Образец курсовой, страница 3

Нередко компактный трансформатор встраивают в сами клещи, пистолет (рис. 5.5, а, б). Это уменьшает сопротивление вторичного контура и потребляемую из сети мощность. Увеличенную массу клещей уравновешивают грузом.

Специальные машины сваривают группу типовых деталей или определенный узел. Конструкция и компоновка таких машин весьма разнообразны в зависимости от вида сварки, формы и размеров деталей, степени автоматизации вспомогательных операций.

Рис. 2.1. Машина точечной сварки

2.3 Конструктивные элементы машин контактной сварки

2.3.1 Корпуса и станины

Корпус машин прессового типа точечной, рельефной, шовной сварки состоит из силовых элементов: стенок корпуса 2, верхнего 1 и нижнего 6 кронштейнов (рис. 2.2). Они воспринимают значительный изгибающий момент от усилия сжатия деталей и обеспечивают необходимую жесткость всей машины. Для удобства изготовления, монтажа элементов корпуса, а также возможности регулирования раствора консолей h нижний кронштейн обычно соединяют с передней стенкой болтами. В отдельных случаях оба кронштейна и стенки изготовляют в виде единой сварной или литой конструкции (жесткой скобы). Сварочный трансформатор, элементы механизма вращения и другие системы часто располагают в каркасе 3 за корпусом, реже сбоку стенок корпуса. При боковом расположении трансформатора или выпрямительных блоков переднюю стенку корпуса делают без проема, что дополнительно повышает жесткость. Силовую часть и каркас крепят на подставке 4. В некоторых случаях для разгрузки нижней токоведущей консоли и кронштейна устанавливают домкрат 5.

Рис. 2.2. Корпус машин прессового типа точечной, рельефной и шовной сварки

2.3.2. Сварочный контур машин контактной сварки

Сварочный контур — это система токоведущих элементов и электрических контактов, обеспечивающих подвод тока от вторичного витка трансформатора к свариваемым деталям.

В машинах точечной сварки контур состоит из консолей, электрододержателей, гибких и жестких шин, электродов, а также ряда других элементов. Размеры и конструкция элементов сварочного контура зависят от типа машины, сварочного тока и усилия сжатия, рабочего пространства l и h (см. рис. 2.1). Чем дальше расположен трансформатор от электродов, тем больше вылет l и тем больше размеры деталей, которые могут быть сварены на данной машине без кантования. Однако увеличение вылета l и раствора h вызывает рост сопротивления вторичного контура и мощности, забираемой из сети. Поэтому l вполне определенна для каждой машины и должна соответствовать стандарту или техническому условию на машины, например, 300, 500, 800, 1200, 1500, 1700 мм.

Верхнюю консоль изготовляют либо в виде короткого цилиндрического стержня, либо в виде жесткой шины с гнездом крепления электрододержателя. В первом случае она воспринимает изгибающий момент от усилия сжатия, во втором — выполняет лишь функцию токоподвода, а изгибающий момент воспринимается ползуном и корпусом машины. Через гибкие и жесткие шины верхняя консоль соединена со сварочным трансформатором.

Нижняя консоль (рис. 5.8), соединенная гибкими шинами с трансформатором, подводит ток к электрододержателю. В машинах малой мощности она является одновременно и элементом, воспринимающим нагрузку от усилия сжатия. В современных машинах средней и большой мощности ее полностью или частично разгружают нижним кронштейном.

Рис. 2.3. Консоли и электрододержатели машин точечной сварки различной мощности:
a - большой; б - средней; в - малой; г - для микросварки

Консоли изготовляют из меди, высокоэлектропроводящих бронз цилиндрической или плоской формы обычно с внутренним водяным охлаждением (рис. 2.3, а, б). Консоли небольших машин, особенно для микросварки, имеют естественное (воздушное) охлаждение (рис. 2.3, в, г).

Нижняя цилиндрическая консоль, закрепленная в токоведущем контакте, имеет возможность поворота вокруг оси и перемещения в продольном направлении (примерно на 10% ее длины). Это облегчает регулировку соосности электродов и переналадку машины в зависимости от формы свариваемых узлов. Кроме того, нижнюю консоль вместе с нижним кронштейном можно перемещать вверх-вниз ступенчато (на шаг болтов) или плавно.

Жесткость силовых элементов (консолей, кронштейнов, стенок корпуса) в машинах точечной, рельефной и шовной сварки оценивают упругим вертикальным смещением электродов при номинальном усилии сжатия. При l ≤ 500 мм смещение не должно превышать 1 мм, при l = 500 ÷ 1200 - 1,5 мм, при l ≥ 1200 - 2 мм. Домкрат уменьшает смещение, но ограничивает минимальные размеры свариваемых узлов (например, длину и диаметр обечаек).

Электрододержатели (см. рис. 2.3, а, б) служат для крепления электродов l, одновременно являясь силовыми и токоведущими элементами. Их изготовляют из медных сплавов с высокой электропроводимостью. В точечных машинах большой мощности (см. рис. 2.3, а) электрододержатель 3 крепят к консоли 5 съемной колодкой 8 с помощью двух винтов 9, ввернутых в палец 4 из немагнитной стали, запрессованной в консоль. В машинах средней мощности крепление осуществляют нередко с боковым прижимом электрододержателя съемной колодкой (см. рис. 2.3, б). В машинах малой мощности - в гнезде консоли с продольной прорезью (см. рис. 2.3, в), а в машинах для микросварки (например, в монтажных столах) электрододержатели часто вообще отсутствуют, и электроды крепят непосредственно в консоль (см. рис. 2.3, г).

Электрододержатели имеют конусное гнездо для крепления электрода и систему внутреннего охлаждения. Конусная посадка создает надежный электрический контакт, хорошую герметичность, соосность электрода и электрододержателя и сравнительно легкий съем. Однако в машинах малой мощности для микросварки крепление электрода может быть иным (например, резьбовое). Система внутреннего охлаждения обычно состоит из штуцеров 6, 7, внутренней подающей трубки 2 и наружного сливного канала. Срез трубки делают под углом 30-45°, чтобы вода свободно омывала дно электрода даже при касании трубки. В труднодоступных местах применяют изогнутые электрододержатели, и система охлаждения каналов становится более сложной (см. рис. 2.3, б).

Рис. 2.4. Сварочный контур машины стыковой сварки	Рис. 2.5. Гибкие шины машин контактной сварки: а - наборные; б - витые

В машинах стыковой сварки (рис. 2.4) система токоподвода состоит из контактных плит или подвижной и неподвижной колодок 3, укрепленных в стальных плитах 5. Гибкими шинами 2 к колодкам подводится ток от сварочного трансформатора 1. На колодках монтируются электроды - губки 4.

Гибкие шины применяют для возможности перемещения подвижных сварочных головок и нижней консоли машин точечной, рельефной и шовной сварки, а также подвижной плиты при стыковой сварке. Такие шины изготовляют из прямоугольных свободно изогнутых листов медной фольги наборными или витыми (рис. 2.5, а, б) и скрепляют болтами с другими жесткими токоподводящими элементами. В машинах микросварки иногда применяют гибкие провода из множества тонких проволок, впаянных в медные наконечники.

Гибкий кабель подвесных машин с отдельным трансформатором должен быть достаточно легким, гибким, длинным. Его изготовляют либо в виде двух отдельных проводов, либо в виде так называемого бифилярного кабеля, в котором параллельные изолированные проводники составляют прямую и обратную связь между клещами и трансформатором. В промежутках между проводниками циркулирует охлаждающая вода, что позволяет резко повысить плотность тока (до 100 А/мм²). Бифилярный кабель обладает малой индуктивностью, уравновешенностью электродинамических сил и значительно меньшими толчками при включении тока, чем в случае двух отдельных проводов.

Контакты - участки крепления токоведущих элементов сварочного контура. Контакты разделяются на постоянные - неподвижные (в основном болтовые соединения), переменные - неподвижные (часто сменяемые соединения электрода с электрододержателем, последнего с консолью и др.) и подвижные (вращающиеся контакты в подшипнике роликовых головок шовных машин). Величина электрического сопротивления контактов в значительной мере меняется (особенно в переменных подвижных). Поэтому стремятся сохранить исходное качество контактов и снизить величину сопротивления за счет периодического подтягивания болтов, серебрения контактирующих поверхностей, применения электропроводящего смазочного материала и др.

2.4. Электроды

Электроды (ролики) непосредственно подводят к деталям сварочный ток и усилие сжатия. Они одновременно являются эле­ментами вторичного контура, силовыми конструктивными элемен­тами машины и сменным технологическим инструментом.

2.4.1. Конструкции электродов

Электроды и ролики имеют три основные части: рабочую 1, среднюю 2 и посадочную 3 (рис. 2.6), а также каналы 4 для охлаждения.

Рис. 2.6. Основные элементы конструкции; а — электрода; б — ролика

Рабочая часть — это расходуемый участок длиной l_p и диаметром D_э, допускающий в процессе длительной эксплуатации многократные переточки. В новых электродах l_p обычно составляет (0,7÷0,8)D_э. Форма заточки рабочей части электродов (рис. 2.6) может быть сферической, конической, а в некоторых случаях цилиндрической. Угол конической рабочей части = 30° (см. рис. 2.6, а). Увеличение угла понижает стойкость электродов из-за более интенсивного смятия рабочей поверхности. Уменьшение угла увеличивает колебания размеров d_э даже при небольших деформациях.

Рабочая часть роликов может быть с односторонним или двусторонним скосом, либо вообще без скоса, например, прямоугольная (рис. 2.6, е).

Электроды со сферической и конической рабочей частью применяют для соединений группы А. Электроды с цилиндрической рабочей частью и ролики с прямоугольной (рис. 2.7, в, е) — для соединений группы Б с уменьшенными значениями диаметра ядра, а также в микро- и рельефной сварке. Указанные электроды и электроды, изображенные на рис. 2.7, б, но с увеличенной в 3—4 раза рабочей поверхностью, применяют, если требуется с одной стороны детали уменьшить вмятину (однако с противоположной стороны она может несколько увеличиться). На рабочей части имеется рабочая (контактная) поверхность (РП), которая обеспечивает непосредственный механический и электрический контакт с деталями. Форма и размеры РП являются важнейшей технологической характеристикой электродов и параметром режима сварки. Форма такой поверхности должна соответствовать форме поверхности деталей в месте сварки. При сварке листовых деталей ее исходная форма либо плоская (цилиндрическая у роликов), либо сферическая (радиальная у роликов). В первом случае форма рабочей поверхности характеризуется радиусом R3, Rp, во втором — диаметром d_э или шириной f_p (рис. 5.13, а-е). Обычно d_э и f_p равны между собой, но меньше соответственно диаметра электрода D_э и ширины ролика S_p (см. рис. 2.6). Однако нередко, особенно в микросварке, применяют электроды с d_э = D_э и f_p = S_p.

Размеры и форма рабочей поверхности электродов (роликов) влияют на размеры и стабильность литой зоны соединения, поэтому их начальные значения устанавливают строго в соответствии с толщиной деталей. Каждая форма рабочей поверхности и рабочей части электродов имеет свои преимущества и недостатки, а также рациональные области применения.

Корпус электрода 2 (см. рис. 2.6) воспринимает большие усилия сжатия и токи, однако нагревается меньше, чем рабочая поверхность. Размеры D_э стандартизованы: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 мм. В микросварке они уменьшаются до 1—2 мм. Диаметр корпуса выбирают по максимальному усилию сжатия F из соотношения D_э = (0,015÷0,03) F. Этот диаметр несколько увеличивают при сварке алюминиевых и магниевых сплавов.

Толщина роликов S_p обычно в 2—3 раза больше ширины рабочей поверхности f_p. Диаметр роликов D_э в машинах средней и большой мощности составляет 100—400 мм. При микросварке он значительно меньше. Диаметр ролика влияет на размеры площади контакта, поэтому D_э также является характеристикой рабочей поверхности. Например, при сварке кольцевых швов обечаек диаметр внутреннего ролика устанавливают значительно меньше наружного.

Конусный хвостовик 3 электрода (см. рис. 2.6) должен обеспечивать надежный механический и электрический контакт с конусным отверстием электрододержателя, герметичность сочленения и легкий съем. Конусность устанавливают в зависимости от диаметра электрода и усилия сжатия: при D_э < 25 мм и F < 1500 даН 1:10, при Д, > 25 и F > 1500 даН 1:5. Иногда в небольших точечных машинах и при микросварке крепление электродов может быть иным, например, резьбовым. У роликов посадочными поверхностями 3 являются торцовая и цилиндрическая (см. рис. 2.6, б). Способы крепления роликов различны (см. 2.6, б). Часто электрический контакт обеспечивается тщательно обработанной торцовой поверхностью ролика, а передача сварочного усилия — внутренней цилиндрической.

Рис. 2.7. Форма рабочей части электродов I и роликов II: