RU2175024C2 - Apparatus for plasma spraying of shaped faces - Google Patents

Abstract

FIELD: plasma spraying of protective coatings, possibly for applying wear resistant coating onto teeth of excavator bucket. SUBSTANCE: apparatus includes housing, part tilter having mechanism for controlling horizontal position of sprayed face. Said mechanism is in the form of crank-slide mechanism having screw for regulating amplitude of slide motion and head (plasmatron) having mechanism for lengthwise reciprocation motion also being in the form of crank-slide mechanism having screw for regulating amplitude of slide strip motion, mechanism for crosswise reciprocation motion and manual-control mechanism for vertical motion. Tilter is joined with mechanism for lengthwise reciprocation motion of head by means of electromechanical connection unit having limit switches for moving-arresting tilter. Mechanism for crosswise reciprocation motion of head is joined with counter for counting number of its cross movements. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of method. 3 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для плазменного напыления защитных покрытии и может быть использовано, например, для нанесения износостойкого покрытия на зубья ковша экскаватора. The present invention relates to devices for plasma spraying of a protective coating and can be used, for example, for applying a wear-resistant coating to the teeth of an excavator bucket.

Известно устройство для наплавки зубьев, содержащее специальные кондукторы, которые обеспечивают горизонтальность наплавляемых поверхностей и состоят из стола, подставки для укладывания детали и электрода [1]. A device for surfacing teeth, containing special conductors that provide horizontal surfaced surfaces and consist of a table, stands for laying parts and the electrode [1].

Однако, в указанном устройстве не механизирована переустановка зубьев для наплавки другой противоположной поверхности. However, in the specified device is not mechanized the resetting of the teeth for surfacing another opposite surface.

Также известна установка для автоматической наплавки фигурных плоскостей (прототип), включающая в себя станину, стол для наплавляемой детали, копир, установленный неподвижно относительно детали и задающий очертание наплавляемого контура, сварочную головку с электродом, снабженную механизмом продольного перемещения и механизмом поперечного возвратно-поступательного перемещения, содержащим гидроцилиндр с золотником управления, связанным со щупом, взаимодействующим с копиром, пневмоклапаны, воздействующие на золотник управления, двухсекционный пневмогидравлический бак, связанный с золотником управления и штоковыми полостями гидроцилиндра [2]. Also known is a machine for automatic surfacing of curved planes (prototype), which includes a bed, a table for the deposited part, a copier mounted motionless relative to the part and defining the outline of the deposited contour, a welding head with an electrode equipped with a longitudinal movement mechanism and a transverse reciprocating movement containing a hydraulic cylinder with a control valve connected to a probe interacting with a copier, pneumatic valves acting on the control valve, two sectional pneumohydraulic tank associated with the control slide valve and the rod end of the hydraulic cylinder [2].

Однако в этой установке для нанесения наплавочного слоя на обе стороны клиновидного изделия требуется два сварочных агрегата (головки). Кроме того, известная установка не обеспечивает нанесения защитного покрытия на обе стороны клиновидного изделия за одну технологическую операцию. However, in this installation, two welding units (heads) are required for applying a surfacing layer on both sides of the wedge-shaped product. In addition, the known installation does not provide a protective coating on both sides of the wedge-shaped product in one technological operation.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым устройством, является устранение недостатков прототипа и нанесение качественного металлического плазменного покрытия на клиновидную основу, что позволяет расширить применение плазменной технологии. The technical result achieved by the proposed device is to eliminate the disadvantages of the prototype and applying a high-quality metal plasma coating on a wedge-shaped base, which allows to expand the use of plasma technology.

Это достигается тем, что устройство для плазменного напыления фигурных плоскостей включает в себя станину, кантователь деталей, содержащий механизм регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности, выполненный в виде кривошипно-ползунного механизма и содержащий винт регулировки амплитуды перемещения ползуна, и головку, содержащую механизм продольного возвратно-поступательного движения, также выполненный в виде кривошипно-ползунного механизма и содержащий винт регулировки амплитуды перемещения ползунной планки, механизм поперечного возвратно-поступательного движения и ручной механизм вертикального движения. Причем кантователь соединен с механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки электромеханической связью, содержащей регулируемые концевые переключатели перемещения-остановки кантователя, а механизм поперечного возвратно- поступательного движения головки соединен со счетчиком ее поперечных перемещений. This is achieved by the fact that the device for plasma spraying of curved planes includes a bed, a tilter of parts, comprising a mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface, made in the form of a crank-slide mechanism and containing a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide, and a head containing a mechanism for longitudinal reciprocating translational motion, also made in the form of a crank-slide mechanism and containing a screw for adjusting the amplitude of movement of the slider bar, mechanical gp transverse reciprocating motion and manual vertical movement mechanism. Moreover, the tilter is connected to the mechanism of the longitudinal reciprocating movement of the head by an electromechanical connection containing adjustable end switches for moving-stopping the tilter, and the mechanism of the transverse reciprocating movement of the head is connected to the counter of its transverse movements.

Общими признаками заявляемого устройства и прототипа являются станина, кантователь деталей и головка, содержащая механизмы продольного и поперечного возвратно-поступательного движения. Common features of the claimed device and prototype are the frame, tilter parts and head containing mechanisms of longitudinal and transverse reciprocating motion.

Заявляемое устройство для плазменного напыления фигурных плоскостей отличается тем, что кантователь содержит механизм регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности и соединен с механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки электромеханической связью, а механизм поперечного возвратно-поступательного движения головки соединен со счетчиком ее поперечных перемещений. В свою очередь, механизм регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма и содержит винт регулировки амплитуды перемещения ползуна, механизм продольного возвратно-поступательного движения также выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма и содержит винт регулировки амплитуды перемещения ползунной планки, а электромеханическая связь кантователя с механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки содержит регулируемые концевые переключатели перемещения-остановки кантователя. The inventive device for plasma spraying of curved planes is characterized in that the tilter comprises a mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface and is connected to a mechanism for longitudinal reciprocating movement of the head by electromechanical coupling, and a mechanism for transverse reciprocating movement of the head is connected to a counter for its transverse movements. In turn, the mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface is made in the form of a crank-slide mechanism and contains a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide, the longitudinal reciprocating mechanism is also made in the form of a crank-slide mechanism and contains a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide bar, and the electromechanical the tilter connection with the mechanism of the longitudinal reciprocating movement of the head contains adjustable limit switches tents for stopping.

Предлагаемое устройство для нанесения износостойких покрытий на клиновидные зубья ковша экскаватора представлено на фиг. 1-4, а на фиг. 5 - схема перемещений напыляемых зубьев и головки. The proposed device for applying wear-resistant coatings to the wedge-shaped teeth of an excavator bucket is shown in FIG. 1-4, and in FIG. 5 is a diagram of the movements of the sprayed teeth and head.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - агрегат для напыления с механизмами поперечного и вертикального перемещений головки; на фиг. 3 - кривошип с винтом регулировки амплитуды перемещения ползунной планки, на фиг. 4 - кантователь с механизмом регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 - unit for spraying with mechanisms of transverse and vertical movements of the head; in FIG. 3 - a crank with a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide bar, in FIG. 4 - tilter with a mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface.

Конструктивно установка состоит из агрегата для напыления 1, кантователя 2 и электродвигателя 3, установленных на станину 4 (фиг. 1). Structurally, the installation consists of a spraying unit 1, a tilter 2 and an electric motor 3 mounted on a bed 4 (Fig. 1).

Агрегат для напыления содержит ползунную планку 5, на которой вертикально закреплена головка (плазмотрон) 6, снабженная механизмом поперечного возвратно-поступательного движения 7 и ручным механизмом ее (его) вертикального перемещения 8, позволяющего регулировать дистанцию напыления, устанавливаемую по измерительной линейке 9. Плазмотрон закреплен на ползунной планке таким образом, что их вертикальные оси симметрии находятся в одной плоскости, параллельной оси качания кантователя. На ползунной планке 5 для привода механизма 7 установлен электродвигатель постоянного тока 10, связанный со счетчиком 11 поперечных проходов плазмотрона, позволяющим устанавливать и контролировать толщину покрытия, и с потенциометром (на чертеже не показан), предназначенным для регулирования скорости поперечного возвратно-поступательного перемещения плазмотрона (фиг. 2). The spraying unit contains a slider bar 5, on which the head (plasmatron) 6 is vertically fixed, equipped with a transverse reciprocating mechanism 7 and a manual mechanism for its vertical movement 8, which makes it possible to adjust the spraying distance established by measuring line 9. The plasma torch is fixed on the slider bar so that their vertical axis of symmetry are in the same plane parallel to the swing axis of the tilter. On the slide bar 5 for driving the mechanism 7, a DC motor 10 is installed, connected to a counter 11 of the transverse passages of the plasma torch, which allows you to set and control the thickness of the coating, and with a potentiometer (not shown), designed to control the speed of the transverse reciprocating movement of the plasma torch ( Fig. 2).

Ползунная планка шарнирно закреплена с кривошипом (плечом привода) 12 (см. фиг. 3), содержащим измерительную линейку 13 и регулировочный винт 14 для установки необходимой длины напыляемого профиля, и способна совершать возвратно-поступательное движение (перпендикулярно оси качания кантователя) по своим направляющим 15, неподвижно закрепленным в стойке 16. The slide bar is pivotally mounted with a crank (arm of the drive) 12 (see Fig. 3), containing a measuring ruler 13 and an adjusting screw 14 for setting the required length of the sprayed profile, and is capable of reciprocating movement (perpendicular to the tilting axis of the tilter) along its guides 15 fixedly mounted in the rack 16.

Кантователь (фиг. 4) в станине закреплен шарнирно на шарикоподшипниках 17 и содержит неподвижно закрепленный на ее дне упаковочный магазин 18 для напыляемых зубьев 19. С помощью нижнего пальца 20 кантователь шарнирно соединен с механизмом 21 регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности с приводом от электродвигателя постоянного тока 22, а с помощью верхнего пальца 23 электромеханической связью с ползунной планкой 5 (механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки). The tilter (Fig. 4) in the bed is pivotally mounted on ball bearings 17 and contains a packaging store 18 for the sprayed teeth 19, which is fixedly fixed on its bottom. Using the lower finger 20, the tilter is pivotally connected to the mechanism 21 for adjusting the horizontal position of the sprayed surface with a drive from a DC motor 22, and using the upper finger 23 by electromechanical communication with the slide bar 5 (the mechanism of the longitudinal reciprocating movement of the head).

Механизм 21 включает в себя ползун 24, шарнирно соединенный с кривошипом 25, содержащим транспортирную линейку 26 и регулировочный винт 27, и способный совершать возвратно-поступательное движение (перпендикулярно оси качания кантователя) по своим направляющим 28, неподвижно закрепленным в стойке 16. The mechanism 21 includes a slider 24, pivotally connected to the crank 25, containing a protractor ruler 26 and an adjusting screw 27, and capable of reciprocating movement (perpendicular to the tilting axis of the tilter) along its guides 28, fixedly mounted in the rack 16.

Электромеханическая связь кантователя и ползунной планки содержит зубчатое колесо 29, рейку 30, перемещающуюся по направляющей 31, шкалу 32 для установки концевых переключателей 33, включающих и отключающих электродвигатель постоянного тока 22, позволяющий перемещать и останавливать кантователь, и рукоять 34. The electromechanical connection of the tilter and the slider bar includes a gear wheel 29, a rack 30 that moves along the guide 31, a scale 32 for installing limit switches 33, turning on and off the DC motor 22, which allows the tilter to move and stop, and the handle 34.

Схема перемещений плазмотрона и напыляемых зубьев относительно друг друга показана на фиг. 5, где а) - колебательные перемещения зуба из положения B в положение C и обратно, б) - продольное возвратно-поступательное перемещение плазмотрона из положения A в положение D через положения B и C, причем из положения В в положение C плазмотрон перемещается одновременно с зубом, в) - поперечное возвратно-поступательное перемещение плазмотрона. The movement pattern of the plasma torch and the sprayed teeth relative to each other is shown in FIG. 5, where a) are the oscillatory movements of the tooth from position B to position C and back, b) is the longitudinal reciprocating movement of the plasma torch from position A to position D through positions B and C, and from position B to position C the plasmatron moves simultaneously with tooth, c) - transverse reciprocating movement of the plasma torch.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Напыляемые зубья 19 устанавливают в упаковочный магазин 18 вертикально, клином вверх, причем вершина клина каждого зуба должна находиться на оси качания кантователя 2. The sprayed teeth 19 are installed vertically in the packaging store 18, with a wedge up, and the top of the wedge of each tooth should be on the swing axis of the tilter 2.

После закрепления напыляемых зубьев в упаковочном магазине выполняют установочные и регулировочные операции:
- с помощью изменения амплитуды перемещения ползунной планки 5 путем завинчивания (отвинчивания) регулировочного винта 13 в плече привода 12 по измерительной линейке 13 устанавливают длину напыляемого профиля;
- в зависимости от величины угла заострения клина напыляемой детали с помощью изменения амплитуды перемещения ползуна 24 путем завинчивания (отвинчивания) регулировочного винта 27 в кривошипе 25 по транспортирной линейке 26 регулируют горизонтальное положение напыляемой поверхности;
- в зависимости от величины радиуса округления режущей кромки напыляемой детали с помощью перемещения концевых переключателей 33 путем вращения рукояти 34 по шкале 32 устанавливают период между включением и отключением электродвигателя постоянного тока 22;
- с помощью счетчика 11 поперечных проходов плазмотрона устанавливают необходимую толщину напыляемого покрытия.After fixing the sprayed teeth in the packaging store perform installation and adjustment operations:
- by changing the amplitude of movement of the slide bar 5 by screwing (unscrewing) the adjusting screw 13 in the shoulder of the actuator 12 on the measuring line 13 set the length of the sprayed profile;
- depending on the magnitude of the angle of sharpening of the wedge of the sprayed part by changing the amplitude of movement of the slide 24 by screwing (unscrewing) the adjusting screw 27 in the crank 25 on the conveyor ruler 26 adjust the horizontal position of the sprayed surface;
- depending on the value of the radius of rounding of the cutting edge of the sprayed part by moving the limit switches 33 by rotating the handle 34 on a scale 32, a period between turning on and off the DC motor 22 is established;
- using the counter 11 transverse passages of the plasma torch set the required thickness of the sprayed coating.

Затем включают электродвигатель 3, который приводит во вращение плечо привода 12. Плечо привода, в свою очередь, с помощью шарнирного соединения приводит в возвратно-поступательное движение ползунную планку 5, вместе с которой получает продольное возвратно-поступательное перемещение плазмотрон 6. С включением электродвигателя 3 происходит одновременное включение плазмотрона и механизма его поперечного возвратно-поступательного движения 7. Then, the electric motor 3 is turned on, which drives the arm of the actuator 12. The arm of the actuator, in turn, pivots the slide bar 5 with a swivel joint, along with which the plasmatron 6 receives longitudinal reciprocating movement. With the motor 3 turned on there is a simultaneous inclusion of the plasma torch and the mechanism of its transverse reciprocating movement 7.

Плазмотрон, совершая продольное перемещение над горизонтальной поверхностью напыляемого зуба 19, производит ее напыление. При достижении плазмотроном точки начала округления режущей кромки зуба ползунная планка 5 надавливает на концевой переключатель 33 и включает электродвигатель постоянного тока 22, который с помощью механизма 21 поворачивает кантователь 2 с напыляемыми зубьями, и происходит напыление режущей кромки. После напыления всей режущей кромки и достижения плазмотроном точки окончания ее округления ползунная планка надавливает на другой концевой переключатель 33 и отключает электродвигатель постоянного тока 22. При отключении электродвигателя автоматически устанавливается горизонтальное положение противоположной стороны зуба и плазмотрон производит ее напыление. После прохождения плазмотроном установленной длины продольного профиля напыления плечо привода 12 направляет ползунную планку 5 в обратную сторону и цикл повторяется. The plasma torch, making a longitudinal movement above the horizontal surface of the sprayed tooth 19, produces its spraying. When the plasma torch reaches the point of beginning of rounding of the cutting edge of the tooth, the slider bar 5 presses on the limit switch 33 and turns on the DC motor 22, which, using the mechanism 21, rotates the tilter 2 with the sprayed teeth, and the cutting edge is sprayed. After spraying the entire cutting edge and reaching the point of completion of rounding by the plasmatron, the slider bar presses on the other end switch 33 and turns off the DC motor 22. When the motor is turned off, the horizontal position of the opposite side of the tooth is automatically set and the plasma torch sputters. After the plasma torch passes the specified length of the longitudinal spraying profile, the arm of the actuator 12 directs the slide bar 5 in the opposite direction and the cycle repeats.

При продольном и поперечном возвратно-поступательных перемещениях плазмотрона осуществляется напыление всех закрепленных в упаковочном магазине зубьев. With longitudinal and transverse reciprocating movements of the plasma torch, all the teeth fixed in the packaging store are sprayed.

По истечении установленного количества поперечных проходов плазмотрона счетчик 11 отключает электродвигатель 3, плазмотрон 6 и механизм его поперечного возвратно-поступательного движения 7. After a specified number of transverse passages of the plasma torch expires, the counter 11 turns off the electric motor 3, the plasma torch 6 and the mechanism of its transverse reciprocating movement 7.

Преимуществами предлагаемого устройства для плазменного напыления фигурных плоскостей являются:
- возможность нанесения защитного покрытия сразу на обе противоположные стороны и режущую кромку клиновидного изделия одной головкой;
- установка необходимой длины напыляемого профиля клина и дистанции напыления;
- возможность применения плазменной технологии для нанесения защитных покрытий на клиновидное основание.The advantages of the proposed device for plasma spraying curly planes are:
- the possibility of applying a protective coating immediately on both opposite sides and the cutting edge of the wedge-shaped product with one head;
- setting the required length of the sprayed wedge profile and spraying distance;
- the possibility of using plasma technology for applying protective coatings on a wedge-shaped base.

Источники информации
1. Петров И.В., Златопольский А.В., Гилула М.Д. Ремонт строительных машин и механизмов.- М.: Высшая школа, 1974. - С. 183-184.Sources of information
1. Petrov I.V., Zlatopolsky A.V., Gilula M.D. Repair of building machines and mechanisms.- M.: Higher School, 1974. - S. 183-184.

2. А. С. СССР, N 524635, М. кл. 2 В 23 К 9/04, В 23 P 3/10 от 24.12.73, опубл. 15.08.76. Бюл. N 30. 2. A. S. USSR, N 524635, M. cl. 2 B 23 K 9/04, B 23 P 3/10 dated 12.24.73, publ. 08/15/76. Bull. N 30.

Claims (3)

1. Устройство для плазменного напыления фигурных плоскостей, включающее в себя станину, кантователь деталей и головку, содержащую механизмы продольного и поперечного возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что кантователь содержит механизм регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности и соединен электромеханической связью с механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки, выполненным в виде кривошипно-ползунного механизма и содержащим винт регулировки амплитуды перемещения ползунной планки, а механизм поперечного возвратно-поступательного движения головки соединен со счетчиком ее поперечных перемещений. 1. A device for plasma spraying of curved planes, including a bed, a tilter of parts and a head containing mechanisms of longitudinal and transverse reciprocating movement, characterized in that the tilter contains a mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface and is connected by electromechanical communication with the mechanism of longitudinal reciprocating translational movement of the head, made in the form of a crank-slide mechanism and containing a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide second strap, and a mechanism of reciprocating the transverse movement of the head is connected to the counter its transverse displacements. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм регулировки горизонтального положения напыляемой поверхности также, как и механизм продольного возвратно-поступательного движения головки, выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма и содержит винт регулировки амплитуды перемещения ползуна. 2. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for adjusting the horizontal position of the sprayed surface as well as the mechanism for the longitudinal reciprocating movement of the head is made in the form of a crank-slide mechanism and contains a screw for adjusting the amplitude of movement of the slide. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что электромеханическая связь кантователя с механизмом продольного возвратно-поступательного движения головки содержит регулируемые концевые переключатели перемещения - остановки кантователя. 3. The device according to claim 2, characterized in that the electromechanical connection of the tilter with the mechanism of the longitudinal reciprocating movement of the head contains adjustable limit switches for moving and stopping the tilter.

Images