×
10.05.2018
218.016.5005

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки

Вид РИД

Изобретение

Авторы

№ охранного документа
0002652930
Дата охранного документа
03.05.2018
Аннотация: Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки прутковых, листовых заготовок. Полый держатель выполнен с конической поверхностью в его передней части. Полость электрода-колпачка имеет поверхность конической и цилиндрической формы. Трубка для хладагента установлена с боковым зазором в полости держателя и закреплена в его задней части, имеющей поперечное окно, открытое в упомянутый боковой зазор. В передней части держателя установлена головка, имеющая хвостовик с продольными канавками, открытыми с его торца и разделенными ребрами, вершинами которых головка базируется в боковом зазоре полости держателя. Головка имеет конический передний торец и сквозную продольную полость, диаметр которой не превышает диаметра отверстия трубки, и размещена в полости электрода-колпачка с образованием осевых зазоров относительно переднего торца держателя и конического дна полости электрода-колпачка, и бокового зазора относительно ее цилиндрической поверхности. Устройство обеспечивает надежность и стойкость электрода из-за отсутствия застойной зоны с хладагентом у вершины конического дна. 1 ил.

Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в охлаждаемых электродах данной сварки при соединении между собой листовых, прутковых и прочих заготовок и деталей.

Известны охлаждаемые электроды колпачкового и пальчикового типов (см. ГОСТ 14111-90), размещенные на передних конических частях полых держателей своими задними коническими полостями или хвостовиками, в которых с боковыми и осевыми зазорами расположены передние части держателей и трубок, закрепленных задними концами в их задних частя с продольно-поперечными окнами для подвода и отвода хладагента, охлаждающего такие электроды.

Их недостатки: из-за неполного охлаждения доньев полостей этих электродов, определяемых диаметрами полостей держателей, образуются застойные зоны с хладагентом в центре и на периферии их доньев, что приводит к локальному перегреву электродов и преждевременному разрушению их.

Известно и другое устройство охлаждения электродов-колпачков, лишенное этого недостатка благодаря наличию цилиндрического участка у доньев их полостей, поперечным окнам у передних торцов их держателей, открытых в этот участок и боковой зазор между полым держателем и трубкой в нем, закрытый уплотнительным элементом в этой части их (см. патент РФ 2570253 С1 от 26.05 2014).

Его недостатки: наличие поперечных окон и уплотнительного элемента в передней части держателя, а также застойной зоны в центральной части плоского дна минимальной площади.

Задачей предлагаемого решения является повышение эффективности охлаждения доньев полостей электродов-колпачков (упоминаемых далее как электроды) и упрощение конструкции этих устройств.

Технический результат от предлагаемого: повышение стойкости электродов благодаря устранению застойных зон с хладагентом в доньях их полостей и надежности устройств охлаждения их.

Он достигается тем, что в устройстве для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка, имеющего заднюю коническую полость с цилиндрическим участком и коническим дном и размещенного боковой поверхностью этой полости на конической поверхности передней части полого держателя с трубкой в нем, торцы которых отделены осевыми зазорами от такого дна; трубка закреплена в задней части держателя с поперечным окном, открытым в боковой зазор между ними, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО с передней частью трубки соединен хвостовик головки, базирующийся в полости держателя вершинами своих ребер, разделяющих выполненные на хвостовике боковые продольные канавки, открытые с его торца и заканчивающиеся у заднего торца его головки, отделенного задним осевым зазором от переднего торца держателя, а эта головка диаметром > диаметра полости держателя также отделена своими боковым и передним осевым зазорами от боковой цилиндрической и донной поверхностей полости электрода; при этом в трубку открыта образованная с переднего торца головки сквозная полость с максимальным поперечным размером не более диаметра ее отверстия.

Размещением на передней части трубки хвостовика головки, базирующегося вершинами своих продольных ребер на поверхности полости держателя, обеспечивается центрирование этой головки в полости электрода для равномерного охлаждения ее боковой и донной поверхностей.

Выполнением на хвостовике головки боковых продольных канавок, разделенных между собой этими ребрами, открытых с его торца и заканчивающихся у заднего торца этой головки, обеспечивается циркуляция по ним хладагента в полость электрода или из нее сначала по ним, а затем в боковой зазор между трубкой и полым держателем.

Наличием заднего осевого зазора между передним торцом держателя и задним торцом головки осуществляется отвод хладагента из канавок хвостовика в полость электрода или наоборот.

Расположением зафиксированной хвостовиком головки в цилиндрическом участке полости электрода обеспечивается равномерный боковой зазор между боковыми поверхностями ее и этой полости и соответствующее охлаждение внутренней и наружной боковых поверхностей электрода.

Образованием переднего осевого зазора между передним торцом головки и коническим дном полости электрода обеспечивается по нему подвод хладагента к вершине этого дна с эффективным охлаждением всей донной поверхности полости электрода.

Выполнением с торца головки сквозной полости, открытой в трубку, обеспечивается отвод хладагента от вершины конического дна полости электрода в нее или наоборот с одновременным устранением застойной зоны с хладагентом в этой части дна.

Поворотом потока хладагента, циркулирующего по заднему осевому зазору между торцами держателя и головки, на 90° в боковой зазор между поверхностями головки и полости электрода, а затем поворотом его на меньший угол в передний осевой зазор между головкой и коническим дном полости, из которого он снова поворачивается на 90° в сквозную полость головки и из нее в трубку, обеспечивается перемешивание циркулирующего по этим зазорам хладагента, интенсифицирующее теплоотвод от охлаждаемых поверхностей электрода с одновременным устранением застойной зоны с ним у вершины конического дна его полости.

Поперечным размером головки, большим диаметра полости держателя, обеспечивается отвод хладагента по заднему осевому зазору к поверхности цилиндрической части полости электрода.

Отсутствием поперечных окон и уплотнительного элемента в передней части держателя упрощается его изготовление и повышается надежность устройства в целом.

Сравнительный анализ предлагаемого устройства с известными сейчас аналогичными решениями показывает, что оно ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и поэтому соответствует критерию ИЗОБРЕТЕНИЕ.

Данное решение представлено на фиг. 1, где показана половина передней части нижнего устройства, содержащая электрод 1, размещенный боковой поверхностью задней конической полости с цилиндрическим участком у ее конического дна 2 на конической поверхности передней части держателя-трубы 3; в нем с боковым зазором 4 размещена стальная трубка 5, к передней части которой присоединен хвостовик 6 головки 7, размещенной в цилиндрическом участке полости электрода 1; на хвостовике 6 выполнены 2-3 продольные канавки 8, открытые с его торца и заканчивающиеся у заднего торца головки 7; они разделены между собой ребрами, вершины которых располагаются на поверхности полости держателя 3 и центрируют головку 7 в цилиндрической части полости электрода 1; задний торец головки 7 отделен задним осевым зазором 9 от переднего торца держателя 3, куда открыты канавки 8 хвостовика 6; этот зазор открыт в боковой зазор 10 между боковыми поверхностями головки 7 и цилиндрического участка полости электрода 1; он сообщается с передним осевым зазором 11, образованным коническими передним торцом головки 7 и дном 2 полости электрода и открытым в сквозную продольную полость 12 головки 7, выходящую в полость стальной трубки 5 с меньшей на порядок коэффициентом теплопроводности, чем медная трубка, и поэтому меньшим подогревом подводимого в полость электрода хладагента. Она труднее раздается даже в нагретом состоянии, чем холодная медная, и поэтому для увеличения поперечных размеров трубки на ней размещается хвостовиком 6 головка 7.

Электрод 1 охлаждается так: хладагент по боковому зазору 4 подается в канавки 8 хвостовика 6, из них в задний осевой зазор 9; далее в другой боковой зазор 10; затем в передний осевой зазор 11, потом в сквозную полость 12 головки 7, из нее в трубку 5 и нагретый теплом электрода 1 хладагент отводится за пределы держателя 3.

Переменой выше приведенных направлений (поперечного, продольного, поперечного и осевого) потока хладагента обеспечивается его интенсивное перемешивание, создающее разрушение пограничного слоя хладагента на охлаждаемых поверхностях электрода 1 (боковой и донной) и максимальный перепад температур между циркулирующим хладагентом и нагретыми поверхностями электрода.

Подводом хладагента к вершине конусного дна по переднему наклонному осевому зазору 11 и последующим отводом его оттуда в сквозную полость 12 головки 7 и затем в трубку 5 устраняется застойная зона с ним в районе этой вершины, чем исключается перегрев центральной части электрода и повышается его стойкость. Диаметр сквозной полости должен быть не более диаметра полости трубки 5, когда она одного диаметра, а когда коническая, то ее основание не более диаметра полости трубки. Тогда ею увеличивается скорость потока хладагента, подводимого по трубе в передний осевой зазор и затем далее по другим зазорам, чем повышается отвод тепла от конического дна и боковой поверхности цилиндрической части полости электрода и увеличивается его стойкость.

Использованием конусного дна полости вместо плоского у электрода возрастает его охлаждаемая поверхность примерно на 15%, о чем свидетельствует конечное соотношение их площадей R/L=cos 30°=0,866, где R - радиус дна; L - длина его образующей с углом 120° при вершине; такое дно можно получить сверлением с этим углом при вершине сверла или холодной высадкой с использованием пуансона с рабочей частью, формирующей всю полость электрода.

Таким образом, предлагаемым решением упрощается конструкция устройства с возрастанием его надежности; конусным дном полости электрода увеличивается его охлаждаемая поверхность на 15% по сравнению с плоским дном, а размещением головки с зазорами в его полости интенсифицируется перемешивание хладагента в них, устраняется застойная зона с ним в районе вершины конического дна ее и повышается стойкость такого электрода.

Устройство для контактной точечной сварки с охлаждаемым электродом-колпачком, содержащее полый держатель с конической поверхностью в его передней части, электрод-колпачок, полость которого имеет поверхность конической и цилиндрической формы, установленный на конической поверхности держателя, и трубку для хладагента, установленную с боковым зазором в полости держателя и закрепленную в его задней части, имеющей поперечное окно, открытое в упомянутый боковой зазор, отличающееся тем, что оно снабжено установленной в передней части держателя головкой, имеющей хвостовик с продольными канавками, открытыми с его торца и разделенными ребрами, вершинами которых головка базируется в боковом зазоре полости держателя, при этом головка имеет конический передний торец и сквозную продольную полость, диаметр которой не превышает диаметра отверстия трубки для хладагента, и размещена в полости электрода-колпачка с образованием осевых зазоров относительно переднего торца держателя и конического дна полости электрода-колпачка, и бокового зазора относительно ее цилиндрической поверхности.
Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки
Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 62.
27.08.2013
№216.012.63a9

Прессующий поршень горизонтальной машины литья под давлением

Изобретение относится к литейному производству. Прессующий поршень имеет с заднего торца полость под шток и несколько пар наружных лысок под ключ. Лыски выполнены с закрытыми с переднего и заднего торцов поршня и смещены между собой в угловом направлении. При диаметре поршня ≤50 мм лыски...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491150
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6703

Способ изготовления ствола

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Исходную заготовку подвергают термообработке и предварительной механической обработке с получением заготовки-трубы. Заготовка-труба имеет на концах заходную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492018
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6709

Камера прессования горизонтальной машины литья под давлением

Изобретение относится к литейному производству и касается охлаждения и смазки поршней горизонтальных машин литья под давлением. Камера прессования имеет заливочное окно 1, открытое в ее осевую полость 2 под сплав и отделенное от заднего торца камеры перемычкой 4. В верхней части перемычки 4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492024
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e79

Способ изготовления ствола и устройство для его реализации

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Из исходной заготовки путем ее термообработки и механической обработки получают заготовку-трубу. На концах заготовки-трубы образуют заходную часть и поводковую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493932
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.04.2014
№216.012.bd7a

Поводковый центр радиально-обжимной машины

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Полый поводковый центр предназначен для радиально-обжимной машины, которая используется для обжатия заготовки-трубы с внутренней технологической фаской на одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514246
Дата охранного документа: 27.04.2014
20.05.2014
№216.012.c2e3

Прессующий узел автоматической прессовой машины (апм)

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в инструменте для изготовления полых стекольных изделий. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и технологичности прессующего узла. Прессующий узел АПМ содержит соединенные между собой пуансон...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515650
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.dd94

Поршневой узел машины литья под давлением

Изобретение относится к литейному производству. Поршневой узел содержит соединенные между собой поршень и шток, трубопровод, установленный с зазором в продольном канале штока, трубопровод, соединенный передним концом с полым хвостовиком диска, размещенного без зазора между торцами поршня и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522510
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.08.2014
№216.012.eda8

Способ изготовления ствола

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении пулеметных стволов с нарезной направляющей частью. Исходную заготовку подвергают термической и механической обработке с образованием заготовки-трубы с заходной и поводковой частями на концах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526659
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.02.2015
№216.013.2a0e

Поводковый центр радиально-обжимной машины

Изобретение относится к обработке металлов давлением и пригодно для изготовления оружейных стволов калибра 4,5-30 мм. В полом поводковом центре радиально-обжимной машины для обжатия заготовки-трубы, выполненном в передней части с зубьями и в виде усеченного конуса, переходящего своим основанием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542223
Дата охранного документа: 20.02.2015
26.08.2017
№217.015.e7d8

Устройство для охлаждения электрода контактной точечной сварки (ктс)

Изобретение может быть использовано при соединении заготовок, деталей контактной точечной сваркой. В полости держателя установлена трубка для подвода хладагента. Хвостовик электрода выполнен в виде бурта с поверхностью конической формы и установлен с упором в передний торец держателя. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627133
Дата охранного документа: 03.08.2017
+ добавить свой РИД