УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ С ПРИВОДОМ ОТ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РОТОРА

Изобретение относится к области электроискровой обработки и может быть использовано для электроискрового легирования поверхностей токопроводящих материалов.
Известны устройства для электроискрового легирования с приводом в виде электромагнитного вибратора (см., например, [1] - аналог). Используемые в качестве привода устройств [1] электромагнитные вибраторы обладают рядом недостатков, в числе которых можно указать сложность регулирования частоты и амплитуды вибрации из-за необходимости введения для этого специальной электронной схемы, неустойчивая работа вибратора по частоте и амплитуде из-за колебаний напряжения и частоты электросети, сравнительно небольшой ресурс из-за перегрева электромагнитной системы, а также неудобство удерживания вибратора в процессе работы при ручном электроискровом легировании.
Известно наиболее близкое к заявляемому по назначению, техническому существу и достигаемому результату устройство для электроискрового легирования, содержащее электродвигатель, электрод, закрепленный в электрододержателе, кинематически связанном с валом электродвигателя и механизм возвратно-поступательного перемещения электрододержателя [2] - прототип. Указанное устройство выполнено в виде трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым якорем, две обмотки которого включены последовательно-встречно и подключены к источнику переменного напряжения, а третья обмотка подключена к дополнительному регулируемому источнику постоянного напряжения. Устройство для электроискрового легирования на базе трехфазного асинхронного электродвигателя благодаря возможности автоматического изменения амплитуды вибрации в широких пределах способствует автоматизации процесса легирования,
увеличения производительности процесса, повышения качества формируемого слоя покрытия. Однако данное устройство также обладает недостатками, к которым можно отнести сложность изготовления из-за необходимости использования двух источников питания - переменного и постоянного тока сравнительно большие габариты и весовые характеристики из-за применения сложной конструкции крепления устройства по отношению к обрабатываемой детали, ухудшающие возможность использования устройства при ручном электроискровом легировании; сложность схемы регулирования частоты и амплитуды вибрации.
Достигаемыми результатами полезной модели являются повышение качества формируемого легирующего слоя; устойчивая работа с фиксированной амплитудой и частотой вибрации при нанесении защитного покрытия; обеспечение дискретности амплитуды вибрации; увеличение производительности устройства в 1,5-2 раза; устранение эффекта залипания в процессе нанесения покрытий из никелевых сплавов; формирование слоя защитного покрытия до 200 мкм; возможность изменения частоты вибрации в диапазоне 20-100 Гц; обеспечение технологичности сборки и разборки устройства для регулирования амплитуды вибрации; комплексное обеспечение охлаждения конструктивных элементов устройства и локальноого участка поверхности обрабатываемой детали; уменьшение виброактивности (динамического вибровоздействия) устройства на мышечную ткань руки оператора.
Указанные результаты обеспечиваются тем, что в устройстве для электроискрового легирования, содержащем электродвигатель, электрод, закрепленный в электрододержателе, кинематически связанном с валом электродвигателя, и механизм возвратно-поступательного перемещения электрододержателя, согласно полезной модели электродвигатель выполнен с вращающимся ротором, а механизм возвратно-поступательного перемещения электрододержателя - в виде двухзвенного эксцентрикового механизма.
Двухзвенный эксцентриковый механизм может содержать эксцентрик в виде цилиндрической насадки на вал электродвигателя, на торцевой поверхности которой укреплен эксцентриковый вал с посаженным на него внутренним кольцом подшипника качения, с внешним кольцом которого жестко связан электрододержатель, а последний может быть установлен со свободой перемещения в неподвижном относительно электрододержателя направляющем элементе.
Устройство может быть снабжено корпусом, электродвигатель помещен внутри указанного корпуса, цилиндрическая насадка снабжена подшипником качения, наружное кольцо которого закреплено в указанном корпусе, между последним и электродвигателем предусмотрена полость, соединенная с источником охлаждающего агента, а электрододержатель по меньшей мере на участке со стороны установки электрода может быть также выполнен полым, и его соответствующая полость также соединена с источником охлаждающего агента через полость корпуса с помощью гибкой трубки или жесткой секционной трубки с герметичными шарнирами между секциями.
На чертеже изображено устройство для электроискрового легирования согласно полезной модели, включенное в рабочую схему легирования . Электродвигатель 1 постоянного или переменного тока закреплен внутри электроизолированного корпуса 2 устройства. Внутрь корпуса 2 подается газообразный хладагент от источника (баллона) 3 с манометром 4. С валом 5 электродвигателя 1 кинематически через механизм возвратно-поступательного перемещения связан электрододержатель 6 электрода 7, взаимодействующего через электроискровой разряд с легируемой деталью 8. Между электродом 7 и легируемой деталью 8 подключен источник 9 электропитания. К тому же источнику 9 может быть подключен и электродвигатель 1 устройства. При этом электродвигатель 1 выполнен с вращающимся ротором, а механизм возвратно-поступательного перемещения держателя 6 - в виде двухзвенного эксцентрикового механизма. Последний
может быть выполнен в виде цилиндрической насадки 10 на вал 5 электродвигателя 1. На торцевой поверхности насадки 10 укреплен эксцентриковый вал 11 с посаженным на него внутренним кольцом подшипника качения 12, с внешним кольцом которого (не показано) жестко связан электродержатель 6, а последний установлен со свободой перемещения в неподвижном относительно электрододержателя 6 направляющем элементе. 13. Цилиндрическая насадка 10 снабжена подшипниками 14 качения, наружные кольца которых (не показаны) закреплены в корпусе 2. Между последним и электродвигателем 1 предусмотрена полость 15, соединенная с источником 3 охлаждающего агента, а электрододержатель 6 по меньшей мере на участке со стороны установки электрода 7 также выполнен полым, и его полость 16 также соединена с источником 3 охлаждающего агента через полость 5 корпуса 2 с помощью гибкой трубки 17 или жесткой секционной трубки с герметичными шарнирами между секциями (не показана).
Устройство для электроискрового легирования согласно полезной модели работает следующим образом.
Подключенный к источнику 9 питающего напряжения электродвигатель 1 приводит во вращение вал 5 с заданной частотой и передает вращение на эксцентриковый вал 11. Электрододержатель 6 совершает механические колебания с фиксированной амплитудой равной заданному эксцентриситету и частотой вращения двигателя.
Регулирование частоты колебаний электрододержателя вибратора определяется характеристиками двигателя и осуществляется изменением напряжения питания электродвигателя постоянного тока.
Регулирование величины амплитуды вибрации осуществляется дискретно путем смены эксцентриков с эксцентриситетом: 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 мм. Возможен другой ряд значений эксцентриситета.
Таким образом, устройство для электроискрового легирования согласно полезной модели позволяет обеспечить следующие результаты: повышение качества формируемого легирующего слоя за счет стабильности амплитуды и частоты вибрации; достижение устойчивой работы с фиксированной амплитудой и частотой вибрации при нанесении защитного покрытия; обеспечение дискретности амплитуды вибрации за счет использования сменных эксцентриков, что позволяет в широких пределах влиять на параметры формируемого покрытия (толщина, сплошность, шероховатость и др.); увеличение производительности устройства в 1,5-2 раза за счет стабильного искрообразования; устранение залипания электрода в процессе нанесения покрытий из никелевых сплавов за счет большого развиваемого момента при возвратно-поступательном движении; формирование слоя защитного покрытия до 200 мкм за счет стабильности поддержания межэлектродного зазора; возможность изменения частоты вибрации в диапазоне 20-100 Гц за счет изменения частоты вращения двигателя; обеспечение технологичности сборки и разборки устройства для регулирования амплитуды вибрации за счет применения эксцентриков как целой сборочной единицы; комплексное обеспечение охлаждения конструктивных элементов устройства и локального участка поверхности обрабатываемой детали; уменьшение виброактивности (динамического вибровоздействия) устройства на мышечную ткань руки оператора за счет использования вращающегося привода вместо вибрирующего.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство. СССР №1024203, 4 В 23 Н 7/26,1979.
2. Авторское свидетельство. СССР №676413, 4 В 23 Н 7/26,1978.