубу, например, 8, подлежащую сварке. Верхний конец вертикального рычага
элемента 67 несет перфорированный диск 71, расположенный перпендикулярно оси рычага, а
перфорированная маска 105 расположена с одной стороны этого диска, в то время как второй
перфорированный диск 73 расположен с другой стороны диска 71. Устройство также включает зеркало 74 и
экран 75, так что когда перфорации в 110 указанных двух дисков 71 и 73 и указанной маске находятся на
одной линии, луч света от лампы 72 будет проецироваться на указанный экран. Лампа 72 и диск 73, зеркало
74 Лампа 72 и экран 75 установлены на рычаге 115 11 и расположены таким образом, что свет от лампы 72
появляется на экране 75 только тогда, когда рычаг 64 параллелен сварочному электроду 28 и находится на
правильном расстоянии от него. Лампа 72 и диск 73, зеркало 74 и экран 75 для наглядности опущены на рис.
7. Перед началом сварочных работ необходимо извлечь регистрирующий шарик 66 из трубки, и для этого
предусмотрен электромагнит 76, который при подаче питания поднимает стержень 69, к которому рычаг 64
прикреплен.
Как видно, при описанной выше конструкции нет необходимости в 130 LO 406,277 1 сопле приблизительно над
свариваемой трубой, и они нажимают кнопку запуска, при этом электрические цепи управления машины
расположены таким образом, что такое срабатывание кнопки запуска 70 позволяет регистрирующему шарику
66 упасть в трубу, над которой он приблизительно расположен, в результате чего сварочное сопло
автоматически устанавливается в правильное положение относительно 75 указанной трубы, как описано
выше, после чего после регулировки регистрирующий шарик 66 автоматически извлекается из трубы, и сварка
начинается способом, описанным ранее. Запуск машины после извлечения регистрирующего шарика из трубы
может удобно осуществляться автоматически в ответ на такое извлечение, и необходимые модификации
системы управления 85, описанной со ссылкой на рис. 4, будут очевидны специалистам в данной области без
дальнейшего описания.
После завершения сварки оператор перемещает сварочное сопло примерно на 90 градусов в положение над
следующей свариваемой трубой, после чего нажатие кнопки запуска приводит к повторению описанной выше
автоматической последовательности операций для этой следующей трубы.
Обращаясь теперь к рис. 9, изображенная на нем машина 05 аналогична машине на рис. 1, но используется
модифицированный механизм для обеспечения желаемого перемещения сварочного сопла, который более
подробно описан со ссылкой на рис. 10, 11, 12, 13 и 14. В машине на рис. 9 электрод дважды проходит над
точкой начала или окончания сварки на фактическом соединении, нанося при этом сварочный металл путем
придания соплу электрода 7 движения, представленного на рис. 15. При таком расположении сварочная дуга
устанавливается вдали от фактического свариваемого соединения, так что хорошее сплавление достигается
при перемещении дуги над указанным соединением. Таким образом, сварочная операция начинается
попеременно из точек a и b (рис. 15) в течение последовательных сварочных операций, при этом точка 115, в
которой дуга начинает наносить сварочный металл на фактическое соединение, обозначена в точке c.
Сварочный электрод перемещается по прямой траектории от a к c или от b к Дуга c, затем проходит по
круговому участку J, соответствующему свариваемому концу трубы, и снова проходит над точкой c, наконец,
перемещаясь вдоль прямого участка c к b или o к a соответственно. Видно, что дуга 125 дважды проходит над
точкой c, которая является точкой, в которой начинается и заканчивается сварка фактического соединения,
одновременно нанося сварочный металл.
Кроме того, в этой машине электронное устройство 130 необходимо оператору для наблюдения за
свариваемым швом при настройке машины, поскольку фактический индикатор, а именно экран, может быть
удобно расположен для наблюдения с места управления машины. В модификации позиционирующего
устройства, показанного на фиг. 6 и 7, оптическая система заменена четырьмя электрическими контактными
элементами, установленными на рычаге 11 и расположенными в горизонтальной плоскости вокруг контактного
стержня, выполненного в виде продолжения верхнего конца вертикального стержня L-образного элемента. На
фиг. 8 схематически показано расположение таких контактов, причем четыре контактных элемента 77, 78, 79 и
80 расположены вокруг контактного стержня 81, как показано на рисунке. Указанные контакты расположены
таким образом, что когда сварочная сопло находится в правильном положении относительно свариваемой
трубы, контактный стержень 81 находится на равном расстоянии от всех четырех указанных контактов 77, 78,
79 и 80, но когда сварочная сопло не находится в правильном положении, указанный контактный стержень 81
Контакты 77, 78, 79 и 80 будут приведены в контакт с одним или другим из указанных четырех контактов в
соответствии с направлением, в котором необходимо переместить сварочное сопло для установки его в
правильное положение. Контакты 77, 78, 79 и 80 соединены с цепями управления двух электродвигателей,
предназначенных для перемещения соответственно первого и второго зубцов сварочной машины.
Указанные цепи управления сконструированы таким образом, что при необходимости регулировки сварочного
сопла в продольном направлении контактный стержень 81 будет соприкасаться с одним из контактов 77 и 79 в
зависимости от требуемого продольного перемещения в том или ином направлении.
В соответствии с тем, какой из двух указанных контактов зацепляется контактным стержнем, двигатель,
вызывающий продольное перемещение каретки 4 (рис. 1), будет включен для вращения в одном или другом
направлении, и сварочное сопло будет регулироваться в продольном направлении до тех пор, пока указанный
контакт не будет разорван.
Если станку требуется поперечная регулировка, контактный стержень 81 соприкоснется с одним из контактов
78 и 80, и двигатель, вызывающий поперечное перемещение каретки 6, будет включен для выполнения
необходимой регулировки. Контактный стержень 81 гибко закреплен на элементе 67, чтобы компенсировать
относительно большие погрешности установки, возникающие при приблизительном расположении сварочного
сопла над трубой.
При работе машины с позиционирующим устройством, описанным выше (определение 5), оператор
устанавливает сварочное сопло 406,277 12 406,277. Сопло должно перемещаться только в одном
направлении для каждой операции, поскольку оно попеременно начинает движение из точек и b. Видно, что
установка сопла относительно свариваемых труб — дело простое, поскольку сопло всегда начинает движение
из одной или другой из двух точек, заранее определенных относительно шва, которые остаются неизменными
при каждой попеременной сварке.
Станок, показанный на фиг. 9, аналогичен станку на фиг. 1 тем, что он включает в себя направляющие 2 и 3,
на которых установлена каретка 4, имеющая направляющие 5 5, выступающие над консольными участками
82, в то время как вторая каретка 6 установлена на этих направляющих 5.
Рычаг 11 установлен для поступательного движения на части 12 с помощью роликов 83, при этом часть 12
установлена таким образом, чтобы поворачиваться на части 13 каретки 6. Электродное сопло 7 установлено
на правом конце рычага 11 вместе с механизмом, схематически обозначенным как 84, для подачи
электродной проволоки, часть которого показана как 26. Механизм 84 приводится в движение от любого
подходящего механизма, который вместе с бобиной или катушкой, несущей электродную проволоку 26,
расположен в центре рычага 11, как схематически показано как 85. Электродная проволока 20 не показана
между механизмом 85 и механизмом подачи 84. Механизм, обеспечивающий необходимое перемещение
рычага 11, установлен на каретке 6 и в целом обозначен как 86 на рис. 9, а подробно показан на рис. 10.
Механизм 86 будет описан далее со ссылкой на рис. 10, 11, 12, 13 и 14. На рис. 10 показано, что двигатель
перемещения 23 установлен на каретке 6 и приводит в движение через соответствующий редуктор 87
вертикальный вал 88, состоящий из двух частей, с муфтой 89, вставленной между этими двумя частями для
целей, описанных со ссылкой на рис. 1. На валу расположены шестерни 90 и 91, соответственно, с зубчатыми
колесами 92 и 93, которые установлены соответственно свободно и быстро на валу 94, закрепленном на
опорной плите или столе 95, который поддерживается кареткой 6 с помощью стоек, таких как 96.
Относительные размеры шестерен 90 и 91 и зубчатых колес 92 и 93 таковы, что при заданном угловом
перемещении вала 88 зубчатое колесо 93 поворачивается дальше, чем зубчатое колесо 92. Зубчатые колеса
92 и 93 расположены на некотором расстоянии друг от друга с помощью Между указанными зубчатыми
колесами расположена распорная шайба 97 и пластина 98, которую можно назвать кулачковой пластиной,
причем указанная кулачковая пластина закреплена на столе 95 и поддерживается им. Кулачковая пластина 98
снабжена центральным отверстием 99 (см. подробнее рис.
13) формируя кулачковую поверхность. Взаимодействуя с указанной кулачковой поверхностью, находится
штифт 1 OQ, который установлен на зубчатом колесе 93 таким образом, чтобы передавать ему угловое
перемещение 70 последнего. Зацепление штифта 100 с указанным зубчатым колесом 93 осуществляется
посредством паза 101 (рис. 12), благодаря чему штифт 100 может перемещаться радиально относительно
вала 94. Штифт 100 проходит через паз 102 (рис.
14) предусмотрен в зубчатом колесе 92 и несет на своем верхнем конце элемент рамы 103 (рис. 10 и 11),
который снабжен направляющими, несущими седло 104, резьбовой выступ 80 105 (рис. 11), к которому седло
примыкает резьбовой вал 106, вращательно установленный в раме 103 и снабженный фрезерованной
головкой 107.
Соседние файлы в папке патенты