SU742119A1

SU742119A1 - Plant for applying coatings of ferromagnetic powders

Info

Publication number: SU742119A1
Application number: SU782585488A
Authority: SU
Inventors: Борис Петрович Борисов; Виталий Павлович Рябчун; Игорь Федорович Марченко
Original assignee: За витель
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1980-06-25

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам дл наращивани и упрочнени эле .ктропровод щих поверхностей деталей в магнитном поле ферромагнитными порошками и может найти применение в 5 машиностроении и машиноремонте.The invention relates to devices for building up and hardening electrically conductive surfaces of parts in a magnetic field with ferromagnetic powders and can be used in mechanical engineering and mechanical repair.

Известна установка дл нанесений покрытий ферромагнитными порошками, удерживаемыми в рабочем зазоре мах- нитным полем, создаваемым магнитной Ю системой, состо щей из магнитопровода и подпружиненного сердечника, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещени в направлении, перпендикул рном к по- 15 верхностй детали,причем сердечник и деталь включены в электрическую . цепь внешнего импульсного источника тока.A known apparatus for coating ferromagnetic powders held in the working gap by a magnetic field created by a magnetic system consisting of a magnetic core and a spring-loaded core installed with reciprocating motion in a direction perpendicular to the surface of the part. core and part included in the electrical. external pulse source circuit.

При подаче в рабочий зазор гранул 20 ферромагнитного порошка (микроэлектродов последние замыкают электрическую цепь, плав тс проход щим по ним током, а полученный расплав распредел етс по поверхности детали и проко-25 вываетс в момент удара по ней сердечников 1 .When the granules 20 are fed with ferromagnetic powder (microelectrodes, the latter close the electrical circuit, melt the current passing through them, and the resulting melt is distributed over the surface of the part and prokhod-25 is released at the moment of impact of the cores on it 1.

Недостатком известного устройства вл етс то, что интенсивностьудара сердечников по детали и, следователь-30A disadvantage of the known device is that the intensity of the impact of the cores on the part and, the investigator-30

но, эффект перемещени расплава и проковки наплавленного сло зависит от того же магнитного потока, который удерживает микроэлектроды в рабочих зазорах, так как интенсивность удара и, следовательно, эффект проковки функционально св заны с технологическим магнитным потоком, причем, чем больше магнитный поток, тем больше амплитуда осцилл ции и интенсивнее удар. Однако повы1иенное значение магнитной индукции 3 рабочих зазорах ведет к увеличенному выбросу расплава из зазоров вследствие электродинамических сил взаимодействи тока, протекающего через расплав, с-магнитнымпотоком взазорах. Дл одновременной оптимизации процесса как по величине магнитного потока в рабочих зазорах, так и по эффекту проковки сло и перемешиванию расплава, необходимо иметь возможность управл ть технологическим магнитным потоком и амплитудой осцилл ции сердечников независимо друг от друга.however, the effect of melt movement and forging the deposited layer depends on the same magnetic flux that keeps the microelectrodes in the working gaps, since the intensity of the impact and, therefore, the forging effect are functionally related to the technological magnetic flux, and the larger the magnetic flux, the greater oscillation amplitude and intense blow. However, the high magnitude of the magnetic induction in the 3 working gaps leads to an increased ejection of the melt from the gaps due to the electrodynamic forces of the interaction of the current flowing through the melt with a magnetic flux gap. In order to simultaneously optimize the process both in terms of the magnitude of the magnetic flux in the working gaps, and on the effect of layer forging and melt mixing, it is necessary to be able to control the technological magnetic flux and the oscillation amplitude of the cores independently of each other.

Кроме того, прохождение всего магнитного потока (за вычетом потока рассеивани ) через рабочие зазоры и детаипь вызывает у последней большую остаточную намагниченность, что приодит к запаздыванию отхода сердечиков от наплавл емой поверхности в омент паузы тока в катушках. Наблюаетс как бы прилипание сердечниов к детали. Это вление вызывает сбой осцилл ции сердечников, снижает стабильность наплавки.In addition, the passage of the entire magnetic flux (minus the dissipation flux) through the working gaps and details causes the latter to have a large residual magnetization, which leads to a delay in the escape of the cores from the weld surface into the oment of the current pause in the coils. There is a kind of adhesion of the cores to the part. This phenomenon causes a failure of oscillation of the cores, reduces the stability of the cladding.

Цель изобретени - повышение качества обработки и стабилизаци процесса обработки.The purpose of the invention is to improve the quality of processing and stabilize the processing process.

Достижение поставленной цели обеспечиваетс тем, что в установке дл нанесени покрытий ферромагнитными порошками магнитопровод выполнен из двух П-образных частей,,расположенных по обе стороны от сердечника на стойках из немагнитного материала, смонтированных на основании с возможностью установочного перемещени вдоль сердечника, на боковых сторонах которого, обращенных к П-образным част м магнитопровода выполнены выступы, а сам сердечник установлен на плоских пружинах, закрепленных на основании.The achievement of this goal is ensured by the fact that in the device for coating by ferromagnetic powders the magnetic core is made of two U-shaped parts, located on both sides of the core on racks of non-magnetic material mounted on the base with the possibility of installation movement along the core, on the sides of which facing the U-shaped parts of the magnetic circuit are made protrusions, and the core is mounted on flat springs attached to the base.

Кроме того, с целью регулировани технологического магнитного потока сердечник снабжен винтом из ферромагнитного материала.In addition, in order to regulate the technological magnetic flux, the core is equipped with a screw made of a ferromagnetic material.

На чертеже схематически показана установка, общий вид.The drawing shows schematically the installation, the overall appearance.

Обрабатываема деталь 1 закреплена например, в центрах, электроизолированных от корпуса установки втулками 2. Сменный полюсный наконечник 3, смонтированный неподвижно на сердечнике 4 электромагнита 5, отстоит своим торцом от поверхности детали на некоторый рабочий зазор. Неподвижный корпус вращающегос центра б соединен с одним полюсом импульсного источника тока, а сердечник 4, и следовательно, наконечник 3 - с другим. Сердечник 4, имеет выступы и монтируетс с помощью плоских пружин 7 на основании 8, электроизолированном от станины прокладкой 9. В сердечнике выполнено резьбовое отверстие, играющее роль регулируемого воздушного зазора, в которое ввернут винт 10 из ферромагнитного материала. Магнитопровод электромагнита 5 состоит из двух П-образных частей 11, смонтированных на немагнитных стсэйках 12. Стойки 12 имеют в своей нижней части продольные пазы, через которые пропущены болты 13, креп щие , стойки к основанию.The workpiece 1 is fixed, for example, in the centers electrically insulated from the installation case by bushings 2. The replaceable pole tip 3, mounted stationary on the core 4 of electromagnet 5, is separated by its end from the workpiece surface to some working clearance. The stationary case of the rotating center b is connected to one pole of the pulsed current source, and the core 4, and therefore the tip 3, is connected to the other. The core 4 has protrusions and is mounted with the help of flat springs 7 on the base 8, electrically insulated from the bed by a gasket 9. The core has a threaded hole playing the role of an adjustable air gap into which the screw 10 is made of ferromagnetic material. The magnetic circuit of the electromagnet 5 consists of two U-shaped parts 11 mounted on non-magnetic stseikah 12. Racks 12 have in their lower part longitudinal grooves through which the bolts 13, fastening, stand to the base.

Установка работает следующим обpasoivi .The installation works as follows.

1 устанавливаетс , например , в центрах и приводитс в технологически необходимое движение. Корпус центра 6 и сердечник 4 подключаютс к полюсам внешнего импульсного источника тока, тем самым подаетс напр жение на деталь 1 и полюсный наконечник 3. Между торцом полюсного наконечника и направл емой поверхностью устанавливаетс некоторый рабочий зазор. П-образные части 11 магнитопровода , расположенные в одной плоскости с сердечником 4, смещаютс относительно его выступов в осевом направлении на величину h и фиксируютс на основании 8 болтами 13. Катушка электромагнита 5 подключаетс к источнику импульсного электри- . ческого тока. Возникающий при этом магнитный поток делитс на две составл ющие . Меньша из них - технологический поток , - пронизывает полюсный наконечник 3, рабочий зазор, деталь 1 и удерживает микроэлектроды в рабочем зазоре при их поступлении из дозатора. Больша часть магнитного потока Фоси,. ответвл етс через выступы в П-образные части 11 магнитопровода . Смещением магнитопровода относительно сердечника достигаетс искривление магнитносиловых линий в области выступов на сердечнике и по вление в св зи с этим продольной составл ющей потока Qp. За счет этой продольной составл ющей обеспечиваетс продольна сила прит жени выступов сердечника к торцам.П-образных частей магнитопровода и тем самым его поступательное движение по направлению к детали. В конце каждого поступательного хода сердечника к детали осуществл етс удар полюсного наконечника 3 по обрабатываемой поверхности . При этом плоские пружины 7 играют одновременно роль направл ющих и упругих элементов системы, обеспечиаа как траекторию перемещени сердечников , так и возврат их в исходное положение в момент паузы тока в катушке электромагнита. В конце каждого поступательного хода сердечника к детали осуществл етс удар полюсного наконечника 3 по обрабатываемой поверхности . 1 is set, for example, in the centers and is driven into the technologically necessary movement. The center body 6 and the core 4 are connected to the poles of the external pulsed current source, thereby applying voltage to the part 1 and the pole tip 3. Some working gap is established between the end of the pole tip and the guiding surface. The U-shaped parts 11 of the magnetic circuit, located in the same plane with the core 4, are displaced relative to its protrusions in the axial direction by the value h and fixed on the base 8 by bolts 13. The coil of the electromagnet 5 is connected to a source of pulsed electric. chesky current. The resulting magnetic flux is divided into two components. The smaller of them, the process flow, penetrates the pole tip 3, the working gap, part 1 and keeps the microelectrodes in the working gap when they enter from the dispenser. Most of Fosi's magnetic flux. branches through the projections into the U-shaped parts 11 of the magnetic circuit. By displacing the magnetic core relative to the core, the curvature of the magnetic-force lines in the region of the protrusions on the core is achieved and, in connection with this, the longitudinal component of the flux Qp appears. Due to this longitudinal component, the longitudinal force of the protrusions of the core to the ends is provided. The P-shaped parts of the magnetic circuit and thereby its translational movement towards the part. At the end of each translational stroke of the core to the part, the pole tip 3 is struck against the surface to be treated. In this case, the flat springs 7 simultaneously play the role of the guides and elastic elements of the system, ensuring both the trajectory of the cores moving and their returning to the initial position at the moment of the current pause in the electromagnet coil. At the end of each translational stroke of the core to the part, the pole tip 3 is struck against the surface to be treated.

Величина потока Фдсд самым амплитуда осцилл ции и интенсивность удара,регулируетс независимо от потока ФТР;(„ изменением зазора h. С увеличением зазора h при установочных перемещени х магнитопровода 11 достигаетс увеличение магнитного сопротивлени зазоров Гмагнитна провод1 мость уменьшаетс ) и величина потока Ф уменьшаетс . Соответственно становитс меньше продольна составл юща этого потока, что в свою очередь приводит к снижению продольной силы прит жени выступов- сердечника к торцам магнитопровода . В результате амплитуда уменьшаетс .The magnitude of the Fdsd flux at the very amplitude of the oscillation and the intensity of the impact is controlled independently of the PTR flux; (by changing the gap h. With increasing gap h with mounting movements of the magnetic conductor 11, the magnetic resistance of the gaps of the magnetic conductivity decreases and the flux Φ decreases. Accordingly, it becomes less than the longitudinal component of this flow, which in turn leads to a decrease in the longitudinal force of attraction of the protrusions — the core to the ends of the magnetic circuit. As a result, the amplitude decreases.

Уменьшением эазоров h до нулевого значени достигаетс рост потока , 0 его продольной составл ющей, продольной силы прит жени и, как результат, увеличение амплитуды осцилл ции.By reducing the Eazors h to zero, an increase in the flux, 0 of its longitudinal component, a longitudinal attractive force, and, as a result, an increase in the amplitude of oscillation, is achieved.

При дальнейшем смещении магнитопровода вдоль оси сердечника, т.е. 5 когда зазоры h уже отсутствуют иWith further displacement of the magnetic circuit along the axis of the core, i.e. 5 when the gaps h are already missing and

обеспечиваетс перекрытие выступов сердечника торцами магнитопровода, магнитно-силовые линии вход т в торцы магнитопровода под углом, близки к пр мому. Это ведет к уменьшению продольной составл ющей потока Форц. и к уменьшению амплитуды осцилл цииthe projections of the core overlap with the ends of the magnetic circuit, the magnetic field lines enter the ends of the magnetic circuit at an angle close to the straight line. This leads to a decrease in the longitudinal component of the Forz flow. and to decrease the oscillation amplitude

Технологический магнитный поток Ф р регулируетс независимо от потока Фор ввинчиванием или вывинчивание из сердечника 4 ферромагнитного винта 10. При ввинчивании винта 10, например , на половину глубины резьбового отверсти , происходит частично заполнение отверсти ферромагнитной массой. Соответственно магнитное сопротивление воздушного зазора, роль которого в сердечнике и выполн ет резьбовое отверстие, уменьшает .с / а поток ,„ возрастает .Technological magnetic flux Φ p is controlled independently of the flow. By screwing in or unscrewing ferromagnetic screw 10 from core 4. Screwing in screw 10, for example half the depth of a threaded hole, partially fills the hole with a ferromagnetic mass. Accordingly, the magnetic resistance of the air gap, the role of which in the core is made by the threaded hole, decreases the flow rate, increases.

в св зи с тем, что технологический магнитный поток Ф пронизывающий деталь, составл ет лишь часть, причем меньшую, суммарного потока электромагнита, остаточна намагниченность детали незначительна, а вление залипани сердечника и сбо осцилл ции устран етс .Due to the fact that the technological magnetic flux F of the piercing part is only a part, and the smaller total flux of the electromagnet, the residual magnetization of the part is insignificant, and the phenomenon of sticking of the core and oscillation is eliminated.

Гранулы ферромагнитного порошка (микроэлектроды), поступающие из дозатора в -рабочий зазор, удерживаютс там технологическим магнитным потоком Фтелн замыкают электрическую цепь наконечник-деталь, расплавл ютс совместно с некоторыми микрообъемами на поверхности детали Полученный расплав равномерно распредел етс по направл емой поверхности и проковываетс после кристаллизации при ударе сердечника по детали.Granules of ferromagnetic powder (microelectrodes) coming from the dispenser into the working gap are held there by technological magnetic flux. Phtel closes the tip-piece electrical circuit, melts together with some microvolumes on the surface of the part. The resulting melt is evenly distributed along the directional surface and forging after crystallization when the core strikes the part.

Данное устройство позвол ет обеспечить стабильную осцилл цию сердечника и при одном электромагните. Тогда размеры установки станов тс не св занными с габаритами обрабатываемой детали и,кроме того, по вл етс возможность, использу предлагаемое устройство в качестве типового блока , монтировать двух и многополюсные установки, располага электромагниты в пространстве необходимым образом.This device allows a stable oscillation of the core and with one electromagnet. Then the dimensions of the installation become unrelated to the dimensions of the workpiece and, moreover, it is possible, using the proposed device as a typical unit, to install two-pole and multi-pole installations, having the electromagnets in space as necessary.

Рациональное использование энергии магнитного пол в данном устройстве позвол ет повысить его КПД иRational use of the energy of the magnetic field in this device allows you to increase its efficiency and

сводит к минимуму вление залипани сердечника и сбо осцилл ции. Следовательно , процесс электроферромагнитной обработки стабилизируетс .minimizes the phenomenon of sticking of the core and oscillations. Consequently, the electro ferromagnetic process is stabilized.

Использование плоских пружин обеспечивает не только демпфирование колебаний , но и траекторию перемещени сердечника, что позвол ет отказатьс от направл ющих, примененных в известном устройстве, и тем самым упрощает конструкцию, повышает ее надеж0 ность.The use of flat springs not only damps the oscillations, but also the trajectory of the core, which makes it possible to abandon the guides used in the known device, and thereby simplifies the design and increases its reliability.

Данна конструкци обеспечивает повьлдение качества наплавленных слоев , исключение сбоев осцилл ции, а также надежное управление амплитудой This design ensures quality of the deposited layers, exclusion of oscillation failures, as well as reliable amplitude control.

5 осцилл ции и, следовательно, эффектом проковки.5 oscillations and, therefore, a forging effect.

формула изобретени invention formula

00

Claims

1. Installation for coating with ferromagnetic powders held in the working gap by a magnetic field created by a magnetic system consisting of a magnetic core and

5 spring-loaded core installed with the possibility of reciprocating movement in the direction perpendicular to the surface of the part, with the core and part

0 are included in the electrical circuit of an external pulsed current source, characterized in that

With the purpose of improving the quality of processing and stabilization of the processing process, the magnetic core is made of two P-about 5 different parts located on both sides of the core on racks of non-magnetic material mounted on the base with the possibility of installation movement along the core, on the sides of which the U-shaped parts of the magnetic circuit are made protrusions, and the core is mounted on flat springs attached to the base.

five

2. Installation pop. 1, I differ from the fact that, in order to regulate the technological magnetic flux, the core is equipped with a screw made of a ferromagnetic material.

0

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 492132, cl .- B 23 K 11/00, 1973. fi