Przedmiot wynalazku stanowi sposób ciaglej automatycznej regulacji dosuwu elektrody spa¬ walniczej do spawanego przedmiotu zwlaszcza przy poslugiwaniu sie drutowymi elektrodami golymi oraz odinosne urzadizeinJie.Posuw drutu elektrody w automatach do elek¬ trycznego spawania lukowego odbywa sie za¬ zwyczaj w dwojaki sposób, a mianowicie badz za pomoca silnika elektrycznego o stalej liczbie obrotów, zaopatrzonego w dwa sprzegla elektro¬ magnetyczne, które sa sterowane w zaleznosci od dlugosci i napiecia luku przez odpowiednie przekazniki, regulujace w ten sposób dosuw drutu do przedmiotu, badz za pomoca silnika elektrycznego o zmiennej liczbie obrotów, za¬ leznej od napiecia luku.W przypadku stosowania pierwszego sposobu kotwice sprzegiel elektromagnetycznych posia¬ daja lacznie z mechanizmem posuwowym bez¬ wladnosc, przewyzszajaca bezwladnosc samego drutu kilka (tysiecy razy i spotegowana ponadlbo bezwladnoscia elektryczna i magnetyczna ukla¬ du elektromagnesów, magnesowanych i rozma- gnesowywanych kilkanascie razy na sekunde.Znacznie lepsze wyniki regulacji osiaga sie, stosujac drugi sposób, polegajacy na napedzaniu krazków, posuwajacych elektrode, silnikiem elektrycznym poprzez uklad kól zebatych o du¬ zej przekladni. Liczbe obrotów silnika, a tym samym predkosc posuwu elektrody uzaleznia sie od napiecia luku, zmniejszonego o pewne prze- ciwnapiecie, wytwarzane przez mala pradnice pradu stalego lub baterie akumulatorów. Wade tego sposobu stanowia jednak pewne wlasci¬ wosci silników elektrycznych, sprawiajace, ze bezwladnosc wirnika silnika lacznie z przekla¬ dnia jest na ogól kilkadziesiat tysiecy razy wieksza niz bezwladnosc elektrody. Na skutek tego zmiany liczby obrotów silnika zachodza zbyt wolno, by urzadzenie takie moglo regulowac z dostateczna szybkoscia i czuloscia dosuw elek¬ trody do spawanego przedmiotu. Silniki elek-tryczne nie nadaja sie zatem do czysto mecha¬ nicznego napedu elektrody wobec swych malych momentów obrotowych i potrzebnych na skutek tego duzych przekladni z ich znaczna bezwlad¬ noscia.Sposób regulacji wedlug wynalazku pozwala na usuniecie tych niedogodnosci oraz na uzyska¬ nie nader czulej reguliaicji dlugosci luku, przy czym sposób ten opiera sie na zasadach dotych¬ czas nie stosowanych.Do regulacji dosuwu elektrody stosuje sie we¬ dlug wynialiaizku urzadizenLe hydrauliczne, stero¬ wane napieciem luku i umieszczone miedzy krazkiem, posuwajacym elektrode, i silnikiem elektrycznym o stalej liczbie obrotów. Przez wprowadzenie tego rodzaju urzadzenia eliminuje sie bezwladnosc silnika elektrycznego, a ponad¬ to mozna uzyskiwac znacznie wieksze moce na- stawcze.Na rysunku uwidoczniono tytulem przykladu schematy kilku urzadzen, nadajacych sie do sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia wykres, ilustrujacy porówna¬ wczo przebieg regulacji dosuwu elektrody we¬ dlug dotychczasowego i nowego sposobu, fig. 2 — schemat urzadzenia do regulacji dosuwu elek¬ trody, fig. 3 — schemat odmiany urzadzenia do regulacji, fig. 4 zas — schemat urzadzenia do¬ datkowego do regulacji polozenia zaworu obro- tdwlego, wyteananego odmiennie niz wedlug fig. 2 i 3.. Istote wynalazku i korzysci nowego sposobu regulacji dosuwu elektrod obrazuje wykres po¬ równawczy, przedstawiony na lig. 1. Na osi od¬ cietych odlozone sa napiecia luku, na osi rzed¬ nych zas odlozone sa liczby obrotów krazka, osuwajacego elektrode. Zaklada sie nominalne napiecie Juku, równe 25 V, i odpowiadajaca mu liczbe obrotów krazka posuwowego, równa 10 Obr/min, przy czym jako stale przeciwnapiecie, przy którym sUnik napedowy zmienia kierunek obrotów, stosuje sie napiecie 15 V. .- 4*aeW $uk z jakiejoifefliMek powodu wydluzy sie i napieoie jego wzrosnie, np. z 25 V na 27 V, napiecie na zaciskach silnika napedowego po¬ wiekszy sie z 10 na 12 V, silnik zwiekszy zatem liczbe swych obrotów o 20%, a tym samym Obroty krazka posuwowego wzrosna do 12 Obr/min. Luk ulega na skutek tego skróceniu, przyjmujac dlugosc pierwotna. I odwrotnie: przy skróceniu sie luku obroty silnika spadaja i w wyniku regulacji dlugosc luku przyjmuje z po¬ wrotem wartosc pierwotna. Przy zmniejszeniu napiecia tyku do wartosci ponizej 15 V silnik zaczyna obracac sie w przeciwnym kierunku, odsuwajac elektrode od przedmiotu. Okolicznosc ta jest szczególnie wazna przy wtórnym zapa¬ laniu luku, poniewaz w przypadku, gdy luk ule¬ gnie przerwaniu na skutek nadmiernego wydlu¬ zenia sie, silnik dosuwa gwaltownie elektrode do przedmiotu az do zetkniecia sie z nim; w tym momencie napiecie spada niemal do zera i sil¬ nik zaczyna obracac sie w przeciwnym kierunku az do chwili osiagniecia równowagi miedzy predkoscia posuwu drutu elektrodowego i szyb¬ koscia jego stapiania sie. Zmieniajac wielkosc przeciwnapiecia mozna regulowac w okreslonych graoicach sitosowama iprzy dianyim procesie spa¬ wania dlugosc luku.Tak wyglada obraz kinetyczny posuwu elek¬ trody. Nalezy jednak pamietac, ze luk zmienia swa dlugosc i napiecie na skutek spadajacych kropli topiacego sie metalu elektrody kilkanascie razy na sekunde oraz ze czasy, niezbedne do zwiekszenia lub zmniejszenia predkosci posuwu, mieszcza sie w setnych lub nawet w tysiacznych czesciach sekundy. W zwiazku z tym staja sie zrozumiale wady wylacznie elektromechanicznej regulacji luku, odznaczajacej sie duza bezwlad¬ noscia. Regulacja taka wykazuje ponadto braki równiez z tego powodu, ze jej zakres bywa na ogól nie wystarczajacy.Wracajac do poprzedniego przykladu zwieksze¬ nia sie napiecia luku z 25 na 27 V nalezy zazna¬ czyc, ze w pewnych warunkach odpowiada to wydluzeniu sie luku o okolo 0,6 mm. Srednia predkosc posuwu elektrody przyjmuje sie rzedu 7 mm/sek. Na skutek wzrostu napiecia predkosc posuwu zwieksza sie o 20%, czyli dochodzi do 8,4 mm/sek; luk ulega skróceniu, a przyspiesze¬ nie ruchu elektrody spada do zera; sredni przy¬ rost predkosci posuwu wynosi zatem 8,4 — 7 = 0,7 mm/sek. 2 ' Nie uwzgledniajac bezwladnosci wirnika silnika mozna przyjac, ze stabilizacja dlugosci luku na¬ stepuje dopiero po uplywie 0,6 :0,7 = 0,86 sek, co najczesciej stanowi zbyt dlugi okres czasu.Na wykresie wedlug fig. 1 przedstawiono gra¬ ficznie w postaci prostej a zaleznosc predkosci posuwu elektrody od napiecia luku.Przez zastosowanie urzadzenia wedlug wyna¬ lazku unika sie owych stosunkowo duzych i nie¬ korzystnych opóznien w regulacji luku elektry¬ cznego, przede wszysrtikim dzieki wprowadzeniu miedzy silnik i krazek posuwowy sprzegla o bez- stopniowej regulacji obrotów oraz dzieki hy¬ draulicznemu sterowaniu tym ostatnim. Stoso- — 2 —wnie do schematu na fig. 2 spawarke 1 laczy sie z jednej strony z przedmiotem spawanym 2, z drugiej zas strony z elektroda 3. Krazek posu¬ wowy 4 osadza sie na wspólnym wale S z kolem zebatym 5, zazebiajacym sie z kolem 6, które jest osadzone lacznie z tarcza cierna 7 sprzegla stoz¬ kowego na wale 9, podwieszonym obrotowo na wale 8. Tarcza cierna 7 styka sie ze stozkiem ciernym 11, osadzonym na wale silnika elek¬ trycznego 10, przy czym przez przesuwanie osio¬ we tarczy mozna regulowac liczbe jej obrotów.Przesuwanie to jest dokonywane za posrednic¬ twem dzwigni 13, posiadajacej os obrotu 12 i uruchamianej przez tlok hydrauliczny 14. Na tlok oddzialywa z jednej strony sprezyna 15, z drugiej zas strony — cisnienie cieczy w cy¬ lindrze 16. Silnik elektryczny 10 jest zasilany napieciem pradu spawania lub napieciem ze¬ wnetrznego zródla pradu i napedza pompe hy- draiuOdiczna, na przyklad pompe z kolami zebatymi 17. Do przewodu tloczacego 18 jest przylaczony zbiornik cieczy 19, w którym cisnienie reguluje odpowiednia sprezyna. W przewodzie tym jest ponadto umieszczony zawór obrotowy 20, po¬ laczony z przewodem ssacym pompy 17. Cylin¬ der 16 posiada rure spustowa 21, uchodzaca do zbiornika kompensacyjnego 22 pompy; przekrój tego spustu mozna dowolnie regulowac.Zawór 20 jest sterowany za pomoca regulatora elektrycznego 24, zaopatrzonego w cewke obro¬ towa 23, hamowana sprezyna 32. Cewka rucho¬ ma 23 i cewki nieruchome 25 regulatora sa po¬ laczone szeregowo lub równolegle i przylaczone do obwodu pradu spawania w ten sposób, ze znajduja sie pod pelnym napieciem luku lub pod napieciem, zredukowanym o pewne stale przeciwnapiecie. W przypadku polaczenia szere¬ gowego i malego nasycenia rdzenia cewek regu¬ latora jego moment obrotowy jest proporcjonal¬ ny do kwadratu napiecia luku; regulator jest wówczas dostatecznie czuly bez stosowania sta¬ lego przeciwnapiecia, i to zarówno przy pradzie starym, jak i zmiennym.Kazdemu napieciu luku odpowiada okreslone polozenie cewki 23 i sprzegnietego z nia mecha¬ nicznie zaworu przepustowego 20, przy czym mo¬ ment hamowania cewki 23 jest wytwarzany przez odpowiednio dobrana sprezyne 32. W za¬ leznosci od stosunku przeswitu zaworu prze¬ pustowego 20 do przekroju spustu 21 powstaje w cylindrze 16 okreslone cisnienie, warunkujace polozenie tloka 14 i tarczy ciernej 7, a tym samym wielkosc przekladni miedzy walem sil¬ nika napedowego i krazkiem posuwowym elek¬ trody. Zbiornik cieczy 19 pozwala osiagnac, po¬ mimo ograniczonej iwydajnoscti pompy, szybkie i odpowiednio duze suwy tloka, a w konsekwen¬ cji zadane zmiany predkosci .posuwu elektrody.W zaleznosci od ksztaltu wydrazenia czesci blo¬ kujacej zaworu przepustowego 20 mozna osia¬ gnac bez trudu charakterystyke obrotów krazka posuwowego w funkcji napiecia luku, odpowia¬ dajaca np. krzywej b na fig. 1. Wydluzenie luku o 0,6 mm moze byc w tym przypadku skompen¬ sowane, w zaleznosci od przebiegu omawianej charakterystyki, w ciagu 0,3, a nawet 0,1 sek.Decyduje tu bezwladnosc tarczy ciernej sprzegla oraz odnosnej przekladni kól zebatych, która mozna z latwoscia zmniejszyc do 1^10 bezwla¬ dnosci wirnika silnika elektrycznego. W przy¬ padku zetkniecia sie elektrody z przedmiotem, polaczonego ze spadkiem napiecia spawania do zera, odsuniecie jej od przedmiotu na odleglosc robocza mozna przeprowadzic w dowolny spo¬ sób, nie stanowiacy przedmiotu wynalazku.Opisana postac wykonania urzadzenia wedlug wynalazku nie wyczerpuje bynajmniej zakresu tego ostatniego.Mozna na przyklad stosowac regulator etek« tryczny z rozrzadem sprzegla, przeprowadzanym za posrednictwem dwustronnie napedzanego cy¬ lindra hydraulicznego z urzadzeniem zwrotnym, w jakie bywaja zaopattrzone regulaJtory tuirbóno- w«e o regulacjd posredniej.Wieksza dokladnoscia dzialania odznacza sie jednak przekladnia hydrauliczna miedzy silni¬ kiem elektrycznym i krazkiem do posuwu elek¬ trody, przy czym odnosne urzadzenie pompowe jest napedzane silnikiem o stalej liczbie obro¬ tów.Dzieki wystepujacej w maszynach hydraulicz¬ nych malej nominalnej liczbie obrotów mozna badz w ogóle obejsc sie bez stosowania prze¬ kladni mechanicznej, badz wystarczy stosowac ewentualnie przekladnie o malym przelozeniu.Bezwladnosc silnika hydraulicznego jest nie¬ znaczna, zaledwie kilkakrotnie wieksza od bez¬ wladnosci samej elektrody. Tego rodzaju silnik odznacza sie natychmiastowym reagowaniem na bodzce (regulacyjne, przy czym predkosc posuwu elektrody mozna zwiekszyc w porównaniu z po¬ przednimi metodami juz nie o kilkadziesiat, lecz wrecz o kilkaset procent Charakterystyke re¬ gulacji wedlug krzyjwteij b (fig. 1) mozna osiagnac w tym przypadku bez najmniejszych trudnosci.Wydluzenie luku np. o 0,6 mm mozna skompen¬ sowac stosownie do tej krzywej w ciagu 0,1 sek., lub nawet w ciagu jeszcze krótszego okresu czasu. Zmiane przekladni miedzy obrotami pompy, spnzegndefbej z silnikiem elektrycznym, i obrotami krazka do posuwu elektrody mozna - 3 —praca silnika hydraulicznego, sprzegnietego bezposrednio ze wspomnianym krazkiem po¬ suwowym, przy czym w charakterze narzadu rozrzadczego wystepuje zawór, polaczony szeregowo lub równolegle z przewodami ssaco-tloczacymi urzadzenia hydraulicznego i sterowany regulatorem elektromagnetycz¬ nym, zasilanym napieciem luku. 2. Urzadzenie do samoczynnej regulacji dlugosci luku w maszynach spawalniczych sposobem wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze posiada sprzeglo stozkowe (7) z bezstopniowa regu* lacja obrotów, wlaczone miedzy silnik elek¬ tryczny (10) o stalej liczbie obrotów i krazek posuwu elektrody, a rozrzadzane tlokiem hy¬ draulicznym \(14), na który oddzialywa ci¬ snienie cieczy obiegowej, wytwarzane pompa z kolami zebatymi (17) i regulowane zaworem (20), polaczonym szeregowo z przewodami ssaco-tloczacymi urzadzenia, przy czym pred¬ kosc posuwu elektrody uzaleznia sie od wiel^ kosci napiecia luku dzieki zastosowaniu re¬ gulatora elektromagnetycznego (24), zasila¬ nego tym napieciem i oddzialywajacego na zawór (20). 3. Urzadzenie do samoczynnej regulacji dlugosci luteu w miaszyniaich spawalLndiczych sposobem wedlug zaisltirz. 1, znaondemne tyim, ze posia¬ da silndik hydrauLiazny (26), którego wirnik jest sprzegniety bezposrednio z krazkiem po¬ suwu elektrody, przy czym cisnienie cieczy obiegowej jest wytwarzane przez pompe (28), napedzana silnikiem elektrycznym (27) o sta¬ lej liczbie obrotów, a ilosc cieczy, dochodza¬ cej do silnika hydraulicznego, jest regulowa¬ na zaworem (31), wlaczonym miedzy przewód ssacy i tloczacy urzadzenia i polaczonym z re¬ gulatorem elektromagnetycznym (24), stero¬ wanym napieciem luku. 4. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 2 lub 3, znamienna tym, ze zamiast regulatora elek¬ tromagnetycznego posiada maly wolnobiezny silniczek elektryczny (34), zasilany zmiennym napieciem, przetworzonym przez transforma¬ tor (33), umieszczony w obwodzie równoleg¬ lym do obwodu pradu spawania, przy czym zmiana liczby obrotów silniczka (34), propor¬ cjonalna do zmian napiecia luku, oddzialywa na sprzeglo elastyczne (36), polaczone po¬ przez przekladnie (37) z tarcza obrotowa (38) o znacznej masie, wywolujac obrót zaworu (20, 31) o odpowiedni kat.Dr inz. Adam Kreglewski Zastepca: mgr Andrzej Au rzecznik patentowyogiagnac przez zmiane skoku suwu tloków sil- mrika hydraulicznego lub pompy, w najprostszy jednak sposób — przez wprowadzenie miedzy pompe i silnik hydrauliczny regulowanego bocz¬ nika hydraulicznego. Poniewaz regulacja skoku suwu tloka w zaleznosci od napiecia luku moze byc dokonywana jedynie pod dzialaniem malych sil elektromagnetycznych, przeto zachodzi ko¬ niecznosc uzycia serwomotoru podobnego do tego, jaki stosuje sie w przypadku posredniej regulacji turbin. Rozwiazanie takie jest jednak niewygod¬ ne i znacznie prosciej jest stosowac bocznik hydrauliczny, regulowany np. za pomoca zaworu obrotowo-wahadlowego.Przy odpowiednim polozeniu zaworu mozna przewody ssace i tloczace zamienic rolami i w ten sposób zmienic przy wielkosci napiecia luku, mniejszej od okreslonej wartosci granicznej, kierunek wirowania silnika hydraulicznego, a tym samym kierunek posuwu elektrody, co jest niezbedne np. pray zapalanfa kuku. Przed a«p*o- nem luku elektroda jest dosuwana w kierunku przedmiotu spawanago. W chwili zetkniecia sie jej z przedmiotem napiecie zaplonu spada nie¬ mal do zera, przy czym silnik elektryczny Obra* ca pompe hydrauliczna w dalttym ciagu przez pewien okraj czasu na ikutek bezwladnosci mechanicznej swego wirnika. Jednoczesnie za- Wór flOJHiadezy laoor pampe z *faifk*em hydrau- liomym w ukfcdrfe odwróconym, na skutek czego silnik ten zmienia kierunek obrotów, od~ ciagajac elektrode od przedmiotu. Dzieki odsu¬ nieciu elektrody od przedmiotu tworzy sie luk, przy czym regulacja jego dlugosci zaczyna odtad dokonywac sie samoczynnie.Na fig, 3 przedstawiono schematycznie regu¬ lator elektryczny, oddzialyw&jacy na zawór ob¬ rotowy, wstawiony w bocznik hydrauliczny, laczacy przewód tloczacy z przewodem ssacym.Przez odpowiedni ksztalt przekrojów poprzecz¬ nych zaworu mozna osiagnac dowolna charakte¬ rystyke regulacji pracy urzadzenia, np. wedlug krzywej b. Spawarka l jest polaczona z jednej strony z przedmiotem spawanym 2, z drugiej zaj strony z elektroda 3. Krazek 4 posuwu elek¬ trody jert napedzamy bezposrednio przez silnik hydrauliczny 26. Silnik elektryczny 37 napedza pompe hydamitfcenia 28, jpnzy czym miedzy jej przewód U0czacy? i przewód ssacy wlaczony jest bocznik hydrauliczny 30 z zaworem 31, re¬ gulujacym liczbe obrotów silnika hydraulicznego.Zmiana polozenia zaworu jest wywolana, po¬ dobnie jak w przypadku odmiany urzadzenia, przedstawionej na lig. 2, zmianami napiecia luku.Kazdemu napieciu luku odpowiada pewne o- kreslone polozenie zaworu, a tym samym okre¬ slona predkosc posuwu elektrody. Zawór 31 wi¬ nien posiadac dodatkowe kanaly, które przy obróceniu sie zaworu poza pewne polozenie gra* niczne zamienialyby przewody ssace na tloczace i odwrotnie, zmieniajac w ten sposób kierunek obrotów silnika hydraulicznego 26, który odcia¬ galby wówczas elektrode od przedmiotu.Urzadzenie tego rodzaju jest nader proste 1 nadaje sie zarówno do pradu stalego, jak i zmiennego, poniewaz silnik elektryczny pradu stalego moze pracowac równiez Jako komutato¬ rowy silnik Jednofazowy. Urzadzenie posiada zaledwie jeden silnik elektryczny, a do glowicy mechartizmu [posuwowego ea doprowadzone jedynie elastyczne przewody o malej srednicy do obiegu cieczy.Na fig. 4 przedstawiono inny sposób regulacji obrotów zaworu ZO (fig 2) lub 31 (fig. 3), nadaja¬ cy G&e jednak wylacznie do pradu amtamego.Stosowmde do te-go sposobu w obtwfcdale, równo¬ leglym do obwodu pradu spawania, umieszcza sie maly transformator 33, który przetwarza napiecie luku na napiecie rzedu 5—4 V. Napie-* ciem tym zasila sie maly wolnobiezny silniezek elektryczny 34, na którego wale osadzona jest lekka tarcza 35, która poprzez sprzeglo elastycz¬ ne 36 i przekladnie 37 napedza tarcze 38 o zna¬ cznej masie. Kazda zmiana napiecia luku wywo¬ luje natychmiastowa zmiane predkosci katowej wirnika silnika i sprzegnietej z nim tarczy 35, posiadajacych bardzo mala bezwladnosc w sto¬ sunku do bezwladnosci tarczy 38, obracajacej sie ze stala w przyblizeniu szybkoscia, odpowia¬ dajaca sredniej predkosci posuwu elektrody.Zmiana predkosci wirowania silniczka 34 wy¬ woluje wychylenie polaczonego z tym urzadze¬ niem w okreslony sposób zaworu obrotowego, wlaczonego miedzy przewód tloczacy i ssacy in¬ stalacji hydraulicznej.Sposób samoczynnej regulacji predkosci po¬ suwu elektrod spawalniczych moze, jak z po¬ wyzszego wynika, dotyczyc rozmaitych odmian urzadzenia, sluzacych do stosowania w prak¬ tyce tego sposobu. PL