Устройство для электроэрозионного текстурирования прокатных валков

Полезная модель относится к сварке, а именно, к конструкции электродных головок для электроэрозионного текстурирования (ЭРТ) прокатных валков и может быть использована в металлургии, машиностроении и других отраслях промышленности.
Известна сварочная электродная головка для контактной точечной сварки, содержащая центральный подпружиненный электрод и электрически взаимосвязанные наружные электроды, равномерно расположенные вокруг центрального электрода, при этом наружные электроды соединены объединяющими их ободком и расположены с образованием усеченного конуса со сквозными прорезями на боковой поверхности со стороны меньшего диаметра (А.с. №1694060, МПК В23К 11/30, опубл. 27.05.1988 г.).
Недостатком такой конструкции является то, что данная сварочная электродная головка предназначена для образования кольцевого сварочного шва равной глубины. Равная глубина обеспечивается одинаковым распределением тока по внешним электродам. Известную конструкцию невозможно применить для электроэрозионного текстурирования всей площади рабочей поверхности прокатных валков, т.к. требуется осуществить электрическую эрозию с изотропной текстурой по всей ширине расположения электродов устройства на вращающемся прокатном валке. Изотропия текстуры обеспечивается равномерным разрядом каждого электрода благодаря источнику тока и параллельному положению электродов относительно друг друга, а в известной конструкции электроды расположены непараллельно друг другу, что может привести к электрическим пробоям между электродами, а также по поверхности устройства, что приведет к выходу их из строя.
Известно наиболее близкое к предложенному устройство для электроэрозионного текстурирования прокатных валков, содержащее электродную головку, электрически соединенную со станиной посредством силового провода и выполненную в виде корпуса с верхней крышкой с расположенными в нем электродами и электроконтактными узлами (www.herkules-machinetools.ru; https://www.herkules-machinetools.ru/fileadmin/mh/img/products/texturing-machine-texturing-heads.jpg).
Недостатком известного устройства является сложность из-за наличия большого количества резьбовых соединений в электроконтактном узле электродной головки и, как следствие, низкая надежность конструкции, невозможность обеспечить параллельное расположение электродов во время работы установки при возникновении производственных вибраций, что приводит к пробивке электрического тока между электродами и необходимости их замены.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции электроконтактного узла электродной головки за счет снижения количества резьбовых соединений с обеспечением необходимой параллельности электродов, приводящих к отсутствию пробоя между ними как прямого, так и по поверхности устройства, и, как следствие, повышение надежности и увеличение срока службы.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в устройстве для электроэрозионного текстурирования прокатных валков, содержащем электродную головку, соединенную со станиной посредством силового провода и выполненную в виде корпуса с расположенной сверху изолирующей пластиной, в котором установлены электроды и электроконтактные узлы, электроконтактный узел выполнен в виде цангового патрона, состоящего из втулки с зажимной частью и удлиненной ножки, который соединен с корпусом электродной головки посредством удлиненной ножки цангового патрона, при этом втулка с зажимной частью цангового патрона расположена над изолирующей пластиной, а удлиненная ножка расположена внутри корпуса электродной головки и закончена винтовой частью с резьбой на величину, необходимую для обеспечения крепления к электроконтактному узлу силового провода устройства. Зажимная часть втулки цангового патрона выполнена из нагартованного нейзильбера в виде изогнутого цилиндра длиной не менее 10 мм, по образующей которого по всей длине выполнена прорезь.
Суть полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - поперечный разрез электродной головки;
фиг. 2 - цанговый патрон в разрезе;
фиг. 3 - зажимная часть втулки перед ее установкой в цанговый патрон;
фиг. 4 - схема расположения электродной головки устройства относительно поверхности прокатного валка.
Предлагаемое устройство содержит электродную головку, выполненную в виде корпуса 1 с расположенной сверху изолирующей пластиной 2. В корпусе 1 установлен электрод 3 и электроконтактный узел, выполненный в виде цангового патрона 4. Цанговый патрон 4 состоит из втулки 5 с зажимной частью (цангой) 6 и удлиненной ножки 7. Цанговый патрон 4 соединен с корпусом электродной головки 1 посредством удлиненной ножки цангового патрона 7. Удлиненная ножка 7 расположена внутри корпуса 1 электродной головки и закончена винтовой частью с резьбой 8. Втулка 5 с зажимной частью 6 цангового патрона 4 расположена над изолирующей пластиной 2 корпуса электродной головки 1, а удлиненная ножка 7 цангового патрона 4 находится внутри корпуса электродной головки 1. Зажимная часть втулки 6 выполнена из нагартованного нейзильбера в виде изогнутого цилиндра 9, по образующей которого по всей длине выполнена прорезь 10. Удлиненная ножка 7 с винтовой частью с резьбой 8 подсоединена силовым проводом 11 к станине устройства 12. Корпус электродной головки 1 подсоединен к станине устройства 12 с помощью креплений 13.
Удлиненная ножка цангового патрона с винтовой частью служит для подсоединения силового электричества, а корпус с зажимной частью (цангой) служит для крепления электрода.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Предлагаемое устройство предназначено для электроэрозионного текстурирования всей площади рабочей поверхности прокатного валка 14. Прокатный валок 14 вращается, вдоль образующей валка с малой скоростью движется электродная головка, в которой установлены несколько электродов 3, к каждому из которых подается силовой импульс через силовой провод 11. Станина 12 движется вдоль валка 14 по определенной заданной программе, при этом торцы электродов 3 вводятся в зону валка 14, осуществляя электрическую эрозию с изотропной текстурой по всей ширине расположения электродов 3 устройства на вращающемся прокатном валке 14. Изотропия текстуры обеспечивается равномерным разрядом каждого электрода 3 благодаря источнику тока и параллельному положению электродов относительно друг друга.
Для поверхности валков требуется определенная текстура с соответствующими значениями плотности пиков и шероховатости, поэтому в каждом конкретном случае выбирают определенный материал электродов, т.к. для каждого материала существуют определенные соотношения плотности пиков и шероховатости. В качестве материала электродов применяют бронзу, медь и др. В качестве материала изолирующей пластины применяют текстолит, стеклотекстолит, капролактан и другие электроизоляционные материалы. Цанговый патрон изготовлен из материала с высокими электропроводящими свойствами (медь, бронза и др.). Зажимная часть втулки цангового патрона выполнена из нагартованного нейзильбера длиной не менее 10 мм. Зажимная часть втулки обеспечивает необходимую площадь электрического контакта электрода с цанговым патроном. Снижение длины втулки менее 10 мм увеличивает вероятность окисления и воздействия электрохимической коррозии цангового патрона, что снижает срок его службы.
Пример конкретного изготовления устройства.
В корпусе электродной головки, изготовленной из капролактана, сверлятся глубокие отверстия (по количеству используемых электродов), в которые запрессовываются удлиненные ножки цанговых патронов, электрически соединяемых со станиной устройства. На корпус электродной головки сверху через паронитовую прокладку крепится изолирующая пластина из стеклотекстолита, в которых выполнены отверстия, совпадающие по количеству, размеру и расположению с отверстиями в электродной головке под ножки цанговых патронов. Изолирующая пластина крепится к корпусу электродной головки, например, с помощью саморезов. В отверстия вставляются цанговые патроны, которые с внутренней стороны для жесткости зажимаются гайками. К резьбе на конце каждой удлиненной ножки привинчены силовые провода. В цанговые патроны установлены электроды.
Повышение надежности и увеличение срока службы предлагаемого устройства достигается за счет того, что упрощена конструкция электроконтактного узла электродной головки за счет снижения количества резьбовых соединений до одного. При этом отверстия для удлиненных ножек цангового патрона, расположенные в корпусе электродной головки, имеют большую (чем у известных) длину и обеспечивают необходимое, более параллельное расположение электродов, тем самым исключая электрической пробой между ними, который возникает, как правило, когда параллельность их расположения относительно друг друга нарушается. При возникновении пробоя электроконтактная головка подлежит замене, что связано с нарушением технологического процесса, и таким образом, снижается надежность и срок службы устройства. Расположение втулки с зажимной частью цангового патрона над изолирующей пластиной также исключает дополнительные соединения внутри корпуса, обеспечивая параллельность расположения электродов, исключение электрических пробоев и увеличение надежности и срока службы устройства.