Пневматические приводы и аппаратура электросварочного оборудования

В развитии атомного, металлургического и химического машиностроения, выпуска сельскохозяйственных машин, нефте- и газопроводов, строительных конструкций, судов, автомобилей и других основных видов продукции важная роль принадлежит сварке, обеспечивающей высокую прочность и долговечность выпускаемых изделий, экономию материалов, сокращение сроков и стоимости работ.

Ежегодно в нашей стране сваривается около 70 млн. т различных металлических конструкций. За годы десятой пятилетки необходимо в 2—3 раза увеличить производство электросварочного оборудования, в 3,7 раза повысить выпуск автоматизированных сварочных установок и сварочно-сборочных линий по сравнению с уровнем 1975 г.

В условиях пятилетки эффективности и качества первостепенное значение приобретает повышение технического уровня разрабатываемого электросварочного оборудования. Актуальной задачей является, в частности, дальнейшее совершенствование пневматических приводов сварочного оборудования, которые представляют собой неотъемлемую составную часть большинства машин контактной сварки и широко используются во многих сварочных установках. В машинах контактной сварки создаваемое пневмоприводом сварочное усилие, так же как и сварочный ток, является важнейшим параметром, определяющим качество сварных соединений. От характеристик приводов существенно зависят технологические возможности, производительность, надежность и долговечность сварочных машин. Широкое распространение пневмоприводов в сварочных машинах объясняется их известными преимуществами — простотой устройства и эксплуатаций, надежностью, быстродействием, сравнительно несложной регулировкой усилия и скорости, возможностью питания воздухом от промышленной сети и т. д.

К пневматическим приводам электросварочного оборудования предъявляются специфические требования в отношении точности поддержания усилия в процессе сварки и легкой подвижности электрода, высокого быстродействия в сочетании с безударной остановкой, обеспечения заданной формы силового цикла или требуемого закона перемещения, необходимой крутизны нарастания ковочного усилия, широких пределов регулировки усилия и числа ходов привода в минуту, малых расстояний между точками сварки в многоэлектродных машинах и др. В связи с этим возникают задачи повышения технических показателей серийно выпускаемых приводов, а также создания для сварочного оборудования приводов принципиально новых типов. Перспективными с этой точки зрения являются пневмоприводы следящего типа с программным изменением усилия и скорости перемещения. Актуальны также проводимые в настоящее время разработки пневмоаппаратуры повышенного давления (до 16 кгс/см2) для многоэлектродных машин, пневматических систем регулирования расхода газа и длины сварочной дуги, пневмосистем автоматического направления электрода по стыку свариваемых деталей и других устройств.

Создание современных пневмоприводов и пневмоаппаратуры электросварочного оборудования требует выполнения специальных теоретических и экспериментальных исследований этих объектов, разработки новых конструкций и методов расчета. Задача настоящей книги состоит в том, чтобы по возможности обобщить опыт проектирования пневмоприводов сварочных машин, дать инженерную методику их статического и динамического расчета и показать некоторые тенденции развития пневмоприводов в сварочной отрасли. Содержание книги основано главным образом на опыте разработки пневмоприводов во Всесоюзном научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте электросварочного оборудования (ВНИИЭСО). Большое внимание уделено конструкциям пневмоприводов завода «Электрик», которому принадлежит приоритет в создании многих видов приводов и специализированной пневмоаппаратуры сварочных машин.

Книга представляет собой первую попытку систематического изложения материалов по пневмоприводам и пневмоаппаратуре электросварочного оборудования, которые до сих пор освещались частично в различных работах по сварочной технике [2, 14, 16, 26]. Предлагаемый в книге метод расчета построен на базе известных фундаментальных исследований пневмоприводов [7, 8] с учетом особенностей процессов сварки. Метод основан на безразмерных и относительных параметрах, позволивших заранее рассчитать и представить графически рабочие процессы для широкого круга приводов сварочного оборудования. Метод расчета содержит простые окончательные выражения и графики для определения динамических показателей и конcтруктивных данных пневмоприводов.