RU2190035C2

RU2190035C2 - Installation for plasma deposition

Info

Publication number: RU2190035C2
Application number: RU2000116030/02A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Ермишин; П.И. Голубев
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: processes for applying gasothermic coatings. SUBSTANCE: installation includes heat- and insulated chamber with port through which in chamber are introduced: actuating device of mechanism for oscillation motion of plasmatron whose hollow shaft is joined with drive of mechanism for oscillation motion of plasmatron; carriage and drive unit for its reciprocation motion along guides; movable shield with opening closing port of chamber; drive unit for rotating part. Installation includes in addition hollow tie rod and guide for it made in carriage and passing through opening of shield in such a way that said tie rod is introduced into chamber. One end of tie rod is rigidly joined with nut of subsidiary screw transmission whose lead screw is mounted in bearing assemblies on carriage in parallel relative to tie rod axis and it is kinematically joined with drive for reciprocation motion of tie rod. Another end of tie rod is placed in its guide. Telescopic shaft is arranged inside tie rod, said shaft is formed by hollow shaft of mechanism for oscillation motion of plasmatron and additionally mounted shaft whose one end is joined with hollow shaft with possibility of axial motion and whose other end is mounted in bearing assembly on tie rod and joined with plasmatron. Movable shield is in the form of flexible band whose both ends are wound onto spring-loaded drums. Invention allows to move plasmatron along three coordinates (X,Y, φ) independently one upon another in large-area zone of maintenance. EFFECT: enlarged functional possibilities of installation. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике для нанесения газотермических покрытий распылением на изделие. The invention relates to techniques for applying thermal spray coatings to a product.

Известна установка для плазменного напыления по патенту РФ 2111066, МПК⁶ В 05 С 15/00 от 14.12.95, опубл. в БИ 14 от 20.05.98, содержащая теплозвукоизоляционную камеру, патрон вращения детали и плазматрон, закрепленный в гайке. Камера содержит также прямоугольную вставку с отверстием, в которую помещены подвижные сегменты, зафиксированные в корпусе от осевых перемещений подвижными фиксаторами.Known installation for plasma spraying according to the patent of the Russian Federation 2111066, IPC ⁶ V 05 C 15/00 from 12/14/95, publ. in BI 14 from 05.20.98, containing a heat and sound insulating chamber, a cartridge for rotating the part, and a plasmatron fixed in a nut. The camera also contains a rectangular insert with an aperture in which movable segments are placed, fixed in the housing from axial movements by movable clips.

Недостатком данной установки является то, что при ее использовании возможно нанести покрытие только на внешние цилиндрические поверхности. Причем не на всю поверхность, а только на небольшой ее участок, например коренную шейку коленчатого вала. В результате технологические возможности такой установки ограничены. The disadvantage of this installation is that when it is used, it is possible to apply a coating only on the outer cylindrical surfaces. And not on the entire surface, but only on a small area of it, for example, the main neck of the crankshaft. As a result, the technological capabilities of such an installation are limited.

Известная установка для плазменного напыления по а.с. 1781314, МПК⁶ С 23 С 4/00 от 29.11.90, опубл. в БИ 46 от 15.12.92, содержит теплозвукоизоляционную камеру с проемом, через который внутрь камеры введено исполнительное устройство механизма колебательного движения плазматрона, пустотелый вал которого связан с приводом колебательного перемещения плазматрона, каретку и привод ее возвратно-поступательного перемещения по направляющим, подвижный щиток с отверстием, перекрывающий проем камеры, привод вращения детали.Known installation for plasma spraying by AS 1781314, IPC ⁶ C 23 C 4/00 of 11/29/90, publ. in BI 46 dated 12/15/92, contains a heat and sound insulating chamber with an opening through which an actuator of the oscillator mechanism of the plasmatron is inserted into the chamber, the hollow shaft of which is connected to the oscillator of the plasmatron, the carriage and its reciprocating movement along the guides, a movable shield with hole covering the camera opening, part rotation drive.

Исполнительный механизм возвратно-поступательного перемещения плазматрона вдоль оси шпинделя привода вращения детали имеет профильный кулачок, а исполнительный механизм колебательного движения плазматрона имеет сменные дисковые кулачки и подпружиненный рычаг с роликом. При этом сменные дисковые кулачки установлены на одной оси с профильным кулачком и кинематически связаны с приводом возвратно-поступательного перемещения плазматрона. Каждый из сменных дисковых кулачков имеет возможность взаимодействия с роликом подпружиненного рычага, кинематически связанного с плазматроном. Сменные дисковые кулачки установлены на втулке, имеющей возможность осевого перемещения относительно подпружиненного рычага. The actuator of the reciprocating movement of the plasmatron along the axis of the spindle of the part rotation drive has a profile cam, and the actuator of the oscillatory movement of the plasmatron has interchangeable disk cams and a spring-loaded lever with a roller. At the same time, interchangeable disk cams are mounted on the same axis as the profile cam and are kinematically connected to the reciprocating drive of the plasmatron. Each of the interchangeable disk cams has the ability to interact with a roller of a spring-loaded lever kinematically connected with a plasmatron. Replaceable disc cams are mounted on a sleeve having the possibility of axial movement relative to the spring lever.

Имеется фиксатор, стопорящий подпружиненный рычаг в положении, при котором дисковые кулачки не контактируют с роликом рычага. There is a latch locking the spring-loaded lever in a position in which the disk cams do not contact the lever roller.

Недостатком данной установки плазменного напыления являются ее ограниченные функциональные возможности. Поскольку с ее помощью невозможно наносить покрытия на наружные и внутренние поверхности: конические и фасонные со сложной конфигурацией, а также на наружные поверхности: сферические и плоские торцевые, диаметр которых больше двух диаметров факела плазматрона на покрываемой поверхности. The disadvantage of this installation of plasma spraying is its limited functionality. Since it is impossible to apply coatings on its external and internal surfaces: conical and shaped with a complex configuration, as well as on external surfaces: spherical and flat face, the diameter of which is more than two diameters of the plasma torch torch on the surface to be coated.

Эти недостатки объясняются тем, что рабочее перемещение плазматрона в горизонтальном возвратно-поступательном направлении и его угловое колебание вокруг оси, перпендикулярной к направлению его горизонтального перемещения, обеспечено двумя кулачковыми механизмами, кинематически связанными между собой и приводимыми в действие только от одного общего электродвигателя. Кроме того, при перемещении плазматрона параллельно оси вращения детали, имеющей конические и фасонные сложной конфигурации поверхности, изменяется расстояние от покрываемой поверхности до плазматрона, что недопустимо. К тому же в установке нет рабочего возвратно-поступательного перемещения плазматрона в направлении, перпендикулярном к направлению его горизонтального перемещения, а есть только перемещение, осуществляемое от ручного винтового механизма при настройке до начала работы установки. К недостаткам можно отнести и то, что привод возвратно-поступательного перемещения каретки предназначен только для подвода каретки в исходное положение перед началом работы. Поэтому установка обеспечивает нанесение покрытия на наружные и внутренние цилиндрические поверхности на длине, величина которой ограничена возможностями кулачкового механизма. А именно, его максимальным углом давления - α max (см. кн. А.Ф. Крайнев. Словарь-справочник по механизмам, изд. Второе, М., "Машиностроение", с. 185). Установка обеспечивает также нанесение покрытия только на плоские торцевые поверхности деталей, диаметр которых не больше двух диаметров факела плазматрона на покрываемой поверхности. These shortcomings are explained by the fact that the working movement of the plasmatron in the horizontal reciprocating direction and its angular oscillation around an axis perpendicular to the direction of its horizontal movement is provided by two cam mechanisms kinematically connected to each other and driven by only one common electric motor. In addition, when moving the plasmatron parallel to the axis of rotation of a part having a conical and shaped complex surface configuration, the distance from the surface to be coated to the plasmatron changes, which is unacceptable. In addition, the installation does not have a working reciprocating movement of the plasmatron in the direction perpendicular to the direction of its horizontal movement, but there is only movement carried out from the manual screw mechanism during adjustment before the installation starts. The disadvantages include the fact that the drive of the reciprocating movement of the carriage is intended only for supplying the carriage to its original position before starting work. Therefore, the installation provides a coating on the outer and inner cylindrical surfaces for a length, the value of which is limited by the capabilities of the cam mechanism. Namely, its maximum pressure angle is α max (see the book. A.F. Krainev. Dictionary of Mechanisms, ed. Second, M., "Mechanical Engineering", p. 185). The installation also provides coating only on the flat end surfaces of parts, the diameter of which is not more than two diameters of the plasma torch torch on the surface to be coated.

Плазматрон, выставленный при настройке с помощью ручного винтового механизма так, чтобы края его факела на покрываемой поверхности касались (гипотетически) оси вращения этой детали, остается при работе неподвижным и при вращении шпинделя с деталью обеспечивает, как это указано выше, нанесение покрытия на поверхность, диаметр которой не больше двух диаметров факела плазматрона на этой поверхности. Смещение плазматрона от оси вращения детали и обратно во время его работы механизмами установки не предусмотрено. Диаметр факела на покрываемой поверхности детали зависит от установочного положения h. Размер покрываемых внутренних сферических поверхностей также зависит от установочного положения h. The plasma torch, set during adjustment with the help of a manual screw mechanism so that the edges of its torch on the surface to be coated (hypothetically) touch the axis of rotation of this part, remains stationary during operation and provides rotation of the spindle with the part, as described above, coating the surface, whose diameter is not more than two diameters of the torch of the plasmatron on this surface. The displacement of the plasmatron from the axis of rotation of the part and vice versa during its operation by the installation mechanisms is not provided. The diameter of the flame on the surface to be coated on the part depends on the installation position h. The size of the coated inner spherical surfaces also depends on the installation position h.

Кроме того, к недостаткам можно отнести и то, что установка выполнена конструктивно сложной, неудобной в эксплуатации и имеет большой габарит по длине. In addition, the disadvantages include the fact that the installation is structurally complex, inconvenient to operate and has a large overall length.

Установка неудобна в эксплуатации из-за необходимости изготовления новых кулачков и перенастройки кулачковых механизмов при осуществлении покрытия поверхностей деталей с другими размерами. Присутствует также неудобство при настройке установочного размера Н и установочного положения h из-за необходимости использования ручных винтовых механизмов. Выполнение подвижного щитка в виде жесткой пластины, длина которой должна обеспечивать перекрытие проема в камере при двух крайних положениях каретки, на которой смонтированы исполнительные механизмы, приводит к тому, что в любом его крайнем положении часть щитка будет выходить за габариты камеры. Для устранения этого недостатка камера должна быть увеличена по длине. The installation is inconvenient in operation due to the need to manufacture new cams and reconfigure cam mechanisms when coating surfaces of parts with other sizes. There is also inconvenience in setting the installation size H and installation position h due to the need for manual screw mechanisms. The execution of the movable flap in the form of a rigid plate, the length of which should provide an overlap of the opening in the chamber at two extreme positions of the carriage on which the actuators are mounted, leads to the fact that in any extreme position part of the flap will go beyond the dimensions of the chamber. To eliminate this drawback, the camera should be increased in length.

Задачей, решаемой данным изобретением, является расширение функциональных возможностей установки. The problem solved by this invention is to expand the functionality of the installation.

При этом она должна быть конструктивно простой, удобной при настройке на новый типоразмер покрываемых деталей и иметь небольшие габариты по длине. At the same time, it should be structurally simple, convenient when adjusting to a new standard size of coated parts and have small dimensions in length.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в получении возможности перемещения плазматрона по более сложным траекториям в зоне обслуживания, имеющей большую площадь. The technical result achieved by using the present invention is to enable the plasmatron to move along more complex paths in a service area with a large area.

Это обеспечено следующими полученными дополнительными возможностями:
- независимым перемещением плазматрона в направлении (по координате Y), перпендикулярном имеющемуся горизонтальному направлению (по координате X);
- независимым друг от друга перемещением плазматрона в горизонтальном возвратно-поступательном направлении (по координате X) и его угловым колебанием вокруг оси (Z или Y), перпендикулярной к этому направлению.It is provided with the following additional features:
- independent movement of the plasmatron in the direction (along the Y coordinate) perpendicular to the existing horizontal direction (along the X coordinate);
- independent of each other by moving the plasmatron in the horizontal reciprocating direction (along the X coordinate) and its angular oscillation around the axis (Z or Y) perpendicular to this direction.

Дополнительное перемещение (по координате Y) может быть выполнено, например, вертикальным или горизонтальным. В результате сложения одновременного возвратно-поступательного движения плазматрона по двум перпендикулярным координатам (X и Y) обеспечивается его движение под углом к обеим координатам и по более сложным траекториям. Additional movement (along the Y coordinate) can be performed, for example, vertical or horizontal. As a result of the addition of the simultaneous reciprocating motion of the plasmatron along two perpendicular coordinates (X and Y), its movement is ensured at an angle to both coordinates and along more complex trajectories.

Указанный выше технический результат достигается тем, что установка плазменного напыления, содержащая теплозвукоизоляционную камеру с проемом, через который внутрь камеры введено исполнительное устройство механизма колебательного движения плазматрона, пустотелый вал которого связан с приводом механизма колебательного перемещения плазматрона, каретку и привод ее возвратно-поступательного перемещения по направляющим, подвижный щиток с отверстием, перекрывающий проем камеры, привод вращения детали, дополнительно снабжена пустотелой штангой и ее направляющей, выполненной в каретке и пропущенной через отверстие в щитке, при этом штанга введена внутрь камеры, причем один конец штанги жестко соединен с гайкой дополнительно выполненной винтовой передачи, ходовой винт которой установлен в подшипниковых опорах на каретке параллельно оси штанги и кинематически связан с приводом возвратно-поступательного перемещения штанги, другой конец штанги размещен в своей направляющей, внутри штанги размещен телескопический вал, образованный пустотелым валом механизма колебательного движения плазматрона и дополнительно введенным валом, один конец которого соединен с пустотелым валом, с возможностью осевого смещения, а другой его конец установлен в подшипниковой опоре на штанге и связан с плазматроном. Подвижный щиток выполнен в виде гибкой ленты, оба конца которой намотаны на подпружиненные барабаны. The above technical result is achieved in that a plasma spraying unit comprising a heat and sound insulating chamber with an opening through which an actuator of the oscillator mechanism of the plasmatron is inserted inside the chamber, the hollow shaft of which is connected to the drive of the oscillatory mechanism of the plasmatron, the carriage and its reciprocating movement along guides, a movable flap with an opening overlapping the camera opening, a part rotation drive, is additionally provided with a hollow th rod and its guide, made in the carriage and passed through the hole in the shield, while the rod is inserted into the chamber, and one end of the rod is rigidly connected to the nut of an additional screw transmission, the screw of which is installed in the bearing supports on the carriage parallel to the axis of the rod and kinematically connected with the drive of the reciprocating movement of the rod, the other end of the rod is placed in its guide, inside the rod there is a telescopic shaft formed by a hollow shaft of the oscillator mechanism axial movement of the plasmatron and an additionally introduced shaft, one end of which is connected to the hollow shaft with the possibility of axial displacement, and its other end is mounted in the bearing support on the rod and connected to the plasmatron. The movable flap is made in the form of a flexible tape, both ends of which are wound on spring-loaded drums.

Снабжение установки штангой обеспечило дополнительную возможность реализации возвратно-поступательного перемещения плазматрона в направлении, перпендикулярном к уже имеющемуся горизонтальному перемещению. Для этого в каретке выполнена направляющая для штанги. Эта направляющая пропущена через отверстие в подвижном щитке. Размещение штанги в направляющей позволило подвести один из ее концов к плазматрону. Для осуществления перемещения штанги другой ее конец жестко соединен с гайкой дополнительно выполненной винтовой передачи, винт которой установлен в подшипниковых опорах на каретке параллельно оси штанги. Такое выполнение винтового механизма, связанного кинематически с приводом возвратно-поступательного перемещения штанги, позволило механизировать это перемещение. Выполнение штанги пустотелой позволило разместить внутри ее полости дополнительный телескопический вал. Который образован пустотелым валом механизма колебательного движения плазматрона и дополнительно введенным валом, один конец которого соединен с пустотелым валом с возможностью осевого смещения, а другой его конец установлен в подшипниковой опоре на штанге и соединен с плазматроном. В результате стало возможным осуществлять во всем диапазоне перемещения штанги колебательное движение плазматрона. Предложенная совокупность новых признаков совместно с совокупностью известных признаков обеспечила расширение функциональных возможностей установки путем расширения зоны обслуживания внутри камеры и возможностью осуществлять перемещение плазматрона по более сложным траекториям. Выполнение подвижного щитка в виде гибкой ленты, оба конца которой намотаны на подпружиненные барабаны, обеспечило уменьшение габарита установки по ее длине. The supply of the installation with a bar provided an additional opportunity for the reciprocating movement of the plasmatron in the direction perpendicular to the existing horizontal movement. For this, a rail for the rod is made in the carriage. This guide is passed through the hole in the movable shield. Placing the rod in the guide allowed one of its ends to be brought to the plasmatron. To carry out the movement of the rod, its other end is rigidly connected to the nut of an additionally made screw gear, the screw of which is installed in the bearing supports on the carriage parallel to the axis of the rod. This embodiment of the screw mechanism, kinematically connected with the drive of the reciprocating movement of the rod, allowed to mechanize this movement. The execution of the hollow rod allowed to place an additional telescopic shaft inside its cavity. Which is formed by a hollow shaft of the oscillator mechanism of the plasmatron and an additionally introduced shaft, one end of which is axially displaceable to the hollow shaft and the other end is mounted in a bearing support on the rod and connected to the plasmatron. As a result, it became possible to carry out the oscillatory motion of the plasmatron over the entire range of rod movement. The proposed set of new features, together with a set of known features, provided the expansion of the installation functionality by expanding the service area inside the chamber and the ability to move the plasmatron along more complex trajectories. The execution of the movable flap in the form of a flexible tape, both ends of which are wound on spring-loaded drums, has provided a reduction in the size of the installation along its length.

На фиг. 1 показана предлагаемая установка, вид спереди; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг.3 - элемент Б; на фиг.4 - элемент В; на фиг.5 - сечение Г-Г; на фиг.6 - сечение Д-Д. In FIG. 1 shows a proposed installation, front view; figure 2 is a section aa; figure 3 - element B; figure 4 - element B; figure 5 is a cross section GG; figure 6 is a section DD.

Установка для плазменного напыления (см. фиг.1) содержит теплозвукоизоляционную камеру 1 с дверью 2 и смотровым окном 3. С наружной стороны камеры 1 смонтирован привод 4 вращения детали, закрепленный на конце шпинделя 5, проходящего в проем стенки камеры 1. Installation for plasma spraying (see Fig. 1) contains a heat and sound insulating chamber 1 with a door 2 and a viewing window 3. On the outside of the chamber 1, a part rotation drive 4 is mounted, fixed to the end of the spindle 5, passing into the chamber wall aperture 1.

С наружной верхней стороны камеры 1 на направляющих 6 расположена каретка 7 с приводом 8 ее возвратно-поступательного перемещения. На каретке 7 (см. фиг.2 и 5) размещены также привод 9 механизма колебательного перемещения плазматрона 10 и привод 11 возвратно-поступательного перемещения штанги 12. Штанга 12 введена внутрь камеры 1 через проем в ее верхней стенке. Механизм колебательного перемещения плазматрона 10 содержит телескопический вал, который образован пустотелым валом 13 и валом 14, смонтированными внутри пустотелой штанги 12. Один конец вала 14 соединен с помощью, например, шлицевого соединения с пустотелым валом 13 с возможностью осевого смещения, а другой его конец установлен в подшипниковых опорах 15 на штанге 12. Нижний конец штанги 12 состоит из корпуса 16. Внутри корпуса 16 (см. фиг.3) на подшипниковых опорах 17 установлен вал 18, один конец которого выполнен в виде червяка, а на другом его конце закреплено коническое зубчатое колесо 19, образующее коническую пару с другим коническим зубчатым колесом 20, закрепленным на валу 14. Червячное колесо 21, находящееся в зацеплении с червяком вала 18, жестко связано с валом 22, на котором закреплен кронштейн 23 с возможностью его поворота на угол

например 90^o, и обратно вокруг оси вала 22 (см. фиг. 3). К кронштейну 23 через изоляционные прокладки 24 прикреплен плазматрон 10.On the outer upper side of the chamber 1 on the guides 6 there is a carriage 7 with a drive 8 of its reciprocating movement. The carriage 7 (see FIGS. 2 and 5) also contains a drive 9 of the oscillating mechanism of the plasmatron 10 and a drive 11 of the reciprocating movement of the rod 12. The rod 12 is introduced into the chamber 1 through the opening in its upper wall. The oscillatory movement mechanism of the plasmatron 10 includes a telescopic shaft, which is formed by a hollow shaft 13 and a shaft 14 mounted inside the hollow rod 12. One end of the shaft 14 is connected using, for example, a spline connection with the hollow shaft 13 with axial displacement, and the other end is mounted in the bearing supports 15 on the rod 12. The lower end of the rod 12 consists of a housing 16. Inside the housing 16 (see figure 3), a shaft 18 is installed on the bearing bearings 17, one end of which is made in the form of a worm, and on the other end the bevel gear 19 is fixed, forming a bevel pair with another bevel gear 20 fixed to the shaft 14. The worm gear 21, which is meshed with the screw of the shaft 18, is rigidly connected to the shaft 22, on which the bracket 23 is fixed so that it can be rotated through an angle

for example 90 ^o , and back around the axis of the shaft 22 (see Fig. 3). A plasmatron 10 is attached to the bracket 23 through the insulating gaskets 24.

Описанный пример выполнения соединения вала 14 с плазматроном 10 не является обязательным и может быть, при необходимости, другим. Например (не показано), плазматрон 10 может быть закреплен непосредственно на валу 14 через изоляционные прокладки с возможностью поворота на угол β, размер которого может быть разным в каждом конкретном случае. Для этого вал 14 должен выступать из корпуса 16. The described example of the connection of the shaft 14 with the plasmatron 10 is optional and may be, if necessary, different. For example (not shown), the plasmatron 10 can be mounted directly on the shaft 14 through insulating gaskets with the possibility of rotation through an angle β, the size of which may be different in each case. To do this, the shaft 14 should protrude from the housing 16.

Верхний конец штанги 12 жестко соединен через траверсу 25 с двумя гайками 26 двух однотипных винтовых механизмов, ходовые винты 27 и 28 которых установлены в подшипниковых опорах 29 и 30 на каретке 7. Оси вращения ходовых винтов 27 и 28 параллельны оси штанги 12. Ходовой винт 27 через пару конических зубчатых колес 31 и 32 кинематически связан с приводом 11 возвратно-поступательного перемещения штанги 12. Этот же ходовой винт 27 через зубчатые колеса 33, 34 и 35 кинематически связан с ходовым винтом 28. The upper end of the rod 12 is rigidly connected through the yoke 25 with two nuts 26 of two of the same screw mechanisms, the spindles 27 and 28 of which are mounted in the bearing bearings 29 and 30 on the carriage 7. The axis of rotation of the spindles 27 and 28 are parallel to the axis of the rod 12. Spindle 27 through a pair of bevel gears 31 and 32 kinematically connected with the actuator 11 of the reciprocating movement of the rod 12. The same lead screw 27 through the gears 33, 34 and 35 is kinematically connected with the lead screw 28.

Описанный пример соединения верхнего конца штанги 12 с двумя винтовыми механизмами не является обязательным. Верхний конец штанги 12 может быть, например, при соблюдении условий работы направляющей без заклинивания, соединен только с одним винтовым механизмом (не показано). The described example of connecting the upper end of the rod 12 with two screw mechanisms is optional. The upper end of the rod 12 may, for example, subject to the conditions of operation of the guide without jamming, is connected to only one screw mechanism (not shown).

Каретка 7 содержит основную платформу 36 (см. фиг.1, 2 и 5), на которой смонтированы привод 8 ее возвратно-поступательного перемещения, привод 11 возвратно-поступательного перемещения штанги 12, подшипниковые опоры 29, кронштейн 37 и четыре стойки 38. Каретка 7 снабжена вспомогательной платформой, которой является горизонтальное плечо кронштейна 37. На вспомогательной платформе смонтированы привод 9 механизма колебательного перемещения плазматрона 10, подшипниковая опора, аналогичная подшипниковой опоре 29 вала 39 (не показана). Вал 39 через конические зубчатые колеса 40 и 41 кинематически связан с приводом 9 механизма колебательного перемещения плазматрона 10. В верхней части каретки 7 выполнена поперечина 42, опирающаяся на четыре стойки 38. На поперечине 42 смонтированы подшипниковые опоры 30, 43 и подшипниковая опора вала 39, аналогичная подшипниковой опоре 30 (не показана). The carriage 7 comprises a main platform 36 (see FIGS. 1, 2 and 5), on which a drive 8 for its reciprocating movement, a drive 11 for reciprocating movement of the rod 12, bearing bearings 29, an arm 37 and four racks 38 are mounted. 7 is provided with an auxiliary platform, which is the horizontal arm of the bracket 37. On the auxiliary platform, a drive 9 of the oscillatory movement mechanism of the plasmatron 10 is mounted, a bearing support similar to the bearing support 29 of the shaft 39 (not shown). The shaft 39 through the bevel gears 40 and 41 is kinematically connected with the actuator 9 of the oscillating mechanism of the plasmatron 10. In the upper part of the carriage 7 there is a cross member 42, supported by four posts 38. Bearing bearings 30, 43 and a shaft bearing 39 are mounted on the cross member 42, similar to bearing support 30 (not shown).

Верхний конец пустотелого вала 13 через зубчатые колеса 44 и 45 (см. фиг. 1) кинематически связан с валом 39, а через конические зубчатые колеса 40 и 41 кинематически связан с приводом 9 механизма колебательного перемещения плазматрона 10. The upper end of the hollow shaft 13 through the gears 44 and 45 (see Fig. 1) is kinematically connected to the shaft 39, and through the bevel gears 40 and 41 kinematically connected to the drive 9 of the oscillatory movement mechanism of the plasmatron 10.

Привод 8 возвратно-поступательного перемещения каретки 7 (см. фиг.6) кинематически связан через зубчатые колеса 46, 47 и гайку 48, выполненную в виде зубчатого колеса, с неподвижным ходовым винтом 49. Зубчатое колесо 47 и гайка 48 смонтированы в корпусе 50. Корпус 50 выполнен разъемным из двух одинаковых деталей. Обе детали корпуса 50 жестко соединены между собой и закреплены на основной платформе 36 каретки 7 через кронштейн (не показан). Ходовой винт 49 закреплен кронштейнами 51 и 52 на направляющей 6. The drive 8 of the reciprocating movement of the carriage 7 (see Fig.6) is kinematically connected through gears 46, 47 and a nut 48, made in the form of a gear, with a fixed spindle 49. The gear 47 and nut 48 are mounted in the housing 50. The housing 50 is made detachable from two identical parts. Both parts of the housing 50 are rigidly interconnected and mounted on the main platform 36 of the carriage 7 through a bracket (not shown). The lead screw 49 is fixed by brackets 51 and 52 to the guide 6.

Описанный пример выполнения привода 8 возвратно-поступательного перемещения каретки 7 не является обязательным и может быть выполнен другим. Привод 8 может быть закреплен на стенке камеры 1 (не показано) и непосредственно соединен с ходовым винтом каретки 7, смонтированным с возможностью вращения и взаимодействия с гайкой. При этом гайка должна быть закреплена на основной платформе 36 каретки 7. The described example of the execution of the drive 8 of the reciprocating movement of the carriage 7 is optional and can be performed by another. The drive 8 can be mounted on the wall of the chamber 1 (not shown) and directly connected to the lead screw of the carriage 7, mounted for rotation and interaction with the nut. In this case, the nut should be fixed on the main platform 36 of the carriage 7.

Проем камеры 1, через который пропущена штанга 12, перекрыт подвижным щитком 53 (см. фиг.1, 3 и 4). Подвижный щиток 53 выполнен в виде гибкой ленты, оба конца которой намотаны на барабаны 54 и 55. Барабаны 54 и 55 установлены на осях 56 и 57 вращения и подпружинены пружинами 58 и 59. Оси 56 и 57 закреплены соответственно на кронштейнах 60 и 61. В подвижном щитке 53 выполнено отверстие, через которое пропущена длинномерная втулка 62 каретки 7. Втулка 62 может быть выполнена отдельной деталью, закрепленной на каретке 7, или быть выполненной заодно с кареткой 7. Втулка 62 жестко соединена с подвижным щитком 53. Нижняя часть штанги 12 размещена в направляющей, которой является втулка 62 каретки 7. Боковые края подвижного щитка 53 размещены в продольных пазах, выполненных в направляющей 6 (см. фиг.4). The opening of the chamber 1, through which the rod 12 is passed, is blocked by a movable shield 53 (see figures 1, 3 and 4). The movable flap 53 is made in the form of a flexible tape, both ends of which are wound on drums 54 and 55. The drums 54 and 55 are mounted on the axes 56 and 57 of rotation and are spring-loaded by springs 58 and 59. The axles 56 and 57 are mounted respectively on the brackets 60 and 61. B the movable shield 53 has a hole through which the long sleeve 62 of the carriage 7 is passed. The sleeve 62 may be a separate part mounted on the carriage 7, or be integral with the carriage 7. The sleeve 62 is rigidly connected to the movable shield 53. The lower part of the rod 12 is placed in the guide, which is the sleeve 62 of the carriage 7. The lateral edges of the movable flap 53 are placed in the longitudinal grooves made in the guide 6 (see figure 4).

В приводе 4 вращения детали может быть применен электродвигатель переменного тока, поскольку вращение различных деталей в процессе нанесения покрытия на их поверхности может осуществляться с одинаковой скоростью независимо от их размеров. При этом необходимые технологические режимы обеспечиваются электродвигателями приводов 8, 9 и 11. В приводе 8 возвратно-поступательного перемещения каретки 7, приводе 9 механизма колебательного перемещения плазматрона 10 и приводе 11 возвратно-поступательного перемещения штанги 12 могут использоваться как шаговые электродвигатели, так и двигатели постоянного тока. Управление этими двигателями осуществляется устройством программного управления промышленного робота. Такие устройства выпускаются промышленностью в Российской Федерации и за рубежом. В настоящее время более современными являются устройства второго поколения, выполняемые на базе микро-ЭВМ и микропроцессоров. Характерным признаком этих устройств является реализация функций управления средствами программного обеспечения вместо схемной реализации заданного набора функций. Многие устройства этого поколения имеют режим адаптивного управления, при котором по сигналам с датчиков (не показаны), установленных на исполнительных механизмах промышленного робота установки, осуществляется корректировка программы. В качестве датчиков используются, например, фотоэлектрические датчики, которые связаны с выходными валами приводов 8, 9 и 11, а также конечные выключатели, устанавливаемые в крайних положениях подвижных элементов исполнительных механизмов. An AC electric motor can be used in the part rotation drive 4, since the rotation of various parts during the coating process on their surface can be carried out at the same speed regardless of their size. In this case, the necessary technological conditions are provided by the electric motors of the drives 8, 9 and 11. In the drive 8 of the reciprocating movement of the carriage 7, the drive 9 of the mechanism of oscillatory movement of the plasmatron 10 and the drive 11 of the reciprocating movement of the rod 12 can be used as stepper motors, and DC motors current. These engines are controlled by an industrial robot software control device. Such devices are manufactured by industry in the Russian Federation and abroad. Currently, second-generation devices based on micro-computers and microprocessors are more modern. A characteristic feature of these devices is the implementation of software tool management functions instead of the circuit implementation of a given set of functions. Many devices of this generation have an adaptive control mode, in which the program is adjusted using signals from sensors (not shown) installed on the actuators of the industrial robot of the installation. As sensors, for example, photoelectric sensors are used, which are connected to the output shafts of the drives 8, 9, and 11, as well as limit switches installed in the extreme positions of the movable elements of the actuators.

В зависимости от типа обрабатываемой детали осуществляется соответствующая настройка и последовательность работы исполнительных механизмов установки, которая записывается на программу управления. Depending on the type of workpiece, the corresponding adjustment and sequence of operation of the actuators of the installation is carried out, which is recorded on the control program.

При закреплении покрываемой детали на шпинделе 5 привода 4 вращения детали дверь 2 камеры 1 открыта, а каретка 7 отведена в исходное положение. В зависимости от вида наносимого покрытия в плазматрон 10 подают проволоку или порошок. Устройства (не показаны), осуществляющие такую подачу покрываемого материала, монтируются на камере или рядом с ней. В камере 1 выполнены отверстия для подвода через них покрываемых материалов. When fixing the part to be coated on the spindle 5 of the drive 4 for rotating the part, the door 2 of the chamber 1 is open, and the carriage 7 is retracted to its original position. Depending on the type of coating applied, a wire or powder is fed into the plasmatron 10. Devices (not shown) that supply this coated material are mounted on or near the camera. The chamber 1 has holes for supplying coated materials through them.

Заданные технологией режимы: скорость перемещения каретки 7, скорость перемещения штанги 12, скорость углового (колебательного) перемещения плазматрона 10, количество совершаемых плазматроном 10 перемещений по заданной траектории во время нанесения покрытия на поверхность детали задаются программой управления. Поскольку, как это уже отмечалось выше, в установке могут использоваться устройства программного управления промышленным роботом, выпускаемые промышленностью, поэтому здесь не рассматривается их устройство и работа. The modes specified by the technology: the speed of movement of the carriage 7, the speed of movement of the rod 12, the speed of the angular (vibrational) movement of the plasmatron 10, the number of movements made by the plasmatron 10 along a given path during coating on the part surface are set by the control program. Since, as already noted above, the installation can use industrial robot control devices manufactured by the industry, therefore, their device and operation are not considered here.

Предложенная установка имеет большие функциональные возможности, обеспечивая покрытие следующих наружных и внутренних поверхностей различных деталей: сферических, цилиндрических, конических, фасонных со сложной конфигурацией и торцевых плоских поверхностей. Это достигнуто возможностью перемещения плазматрона по трем координатам (X, Y, φ) независимо друг от друга. The proposed installation has great functionality, providing coverage of the following external and internal surfaces of various parts: spherical, cylindrical, conical, shaped with a complex configuration and end flat surfaces. This is achieved by the possibility of moving the plasmatron in three coordinates (X, Y, φ) independently of each other.

Claims

1. Installation for plasma spraying, comprising a heat and sound insulating chamber with an opening through which an actuator of the oscillator mechanism of the plasmatron is inserted inside the chamber, the hollow shaft of which is connected to the drive of the oscillator mechanism of the plasmatron, the carriage and the drive of its reciprocating movement along the guides, movable shield with a hole covering the chamber opening, a part rotation drive, characterized in that it is additionally provided with a hollow bar and its guide, made in the carriage and passed through the hole in the shield, while the rod is introduced into the chamber, and one end of the rod is rigidly connected to the nut of an additional screw transmission, the screw of which is installed in the bearings on the carriage parallel to the axis of the rod and kinematically connected to the reciprocating drive moving the rod, the other end of the rod is placed in its guide, inside the rod there is a telescopic shaft formed by the hollow shaft of the oscillating mechanism of the plasmatron and additionally introduced shaft, one end of which is connected to the hollow shaft, with the possibility of axial displacement, and the other end is installed in the bearing support on the rod and connected to the plasmatron.

2. Installation for plasma spraying according to claim 1, characterized in that the movable flap is made in the form of a flexible tape, both ends of which are wound on spring-loaded drums.