Автоматическое мобильное ротационное наплавочное устройство

Изобретение может быть использовано для восстановления изношенных цилиндрических поверхностей, в частности, на деталях экскаваторов, погрузчиков и другой строительной техники путем ротационной автоматической наплавки или сварки с использованием сварочных аппаратов типа MIG/MAG. На раме каретки продольной подачи наплавочной головки установлен подающий винт с шаговым двигателем, обеспечивающим продольное перемещение каретки. Наплавочная головка оснащена шаговым двигателем для обеспечения кругового движения сварочной горелки через зубчатую ременную передачу, а также щеточно-коллекторным узлом для подачи электрического тока на вращающуюся сварочную горелку. Рама каретки выполнена с возможностью ее закрепления на обрабатываемой детали, а сварочная горелка выполнена с возможностью изменения угла ее изгиба для наплавки поверхностей деталей различного диаметра. Токопроводящая трубка выполнена сменной, ее длина выбрана в зависимости от длины наплавляемой поверхности детали. Устройство имеет небольшой габарит и вес, что позволяет закрепить его практически на любой восстанавливаемой детали в необходимом для работы положении. Преимуществом устройства является его мобильность, что позволяет производить ремонт в любых полевых условиях. 1 ил.

 

1. Область техники.

Изобретение относится к области сварки и наплавки, может быть использовано в связке с различными сварочными аппаратами типа MIG/MAG.

2. Уровень техники.

Известны аналогичные устройства для решения подобных задач, но все они имеют определенные недостатки по сравнению с данным изобретением.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЛАВКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА [RU 120596 U1, МПК B23K 9/04, B23K 9/18] - Недостатком данного устройства является сложность механизма подачи электродного материала (проволоки, ленты) и флюса в цилиндрические отверстия малого диаметра, невозможность работы в вертикальных отверстиях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ И ПОДАЧИ СВАРОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА [RU2422256C2, МПК B23K 9/12, B23K 37/02] - Недостатком данного устройства является осуществление вращения и подачи сварочного электрода от единого привода, вследствие чего их скорости взаимозависимы. При изменении, например, скорости вращения сварочного электрода также изменяется скорость его подачи и соответственно сварочный ток, что может привести к нарушению стабильности процесса наплавки. Таким образом, технологические возможности данного устройства существенно ограничены, а нарушение стабильности процесса наплавки при регулировании вращения электрода снижает качество наплавленного слоя при изготовлении и ремонте полых изделий с наплавляемой цилиндрической внутренней поверхностью.

Самым близким аналогом является - УСТАНОВКА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ [RU 45954 U1, МПК B23K 9/04] - Недостатком этой установки является сложность конструкции и не достаточная надежность ее работы.

3. Раскрытие изобретения.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в необходимости восстановления изношенных цилиндрических поверхностей на деталях экскаваторов, погрузчиков и любой другой строительной техники, путем ротационной автоматической наплавки слоя металла, в любых полевых условиях. Например, восстановление поверхности изношенных отверстий в стрелах экскаваторов, погрузчиков.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение и ускорение процедуры наплавки слоя металла, постоянной толщины, на цилиндрические поверхности деталей машин, различного диаметра и длины поверхности. Увеличение стабильности процесса наплавки, а также увеличение надежности устройства.

Технический результат достигается тем, что данное устройство содержит на себе горелку полуавтоматического сварочного аппарата, двигает ее по траектории, в виде спирали по цилиндрической поверхности. Выдерживает постоянную, необходимую скорость вращения и скорость продольной подачи, удерживая постоянное межвитковое расстояние, такое движение обеспечивает одинаковую толщину наплавляемого слоя металла. Скорость наплавки при этом увеличивается, потому что процесс наплавки происходит непрерывно. Устройство имеет небольшой габарит и вес, что позволяет сделать его мобильным, а также закреплять его практически на любой восстанавливаемой детали с необходимым положением для работы. Устройство имеет возможность подключения к сварочному аппарату типа MIG/MAG. Шаговые двигатели, используемые в приводе устройства, позволяют плавно и бесступенчато, регулировать скорость вращения и подачи сварочной горелки, в сумме возможностью изменения изгиба сварочной горелки, устройство может использоваться с цилиндрическими поверхностями, различных диаметров. Использование сварочных горелок различной формы и длины, добавляет универсальности устройству. Шаговые двигатели имеют возможность длительной работы без остановки, увеличивают надежность и стабильность работы станка.

4. Осуществление изобретения.

Устройство можно разделить на два функциональных блока: наплавочную головку, которая обеспечивает круговое движение сварочной горелки, и каретку продольной подачи, которая в свою очередь перемещает наплавочную головку в продольном направлении. Оба этих узла в совокупности обеспечивают спиральное движение сварочной горелки. Наплавочная головка содержит в себе щеточно-коллекторный узел, который осуществляет непрерывную передачу электричества от сварочного рукава к вращающейся сварочной горелке. Вращение сварочной горелки происходит при помощи двигателя через ременную передачу. Через щеточно-коллекторный узел подается сварочная проволока и защитный газ, этому способствует специальный канал. Щетки соединены кабелем со сварочным рукавом. Вращающийся проводник соединен со сварочной горелкой при помощи муфт и токопроводящих трубок.

Щеточно-коллекторный узел состоит из коллектора (круглого вращающегося проводника) и графитовых щеток (скользящих контактов) прижатых к проводнику.

Каретка продольной подачи осуществляет продольное перемещение за счет винта, за вращение винта продольной подачи отвечает шаговый двигатель.

К преимуществам данного устройства можно отнести его функциональность, простота использования (для обеспечения работы устройства необходим любой сварочный аппарат типа MIG/MAG), а также благодаря использованию щеточно-коллекторного узла и шаговых двигателей изобретение имеет высокую надежность, т.к. данные узлы имеют большой ресурс. Данным устройством можно наплавлять цилиндрические поверхности на различных деталях, устройствах, оборудовании разных размеров и конструкций. Добиться такого широкого спектра работы позволяет большая вариативность закрепления наплавочного устройства к детали. Для наплавки поверхности необходимо прикрепить раму каретки продольной подачи к детали. Сделать это можно различными путями (сварка, крепежные изделия, магнитные стойки и т.д.). Настройка устройства под различный диаметр наплавляемой поверхности происходит путем изменения угла изгиба сварочной горелки. Для адаптации устройства к работе с поверхностями различной длины, можно менять его конфигурацию путем замены токопроводящей трубки различной длины, а также замены каретки продольной подачи с продольным ходом необходимой длины.

К недостаткам можно отнести ограниченность наплавки наружных цилиндрических поверхностей по диаметру и длине.

Основные узлы наплавочного устройства (Рисунок 1).

1. Шаговый двигатель - отвечает за вращение сварочной горелки.

2. Круглый проводник - передает электрический ток от графитовых щеток к токопроводящей трубке, также имеет отверстие для похождения сварочной проволоки и защитного газа.

3. Ременная зубчатая передача - передает крутящий момент от двигателя на вращающийся проводник.

4. Силовой кабель - проводит электричество от сварочного рукава к электрическим щеткам.

5. Графитовые щетки - передают электрический ток от силовых кабелей на вращающийся проводник.

6. Сварочный рукав - проводит электрический ток от сварочного аппарата до наплавочного устройства, подает сварочную проволоку, а также защитный газ.

7. Опорный подшипник - служит опорой вращающемуся проводнику, соединяется с ним через диэлектрические шайбы и втулки.

8. Сварочная горелка - непосредственно осуществляет процесс наплавки металла на поверхность отверстия, вращается во время работы внутри отверстия и наплавляет металл сварочной проволокой.

9. Диэлектрическая трубка - защищает токопроводящую трубку от замыканий на массу.

10. Рама наплавочной головки - является связующим элементом конструкции наплавочной головки, крепит и удерживает элементы относительно друг друга.

11. Линейный подшипник с гайкой продольной подачи - выполняет продольные движения во время процесса наплавки, перемещает на себе наплавочную головку.

12. Направляющий вал - предназначен для обеспечения прямолинейного движения, линейного подшипника с гайкой.

13. Рама каретки продольной подачи - основной элемент каретки продольной подачи, удерживает направляющий вал, винт продольной подачи, а также двигатель продольной подачи.

14. Двигатель продольной подачи - шаговый двигатель вращает винт продольной подачи.

15. Винт продольной подачи - обеспечивает продольное перемещение сварочной горелки.

16. Диэлектрические шайбы - изолируют вращающийся проводник от опорного подшипника.

17. Диэлектрическая втулка - изолирует вращающийся проводник от опорного подшипника.

18. Газ проводящая трубка - выполняет роль уплотнения между сварочным рукавом и вращающимся проводником, уменьшает потери защитного газа во время работы.

19. Токопроводящая трубка - проводит электрический ток от вращающегося проводника до сварочной горелки, имеет канал для прохождения сварочной проволоки и защитного газа.

20. Диэлектрическая втулка - изолирует сварочный рукав от рамы наплавочной головки.

5. Промышленная применимость.

Данное изобретение используют для обработки изношенных отверстий при ремонте экскаваторов (любых типов), погрузчиков и другой строительной техники. Основным преимуществом такого комплекса является его мобильность, что позволяет производить ремонт в любых полевых условиях.

Устройство для автоматической наплавки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей деталей, содержащее наплавочную головку с возможностью ее подключения к полуавтоматическому сварочному аппарату типа MIG/MAG, включающую сварочную горелку, выполненную с возможностью ее кругового движения, и токопроводящую трубку, а также каретку продольной подачи наплавочной головки, отличающееся тем, что оно снабжено рамой каретки продольной подачи наплавочной головки, в которой установлен подающий винт с шаговым двигателем, обеспечивающим перемещение упомянутой каретки, причем наплавочная головка оснащена шаговым двигателем для обеспечения кругового движения сварочной горелки через зубчатую ременную передачу, а также щеточно-коллекторным узлом для подачи электрического тока на вращающуюся сварочную горелку, при этом упомянутая рама каретки выполнена с возможностью ее закрепления на обрабатываемой детали, сварочная горелка выполнена с возможностью изменения угла ее изгиба для наплавки поверхностей деталей различного диаметра, а токопроводящая трубка выполнена сменной, длина которой выбрана в зависимости от длины наплавляемой поверхности детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к специализированным станкам для восстановления или ремонта цилиндрических изделий путем наплавки металла с помощью электродуговой сварки. В кожухе размещен редуктор из ведущего и ведомого зубчатых колес, установленных на подшипниках в корпусе со съемной крышкой.

Способ может быть использован при дуговой сварке или наплавке плавящимся электродом в среде защитного газа с получением требуемого содержания основного легирующего элемента. Сварку или наплавку осуществляют с использованием дуги с разнополярными импульсами тока частотой не менее 40 Гц.

Изобретение относится к способу восстановления рабочей фаски клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано в моторостроительном и ремонтном производстве. Проводят очистку, дефектоскопию и первичную механическую обработку рабочей фаски клапана.

Изобретение относится к области паротурбостроения и может быть использовано, в частности, при нанесении защитного покрытия на участки лопаток паровых турбин с применением источника воздействия методом электроискрового легирования. Устройство для нанесения покрытия на лопатки турбины методом электроискрового легирования содержит аппликатор с легирующим электродом для нанесения защитного слоя на поверхность лопаток и детектор обратной связи для считывания геометрии лопаток, установленный на механическом манипуляторе на основе сервоприводов по меньшей мере с пятью степенями свободы, по меньшей мере три из которых являются поступательными, а по меньшей мере две – вращательными, при этом устройство для нанесения покрытия и механический манипулятор соединены с системой управления и установкой для электроискрового легирования.

Изобретение относится к автоматизированной дуговой наплавке в среде защитных газов двумя проволоками сплошного сечения и может использоваться при производстве нефтехимического оборудования в технологических операциях по плакированию изделий коррозионно-стойкими слоями металла. Осуществляют двухэлектродную дуговую наплавку в среде защитных газов аргона и углекислого газа, взятых в соотношении 82:18 об.%.

Изобретение относится к устройству для нанесения функциональных покрытий на поверхности деталей различной конфигурации. Плазмотрон установлен с возможностью вращения в двух перпендикулярных проекциях двухкоординатных плоскостей по заданной программе.

Изобретение относится к специализированным расточным станкам для восстановления или ремонта изделий путем наплавки металла на внутреннюю поверхность их отверстий с дальнейшей расточкой. Станок содержит корпус, в котором смонтированы привод продольной подачи и привод вращения.

Изобретение относится к способу послойного синтеза изделия из проволоки, изготовленной из сплава на никелевой основе, и может найти применение в различных областях машино- и авиастроения, а также ракетно-космической отрасли. Осуществляют выращивание изделия послойной наплавкой металлического материала с послойным периодическим пластическим деформированием выращенного слоя статико-импульсной обработкой волной деформации и механической субтрактивной обработкой.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе железа, используемым в качестве материала для поверхностного упрочнения инструментов, подвергающихся абразивному износу, износу под действием ударных нагрузок и эрозии. Сплав содержит, в мас.%: бор 1,6-2,4, углерод 2,2-3,0, хром 3,5-5,0, марганец менее 0,8, молибден 16,0-19,5, никель 1,0-2,0, кремний 0,2-2,0, ванадий 10,8-13,2, остальное - железо и примесей, причем общее количество примесей составляет менее 1 мас.%.

Изобретение относится к износостойким сплавам на основе железа для упрочнения поверхности стальных изделий, которые могут быть использованы для бурения при добыче нефти и газа, горных работах, производстве цемента и т.д. Износостойкий сплав на основе железа для поверхностного упрочнения стальной подложки включает, мас.%: бор 1,6-2,4, углерод 1,7-3,0, молибден 16,0-19,5, никель 3,5-6,5, марганец менее 0,8, кремний 0,2-3,0, ванадий 10,8-13,2, остальное – железо.

Изобретение относится к специализированным станкам для восстановления или ремонта цилиндрических изделий путем наплавки металла с помощью электродуговой сварки. В кожухе размещен редуктор из ведущего и ведомого зубчатых колес, установленных на подшипниках в корпусе со съемной крышкой.
Наверх