RU2165832C1

RU2165832C1 - Mechanism for impulse feed of welding wire

Info

Publication number: RU2165832C1
Application number: RU99117020A
Authority: RU
Inventors: А.В. Каргин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Электроприбор"
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: welding equipment, mainly, mechanisms for feeding welding wire to zone of electric arc processes in different branches of industry. SUBSTANCE: mechanism includes one rotation axis for each armature 7 supporting respective clamp 5 for wire 6. Armature 7 is mounted with possibility of rocking relative to rotation axis; it is in the form of magnet arranged in zone of magnetic field action of respective generator 3 of magnetic field 4 and it is rigidly joined with corresponding elastic member 2. Generator 3 of magnetic field 4 is in the form of ring with pole protrusions 8. EFFECT: enhanced reliability, long useful life period, accelerated discrete feed of wire without formation of complex pulse signals. 7 cl, 2 dwg

Description

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки относится к технологическому сварочному оборудованию, в частности к приспособлениям для подачи сварочной проволоки в зону действия электродуговых процессов, и может быть использован в различных отраслях машиностроения. The pulse feed mechanism of the welding wire relates to technological welding equipment, in particular, to devices for feeding the welding wire into the zone of action of electric arc processes, and can be used in various branches of mechanical engineering.

Известен механизм импульсной подачи сварочной проволоки, содержащий корпус с сердечником, электромагнитную катушку, якорь с хвостовиком, расположенный в корпусе между сердечником и упором, возвратный упругий элемент, выполненный в виде нескольких упругих элементов и связанных с ними промежуточных ограничителей, размещенных на хвостовике якоря и зажим для проволоки, при этом сердечник установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации относительно корпуса, электромагнитная катушка снабжена дополнительной обмоткой со встречно навитыми витками, упругие элементы выполнены в виде пластин одинаковой жесткости, промежуточные ограничители - в виде резьбовых гаек, сердечник и упор снабжены демпфирующими вставками (патент России N 2090325, МПК⁶ B 23 K 9/12, опубл. 20.09.97 г., бюлл. N 26). Известный механизм позволяет дискретно по времени проталкивать сварочную проволоку к месту сварки путем подачи импульсного напряжения на входы катушек попеременно.A known mechanism for the pulsed feed of a welding wire comprising a housing with a core, an electromagnetic coil, an anchor with a shank located in the housing between the core and the stop, a return elastic element made in the form of several elastic elements and associated intermediate stops placed on the shank of the armature and clamp for the wire, while the core is mounted with the possibility of reciprocating movement and fixing relative to the housing, the electromagnetic coil is equipped with additional otkoy with oppositely wound coils, the elastic elements are designed as plates of equal stiffness, intermediate stops - in the form of threaded nuts, the core and the abutment are provided with damping inserts (Russian patent N 2090325, IPC ⁶ B 23 K 9/12, published 09.20.97 g. ., bull. N 26). The known mechanism allows discrete in time to push the welding wire to the welding site by applying a pulse voltage to the inputs of the coils alternately.

Недостатком известного механизма является низкий КПД механизма подачи, так как при увеличении шага подачи проволоки резко уменьшается сила притяжения якоря, что снижает надежность подачи, а также наличие бьющихся механических частей механизма, способствующее ускоренному износу и снижению надежности механизма в целом. Кроме того, для реализации известного механизма необходимо дополнительно формировать импульсные управляющие напряжения. A disadvantage of the known mechanism is the low efficiency of the feed mechanism, since with an increase in the pitch of the wire, the force of attraction of the armature sharply decreases, which reduces the reliability of the feed, as well as the presence of breakable mechanical parts of the mechanism, which contributes to accelerated wear and lower reliability of the mechanism as a whole. In addition, for the implementation of the known mechanism, it is necessary to additionally form a pulse control voltage.

Задачей изобретения является повышение надежности механизма подачи проволоки. The objective of the invention is to increase the reliability of the wire feed mechanism.

Техническим результатом является увеличение скорости подачи проволоки. The technical result is to increase the wire feed speed.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный механизм, включающий по меньшей мере один якорь, по меньшей мере один упругий элемент, по меньшей мере один формирователь магнитного поля и по меньшей мере один зажим для проволоки, введены по меньшей мере одна ось вращения каждого якоря, на котором закреплен соответствующий зажим для проволоки, при этом якорь установлен с возможностью колебаний относительно оси, выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитных полей соответствующего формирователя магнитного поля, и жестко связан с соответствующим упругим элементом, а формирователь магнитного поля выполнен в виде кольца с полюсными выступами. The specified technical result is achieved by the fact that at least one axis of rotation of each armature is introduced into the known mechanism comprising at least one anchor, at least one elastic element, at least one magnetic field driver and at least one wire clip. on which the corresponding wire clip is fixed, while the anchor is mounted with the possibility of oscillations about the axis, made in the form of a magnet located in the magnetic field of the corresponding shaper magnetically th field, and is rigidly connected with the corresponding elastic element, and the magnetic field driver is made in the form of a ring with pole protrusions.

Кроме того:
- формирователь магнитного поля выполнен в виде электромагнита;
- формирователь магнитного поля выполнен в виде замкнутого кольца;
- формирователь магнитного поля выполнен в виде разомкнутого кольца;
- ось выполнена вращающейся;
- упругий элемент выполнен в виде пластин, пружин или пневмоцилиндра;
- магнит выполнен в виде электромагнита.Moreover:
- the shaper of the magnetic field is made in the form of an electromagnet;
- the shaper of the magnetic field is made in the form of a closed ring;
- the shaper of the magnetic field is made in the form of an open ring;
- the axis is made rotating;
- the elastic element is made in the form of plates, springs or a pneumatic cylinder;
- the magnet is made in the form of an electromagnet.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен механизм импульсной подачи сварочной проволоки с одним формирователем магнитного поля, на фиг. 2 - механизм импульсной подачи сварочной проволоки с двумя формирователями магнитного поля. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a pulse feed mechanism of a welding wire with one magnetic field driver, FIG. 2 - pulse feed mechanism of a welding wire with two magnetic field shapers.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки включает по меньшей мере один якорь 1, по меньшей мере один упругий элемент 2, по меньшей мере один формирователь 3 магнитного поля 4 и по меньшей мере один зажим 5 для проволоки 6, по меньшей мере одну ось вращения каждого якоря 7, на котором закреплен соответствующий зажим 5 для проволоки 6, и якорь установлен с возможностью колебаний относительно оси, при этом якорь выполнен в виде магнита, расположенного в зоне действия магнитных полей 4 формирователя 3 магнитного поля и жестко связан с соответствующим упругим элементом 2, а формирователь 3 магнитного поля выполнен в виде кольца с полюсными выступами 8. The pulse feed mechanism of the welding wire includes at least one armature 1, at least one elastic element 2, at least one magnetic field driver 3 and at least one wire clip 5, at least one axis of rotation of each armature 7 on which the corresponding clamp 5 for the wire 6 is fixed, and the anchor is mounted with the possibility of oscillations about the axis, while the anchor is made in the form of a magnet located in the magnetic field 4 of the magnetic field driver 3 and is rigidly connected with the corresponding the forming elastic element 2, and the magnetic field driver 3 is made in the form of a ring with pole projections 8.

Механизм импульсной подачи сварочной проволоки работает следующим образом. В исходном состоянии якорь 1 (фиг. 1) удерживается упругим элементом 2 в среднем положении. Формирователь 3 в общем случае представляет собой электромагнит и состоит из кольцевого сердечника и электромагнитной катушки. Формирователь 3 служит для формирования магнитного поля 4, в котором располагается якорь 1. При подаче на входы электромагнитной катушки формирователя 3 переменного синусоидального напряжения на полюсах 8 формируется соответствующее магнитное поле. Благодаря этому якорь, представляющий собой магнит, испытывает воздействие сил, являющееся результатом взаимодействия магнитных полей формирователя 3 и якоря 1, отклоняющих якорь от его исходного положения. Меняющееся во времени магнитное поле заставляет якорь совершать колебательные движения относительно оси с частотой подаваемого переменного напряжения. При наличии проволоки 6 в зажиме 5 и при движении якоря 1 в какой-то момент времени по часовой стрелке зажим 5 срабатывает, зажимая проволоку 6 и обеспечивая ее продвижение к выходу механизма. При следующей полуволне входного напряжения, соответствующей движению якоря 1 против часовой стрелки, зажим 5, являющийся односторонним по направлению, свободно скользит по поверхности проволоки 6, которая в этот момент неподвижна. В следующем полупериоде синусоидального напряжения процесс продвижения проволоки повторяется снова. The pulse feed mechanism of the welding wire operates as follows. In the initial state, the anchor 1 (Fig. 1) is held by the elastic element 2 in the middle position. Shaper 3 in the General case is an electromagnet and consists of an annular core and an electromagnetic coil. Shaper 3 serves to form a magnetic field 4, in which the armature 1 is located. When an alternating sinusoidal voltage is applied to the inputs of the electromagnetic coil of the shaper 3, a corresponding magnetic field is formed at the poles 8. Due to this, the armature, which is a magnet, experiences the action of forces resulting from the interaction of the magnetic fields of the shaper 3 and the armature 1, deflecting the armature from its original position. A time-varying magnetic field causes the armature to oscillate about the axis with the frequency of the supplied alternating voltage. If there is a wire 6 in the clamp 5 and when the armature 1 moves at some point in time clockwise, the clamp 5 is activated, clamping the wire 6 and ensuring its advancement to the output of the mechanism. In the next half-wave of the input voltage corresponding to the movement of the armature 1 counterclockwise, the clamp 5, which is one-sided in direction, freely slides along the surface of the wire 6, which is stationary at this moment. In the next half-cycle of the sinusoidal voltage, the wire advancement process is repeated again.

В случае с двумя формирователями магнитных полей (фиг. 2) на входы электромагнитных катушек формирователей 3 также подается синусоидальное напряжение, но катушки формирователей имеют обратное включение относительно друг друга. При этом в исходном состоянии якори 1 удерживаются упругими элементами 2 в среднем положении. При подаче на входы электромагнитных катушек формирователей 3 переменного напряжения, благодаря тому, что катушки включены противофазно, формируемые магнитные поля также ориентированы противофазно. Якори 1 будут совершать синхронно по времени противоположные по направлению колебательные движения. При наличии проволоки в обоих зажимах последние работают попеременно. Так при движении, в какой-то момент времени якоря, ближайшего к входу механизма формирователя 3, по часовой стрелке первый зажим срабатывает, обеспечивая продвижение проволоки к выходу механизма. При этом якорь последующего формирователя 3 движется против часовой стрелки и, следовательно, второй зажим не работает, свободно скользя по поверхности проволоки. При следующей полуволне входного напряжения якори движутся в обратных направлениях и теперь зажим, закрепленный на якоре последующего формирователя, обеспечивает продвижение проволоки, а ближайший к входу механизма зажим просто скользит по ее поверхности. В следующем полупериоде синусоидального напряжения роль зажимов снова меняется на противоположную. Таким образом, за один период подаваемого синусоидального напряжения происходит два проталкивания сварочной проволоки на величину фиксированного шага. In the case of two shapers of magnetic fields (Fig. 2) a sinusoidal voltage is also applied to the inputs of the electromagnetic coils of the shapers 3, but the coils of the shapers have reverse connection relative to each other. In this initial state, the anchors 1 are held by the elastic elements 2 in the middle position. When applying to the inputs of the electromagnetic coils of the formers 3 of an alternating voltage, due to the fact that the coils are turned out of phase, the generated magnetic fields are also oriented out of phase. Anchors 1 will make synchronously in time vibrational movements opposite in direction. If there is wire in both clamps, the latter work alternately. So when moving, at some point in time, the anchor closest to the input of the mechanism of the shaper 3, clockwise, the first clip is triggered, providing advancement of the wire to the output of the mechanism. In this case, the anchor of the subsequent shaper 3 moves counterclockwise and, therefore, the second clamp does not work, freely sliding on the surface of the wire. At the next half-wave of the input voltage, the anchors move in the opposite directions and now the clamp, mounted on the anchor of the subsequent shaper, provides advancement of the wire, and the clip closest to the input of the mechanism simply slides along its surface. In the next half-cycle of the sinusoidal voltage, the role of the clamps again reverses. Thus, in one period of the applied sinusoidal voltage, two pushings of the welding wire occur by a fixed pitch.

В случае трех формирователей магнитного поля на входы электромагнитных катушек соответствующих формирователей подается трехфазное синусоидальное напряжение с фазовым запаздыванием на 120^o. Процесс продвижения проволоки осуществляется последовательно во времени аналогично описанному выше.In the case of three shapers of the magnetic field, a three-phase sinusoidal voltage with a phase delay of 120 ^° is applied to the inputs of the electromagnetic coils of the respective ^shapers . The process of advancement of the wire is carried out sequentially in time as described above.

В описанных выше случаях переменное магнитное поле формируют формирователи 3, состоящие, как было сказано, из кольцевого сердечника и электромагнитной катушки. Вместе с тем переменное магнитное поле может формироваться и якорем, который в этом случае представляет собой электромагнит, на входы электромагнитной катушки которого подается переменное синусоидальное напряжение. При этом формирователь 3 может формировать как постоянное, так и переменное магнитное поле. Движения якоря и работа механизма в части подачи проволоки, в этом случае, аналогична описанному выше. In the cases described above, the alternating magnetic field is formed by the shapers 3, consisting, as was said, of the annular core and the electromagnetic coil. At the same time, an alternating magnetic field can also be formed by an armature, which in this case is an electromagnet, to the inputs of the electromagnetic coil of which an alternating sinusoidal voltage is supplied. In this case, the shaper 3 can generate both a constant and an alternating magnetic field. The movement of the anchor and the operation of the mechanism in terms of wire feed, in this case, is similar to that described above.

Предлагаемый механизм импульсной подачи сварочной проволоки обеспечивает более высокую по сравнению с прототипом надежность и долговечность работы механизма, а также снижение рабочего шума, кроме того, предлагаемый механизм не требует дополнительного формирования сложных импульсных сигналов и позволяет повысить скорость дискретной подачи проволоки. The proposed mechanism of pulsed feeding of the welding wire provides higher reliability and durability of the mechanism compared to the prototype, as well as a reduction in working noise, in addition, the proposed mechanism does not require additional formation of complex pulsed signals and can increase the speed of discrete wire feed.

Claims

1. The pulse feed mechanism of the welding wire, comprising at least one anchor, at least one elastic element, at least one magnetic field driver and at least one wire clip, characterized in that at least one axis of rotation of each armature is introduced, on which a corresponding wire clip is fixed, while the armature is mounted with the possibility of oscillations about the axis, made in the form of a magnet located in the magnetic field of the corresponding shaper magnetic field, and is rigidly connected with the corresponding elastic element, the magnetic field driver is made in the form of a ring with pole protrusions.

2. The pulse feed mechanism of the welding wire according to claim 1, characterized in that the magnetic field shaper is made in the form of an electromagnet.

3. The pulse feed mechanism of the welding wire according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field shaper is made in the form of a closed ring.

4. The pulse feed mechanism of the welding wire according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field shaper is made in the form of an open ring.

5. The pulse feed mechanism of the welding wire according to any one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the axis is made rotating.

6. The pulse feed mechanism of the welding wire according to any one of claims 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the elastic element is made in the form of plates, springs or a pneumatic cylinder.

7. The pulse feed mechanism of the welding wire according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that the magnet is made in the form of an electromagnet.