RU10626U1 - Устройство для наплавки длинномерных деталей - Google Patents

Abstract

1. Устройство для наплавки длинномерных деталей, включающее корпус в виде станины с направляющими, ходовым винтом, передней и задней бабок, оснащенных приводами соответственно продольного перемещения суппорта и поворота детали вокруг продольной оси, суппорт с закрепленной на нем стойкой и штангой в верхней части, оснащенных механизмом вертикального перемещения типа "винт-гайка" с отдельным приводом с возможностью постоянного и дискретного режима работы и приводом вращения вокруг вертикальной оси суппорта стойки-штанги сварочной головки, включающей кассету с наплавочной проволочкой, подающий механизм и мундштук, бункер для флюса с флюсопроводом и воронкой, а также привод радиального и дискретного смещения головки, манипулятор, состоящий из рамы со стойками, оснащенных лапами-зажимами крепления ремонтной детали с возможностью поперечного перемещения на опорных колесах и соответствующим цепным приводом, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит узел управления механизмами дискретного перемещения сварочной головки, в радиальном и осевом направлении выполненный в виде концевого выключателя, срабатывающего после каждого полного оборота однокулачкового диска, жестко закрепленного на штанге в верхней части суппорта и включающего через одно из реле времени приводы радиального или осевого перемещения сварочной головки в соответствии с предварительным включением одного из этих каналов, при этом для защиты электрической дуги использована смесь стандартного флюса и модификатора в соотношении 100 : (0,1 - 10,0).2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реле времени, установленное в цепи привода радиальног

Description

УСТРОЙСТВО для НАПЛАВКИ ДЛШН01Ж НЫХ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к области сварочного производст-. на, касается оборудования для дуговой наплавки и может быть использована для восстановления длинномерных дет алей, преимущественно изношенных частей на ессорных балок железнодорожных грузовых вагонов.

Известен способ восстановления подпятника надрессорных балок железнодорожных грузовых вагонов, при котором производят Электродуговую наплавку неравномерно изношенной поверхности, для чего , соосно подпятнику устанавливают формирующее устройство в виде шаблона - кристаллизатора цилиндоической формы таким образом,что зазор между скошенной стенкой подпятника и внешней стороной шаблона - кристаллизатора образует разделку под последующую наплавку с шириной раскрытия равной 0,3...0,7 её глубины, при этом высоту шаблона - кристаллизатора выбирают, равной высоте вертикальной стенки подпятника , а наплавку производят на всю глубину разделки с последующим удалением шаблона - кристаллизатора (I).

Использование устройства в виде шаблона - кристаллизатора приводит к снижению качества металла наплавки из-за значительных объемов единовременно кристаллизующегося металла, а также возможности пригара его к шаблону; шаблон - кристаллизатор невозможно использовать для восстановления плоских поверхностей, что снижает универсальность изобретения.

Известна установка для наплавки деталей, содержащая

6B23K9/04, 6B22 Д19/10,бВ23Р6/00

возможностью осевого установочного перемещения штанг , расположенный на штанге сварочный механизм с электроизолированными сварочными мундштуками, сварочный кабель ,соединенный с источником питания; при этом установка оснащена смонтированным на штанге повортньш многопозиционным элементом со сварочным мундштуком на каждой позиции, подвижным фиксатором с силовым цилинщ)ш для фиксации положения многопозиционного элемента (2),

Установка недостаточно з иверсальна, не обеспечивает возможности наплавки изношенных участков детали, имещих вид круга; кроме того сложно обеспечить высокое качество наплавленной поверхности.

Известна установка для наплавки фасонных поверхностей , содержащая смонтированные на основании механизм вращения детали, подающий механизм с приводом его перемещения и мундштуком, установленный с возможностью взаимодействия с копиром, копирный элемент, контакт переменного сопротивления, включенный в цепь управления механизма вращения детали; кроме того ,установка кареткой кинематически связанной с приводом вращения детали, шарнирно установленной на каретке площадкой для подающего механизма; копирннй элемент выполнен в виде ролика и закреплен на площадке подающего механизма, а контакт переменного сопротивления выполнен с профилированной поверхностью в виде сегментатора, концентричного оси шарнирного соеррнения площадки и каретки (3),

Установка недостоточно универсальна, т.к. не обеспечивает взаимного перемещения в системе наплавочный узел-деталь в трех осях прямоугольной системы координат,возможности наплавки участков поверхности детали, имеющей вид круга и достаточного увеличения эксплуатационной долговечности детали.

Известен агрегат для наплавки цилиндоических изделий, содержащий наплавочный аппарат с источнике питания,кассетой для сварочной проволоки, правильным механизме, механизме подачи проволоки, мундштуком, бункерем для флюса, а также механизм вращения изделия с передней и задней бабками, механизм продольного и поперечного перемещения наплавочного аппарата, систему подогрева наплавляемого изделия;при этом в одном из вариантов механизм продольного и поперечного перемещения наплавочного аппарата выполнен с кареткой, на которой жестко закреплена вертикальная опера,го|)нзонтальной балкой, соединенной с вертикальной опорой с возможностью продольного возвратно-поступательного пер«йвщения перпендикулярно к оси бабок механизма вращения изделия и вертикальной балкой, соединенной с горизонтальной , с возможностью относительного продольного возвратно-поступательного перемещения; при этсм правильный механизм, механизм подачи проволоки, мундштук наплавочного аппарата и кассета, для сварочной проволоки закреплена на вертикальной балке (4),

Известный агрегат позволяет снизить внутреннее напряжение в зоне наплавки и избежать выкрашивания наплавленного слоя, однако не обеспечивает повышенной долговечности восстановленного изделия.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности признаков является устройство для наплавки поверхностей деталей, содержащее раму с установленными на ней приводом вращательного движения водила со сварочной головкой, а также турникет для размещения и подачи сварочной проволоки; при этом водила установлено на введеннш в устройство суппорте,снабженном имеющим приводш механизма радиального перемещения суппорта,вьтолненнс в в виде размещенного в корпусе даска, имеющего на одной торцевой поверхности многовитковую спирешьную канавку для размещения в ней выстзшов, выполненных на обращенной к диску поверхности суппорта, а на Щ)угой - зубчатый венец, входяпщй в зацепление с конической шестерней, установленной на выходном валу привода механизма радиального перемещения суппорта;цри этом сварочная головка соединена с рамой посредством координатного узла, обеспечивающего перемещение сварочной головки в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях (5).

Это устройство не обеспечивает возможности перемещения в системе деталь-сварочная головка в направлении трех осей прямоугольной системы координат, а также достаточной долговечности наплавленных поверхностей.

В основу предлагаемого устройства наплавки длинномерных деталей положена универсальность за счет перемещения в системе деталь-сварочная головка в направлении трех осей прямоугольной системы координат,вращательных перемещений вокруг вертикальной и щзугих осей с одновременным улзгчшением качества наплавленного слоя. Tlpm этом обеспечивается повышение производительности труда и улучшение эксплуатационных характеристик восстановленных деталей.

Как и известные устройства, предлагаемая полезная модель содержит корпус в виде станины с направляющими,ходовым винтом, передней и задней бабками, оснащенными приводами соответственно продольного перемещения суппорта и поворота детали вокруг продольной оси; суппортУна нем стойкой и штангой,

оснащенных механизмом вертикального перемещения типа винтгайка с отдельным приводом и приводом вращения вокруг верти кальной оси суппорта - стойки сварочной головки, включающей кассету с наплавлчной проволокой, подающий механизм и мундштук, бункер для флюса с флюсопроводом и воронкой, а также привод радиального дискретного смещения головки; манипулятор в виде рамы со стойками,оснащенными лапа ли-зажимами крепления ремонтной детали с возможностью поперечного перемещения на опорных колесах и соответствующим цепным приводом,

В отличие от известных устройств, включая аналоги и прототип, предлагаемая полезная модель дополнительно оснащена узлом управления механизмом дискретного перемещения сварочной головки в радиальном и осевом направлении,выполненными в виде связанного электрически с реле времени концевого выключателя, срабатывающего от однокулачкового диска,закрепленного на штанге суппорта, вращение котфой обеспечивается механизмом отбора мощности от привода передней бабки корпуса в составе карданного вала и пары конических шестерен,причем ведомая шестерня кинематически связана с вращащейся штангой суппорта.

фабатывание концевого выключателя происходит после каждого оборота диска с включением через реле времени привода радиального и осевого перемещения сварочной головки.

В электрической схеме предусяяотрены два реле времени одно с временем действия 4 секунды, обеспечиващее радиальное

с закрепленной

перемещение сварочной головки при наллавке опорной поверхности подпятника , и второе, с временем действия 0,5 секунды для осевого перемещения сварочной головки при наплавке бурта подпятника.

Другое отличие заключается в использовании для защиты электрической дуги шеей стандартного флюса с модификатором в соотношении 100 : (ОД... 10,0).

В одном из конкретных (частных) вариантов выполнения полезной модели механизм дискретного перемещения сварочной головки после каждого полного оборота её вокруг вертикальной оси ,обеспечивает смещение в радиальном направлении на величину 4,5...5,5 мм; а при наплавке вертикальных участков ремонтной детали - на 3,5...4,0 мм в осевом направлении.

Таким образом достигается полная автоматизация технологического процесса упрочнения и/или восстановления изношенных длинномерных деталей различной конструкции со сложным расположением и формой рабочих поверхностей; обеспечивается повышение производительности труда и одновременно - увеличение эксплуатационных хфактеристик обработанной детали,достигаемое путем улучшения структуры наплавленного слоя в процессе защиты электрической дуги специальной смесью флюса с модификатором в соотношении 10 : (0,1...10,0).

В одном из конкретных вариантов смесь включает стандартный флюс, например АН-34Ь по ГОСТ t 067-6& и модификатор по ТУ 4Ь-0507-2В-Ь7, состоящей из оксидов редких металлов в любом сочетании и восстановителей в виде щелочных и/или щелечноземельных металлов в соотношении (30...70) : 1СЮ.

что концентрация модификатора ниже 0,1 не оказывает существенного влияния на уровень свойств наплавленного металла , а выше 10,0 - заметно снижает пластичность и увеличивает затраты на материалы без адекватного увеличения свойств, а состав модификатора определяется достижением оптимальных эксплуатационных характеристик причем, если соотношение оксидов к восстановителям менее 30:100 снижается эффективность модифицироболее вания, а еслй г 0;100 часть оксидов не восстанавливается, что

существенно увеличивает потери модификатора и удорожает технологию.

Конструкция полезной модели иллюстрируется следующими условными рисунками : фигЛ - общий вид устройства; фиг.2 - обвдй вид сварочной головки; фиг.З - вид механизма, управляющего дискретными перемещениями узла подачи наплавочной проволоки, включая мундштук; фиг.4 - схема наплавки подпятника.

На общем виде (фиг.1) схематически показан корпус (I) установки, передняя бабка (2) с приводом горизонтального перемещения суппорта и механизмом отбора мощности для вращения сварочной головки, манипулятор (3) с лапами-зажимами крепления и приводом (4) поперечного перемещения обрабатываемой детали, задняя бабка (5) с приводш поворота обрабатываемой детали вокруг продольной оси, сварочная головка (6), привод вращения (7) сварочной головки, суппорт со стойкой (6) и приводом вертикального перемещения сварочной головки.

Сварочная головка (фиг.2) включает кассету () с наплавочной проволокой, бункер для флюса (10) с флюсопроводом и воронкой, мунщптук (II), подающий механизм (12), привод радиаль

ного смещения подающего механизма, мунрярука и узла флюсоподачи (13), штангу вращения сварочной головки (14),

Механизм дискретного перемещения узла подачи наплавочной проволоки включая мундштук (фиг.З) состоит из концевого выключателя (15) и о)0 нокулачкового диска (16), загсрепленного на штанге с шпорта.

На фиг.4 показана схема наплавки базовых поверхностей подпятника: опорной поверхности и поверхности ненужного бурта.

Устройство для наплавки длинномерных деталей работает следующим образом : подготовленную к наплавке деталь устанавливают в раму манипулятфа и закрепляют с помощью лал -зажи мов. Перемещая раму манипулятора в поперечном направлении и поворачивая деталь вокруг продольной оси на необходимый угол наклона, перемещая суппорт в продольном направлении,устанавливают ремонтную деталь и сварочную головку в рабочее положе ние.

Подготовка к работе сварочной головки заключается в заправке кассеты наллавочной проволокой с размещением последней в подающем механизме и мундштукеУбункера для флюса

заранее приготовленной смесью с модификаторсш.

Узел управления механизмсай дис1фетного перемещения в осевом направлении ,либо в радиальном направлении переключается в цепь соответствующего реле времени, а конечный выключатель устанавливается в позицию ,соответствующую окончанию кулачкового профиля.

и зааолБением

одновременно механизм подачи наплавочной проволоки и флюсовой смеси в рабочую зону. В зависимости от вида наплавляемой поверхности, осуществляется перемещение сварочной головки по 01ФУЖНОСТИ или вдоль одной из трех осей прямоугольной системы координат с соответствуго1цим дискретным смещением сварочной головки на заданную величину по окончании нанесения наплавочного валика.

ПРШЕР. С помопцзю заявляемого устройства восстанавливались изношенные рабочие поверхности партии надоессорных балок грузовых железнодорожных вагонов. К таковым частям относится подпятник, имеющий опорную плоскую площадку и боковую цилинЩ)ическую поверхность - наружный бурт, а также боковые наклонные плоскости в виде прямоугольников в плане.

Наплавка производилась сварочной проволокой Св-06А,Св-06ГА, Св-ОбГ С по ГОСТ 2246-70 диаметром 1,6...2,0мм, которая размещалась в кассете, а выходной конец через подаювдй механизм устанавливался строго по оси мунщитука, Флюсовы бзшкер наполнялся смесью флюса о модификатора в оптимальней соотношении компонентов.

Восстанавливаемая нащрессорнал балка устанавливалась на раму манипулятора и закреплялась с помощью специальных лапзажимов.

Для восстановления подпятника балка в манипуляторе поворачивалась таким образом, чтобы ось подпятника, размещенного сверху располагалась строго вертикально и совмещалась с осью вращения наплавочной головки путем продольного перемещения суппорта - стойки и поперечного перемещения манипулятора.

диаметра опорной плоскости подпятника . Переключателем обеспечивалось включение реле времени в цепи привода радиального перемещения сварочной головки.

Возбуждение элктродуги , подача проволоки и флюса, вращение сварочной головки начиналось одновременно после включения агрегата. После каждого полного оборота наплавочной головки, электрод смещался на 5 мм в сторону большего диаметра и цикл повторялся , при этсял скорость вращения головки корректировалась в сторону уменьшения; наллавленная поверхность представляла из себя ряд концентрично расположенных с перекрытием 50 наплавленных валиков.

для наллавки внутренней цилинщ)ической части подпятника использовался мундд1тук с углом наклона 35...40 к наплавляемой поверхности и соответствующая флюсовая ворсика; после полного оборота наплавочная головка перемещйлась вверх на 3,5 мм с помощью механизма вертикального перемещения сварочной головки до покрытия наплавленным слоем всей цилиндрической поверхности. В этом случае, перед начале операции включалось реле времени вертикального дискретного перемещения.

Восстановление изношенных боковых наклонных поверхностей осуществлялось следующим образш : сначала балку в манипуляторе устанавливали путем поворота продольной оси таким образом,чтобы восстанавливаемая наклонная плоскость заняла горизонтальное положение, а перемещением манипулятора поперек продольной оси изделия и суппорта (вдоль) добивались совмещения наплавочной проволоки с отправной точкой наплавляемой плоскости, фи этом устанавливается стандартный механизм колебания электрода так,чтобы ширина наплавки не превышала

40 MM, a на балке закреплялось флгосоудерживавдее приспособление,, Наплавка осуществлялась валками в колебательнш режиме под слоем смеси флюса с модификатором толщиной 10.,Л5 мм,Во всех случаях, после окончания наплавки с поверхности наллавленного слоя удалялись остатки флюса. После восстановления всех изношенных участков балка,освобожденная от зажимов,снималась с манипулятора.

Наблюдения показали, что предложенный флюс с добавкой модификатора обеспечил дополнительное увеличение абразивной износостойкости на 40,,,65 % за счет улучшения качества наплавленного металла - существенного снижения количества пор, раковин,трещин; гомогенизации структуры и субструктуры металла, улучшения прочностных и пластических характеристик.

За период с ноября , по март , в депо станции Болотное и станции Московка Западно-Сибирской железной дороги было восстановлено около 200 нащзессорных балок железнодорожных грузовых вагонов.

Отмечено существенное повышение качества восстановления при резком увеличении производительности труда,исключении ручных операций.

Таким образом , подтверждается промышленная применимость предлагаемого устройства для наплавки длиннсалерных деталей,

ИСТСШШШ ШФСРМАЦЙИ :

1,Патент Ш i 2IOOI59, 6В23Ш/04. В23Р6/00, .

2,А, С, СССР i I73657I, 5В23К37/04, ,

3,Патент Вй W 2023563, 5В23К37/04, ,

а / -:|§| Л| г-г ,

г ..v/.

-Ч-.v

фошкин Б.И,

Claims (3)

1. Устройство для наплавки длинномерных деталей, включающее корпус в виде станины с направляющими, ходовым винтом, передней и задней бабок, оснащенных приводами соответственно продольного перемещения суппорта и поворота детали вокруг продольной оси, суппорт с закрепленной на нем стойкой и штангой в верхней части, оснащенных механизмом вертикального перемещения типа "винт-гайка" с отдельным приводом с возможностью постоянного и дискретного режима работы и приводом вращения вокруг вертикальной оси суппорта стойки-штанги сварочной головки, включающей кассету с наплавочной проволочкой, подающий механизм и мундштук, бункер для флюса с флюсопроводом и воронкой, а также привод радиального и дискретного смещения головки, манипулятор, состоящий из рамы со стойками, оснащенных лапами-зажимами крепления ремонтной детали с возможностью поперечного перемещения на опорных колесах и соответствующим цепным приводом, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит узел управления механизмами дискретного перемещения сварочной головки, в радиальном и осевом направлении выполненный в виде концевого выключателя, срабатывающего после каждого полного оборота однокулачкового диска, жестко закрепленного на штанге в верхней части суппорта и включающего через одно из реле времени приводы радиального или осевого перемещения сварочной головки в соответствии с предварительным включением одного из этих каналов, при этом для защиты электрической дуги использована смесь стандартного флюса и модификатора в соотношении 100 : (0,1 - 10,0).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реле времени, установленное в цепи привода радиального смещения сварочной головки, обеспечивает продолжительность включения 4 с, а в цепи привода осевого смещения - 0,5 с.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модификатор используемый в смеси со стандартным флюсом имеет состав - оксиды редких металлов и восстановители в виде щелочных и/или щелочно-земельных металлов в соотношении (30 - 70) : 100, причем оксиды редких металлов берут в любом соотношении и составе.