RU2570253C1 - Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) - Google Patents
Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570253C1 RU2570253C1 RU2014121175/02A RU2014121175A RU2570253C1 RU 2570253 C1 RU2570253 C1 RU 2570253C1 RU 2014121175/02 A RU2014121175/02 A RU 2014121175/02A RU 2014121175 A RU2014121175 A RU 2014121175A RU 2570253 C1 RU2570253 C1 RU 2570253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holder
- cavity
- cap
- electrode
- clearance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке для соединения листовых заготовок и деталей с применением охлаждаемого электрода-колпачка. Держатель выполнен с осевой полостью. Трубка для подвода хладагента установлена в осевой полости держателя с зазором относительно его стенки. На боковой поверхности электрода-колпачка выполнена цилиндрическая проточка. Электрод-колпачок размещен на конической поверхности держателя с образованием осевого зазора между дном полости электрода-колпачка и передним торцом держателя и кольцевого зазора между боковой поверхностью передней части держателя и поверхностью проточки. Упомянутый кольцевой зазор открыт в осевой зазор и соединен поперечными окнами в стенке держателя с зазором в его полости. Зазор герметизирован у переднего торца трубки. Устройство обеспечивает увеличение охлаждаемой поверхности электрода-колпачка, что уменьшает его нагрев и повышает стойкость. 1 ил.
Description
Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в электродах КТС, применяемых для сварки между собой листовых заготовок, деталей и т.д.
Известно устройство для охлаждения электрода КТС, имеющего полый и конический снаружи хвостовик, размещенный в передней внутренней конической части полого держателя, в которых с зазором установлена трубка, соединенная задним концом с малой полостью колпака, куда открыто его поперечное окно под хладагент, а второе окно - также под хладагент - в большую полость, выполненную с его переднего торца, в которой с зазором размещена трубка, причем сам колпак присоединен к задней части держателя или может отсутствовать (см. патент RU №2420378 С2, 02.03.2009).
Его недостатки: значительные длина, масса и трудоемкость электрода из-за его конических поверхностей и хвостовика с полостью; эффективное охлаждение только центральной части электрода, расположенной в зоне этой полости и др.
Известно и другое устройство электрода-колпачка, имеющего с заднего торца коническую полость, в которой с осевым зазором размещена передняя часть держателя (удлинителя) с полостью под трубку, установленную задней частью в гнезде колпака, указанного выше, с окнами подвода и отвода хладагента (см. ГОСТ 25444-90 стр. 2), а передняя часть ее не выступает за передний торец держателя.
Этот электрод проще, технологичнее, короче и в несколько раз дешевле предыдущего, но его внутреннее охлаждение недостаточно эффективно из-за омывания хладагентом не всей площади дна его полости, а только части ее, равной поперечной площади полости держателя (удлинителя). Вследствие этого в периферийной зоне дна этой полости образуется застойная зона с хладагентом, где он не циркулирует и поэтому кипит в пленочном режиме, что приводит к кризису теплообмена I-го рода - перегреву не только этой зоны, но и передней части электрода, ускоряющего износ последнего при работе.
Целью предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков данного устройства, т.е. повышение эффективности охлаждения электрода-колпачка за счет увеличения охлаждаемой площади его полости и устранения у нее застойной зоны с хладагентом.
Она достигается тем, что в устройстве для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки, размещенного конической задней полостью на конической передней части полого держателя с осевым зазором между ее дном и передним торцом последнего, в котором с зазором установлена трубка, соединенная задним концом с малой полостью колпака, куда открыто его поперечное окно под хладагент, а его второе окно под хладагент - в большую полость, выполненную с его переднего торца, в которой с зазором размещена трубка, причем сам колпак присоединен к задней части держателя, между держателем и электродом-колпачком у дна его полости образован кольцевой зазор, открытый в осевой зазор их соединения и соединенный поперечными окнами первого с зазором между ним и трубкой, загерметизированным у ее переднего конца.
Сопоставительный анализ известного устройства с предлагаемым свидетельствует о следующем: у дна конической полости электрода-колпачка образуют сопрягаемыми поверхностями его и держателя кольцевой зазор, который открыт в осевой зазор, образованный дном полости электрода-колпачка и передним торцом держателя. Кольцевой зазор соединяют поперечными окнами держателя с зазором между ним и трубкой и последний зазор герметизируют с ее переднего торца.
Из вышеприведенного следует, что предлагаемое устройство обладает новизной, имеет существенные отличия от известных решений, промышленно применимо и поэтому соответствует критерию «изобретение».
Образованием у дна полости колпачка кольцевого зазора увеличивается его внутренняя охлаждаемая поверхность в несколько раз. Выполнением поперечных окон у держателя в зоне этого зазора обеспечивается циркуляция хладагента по осевому и кольцевому зазорам между передней частью держателя, дном и внутренней боковой поверхностью колпачка, чем существенно повышается эффективность его охлаждения.
Для обеспечения этого условия в кольцевом зазоре между трубкой и держателем размещено уплотнительное устройство между этими окнами и его передним торцом, которая обеспечивает циркуляцию хладагента по осевому и кольцевому зазору между колпачком и держателем, а затем нагретый теплом колпачка хладагент через эти окна отводится в зазор между трубкой и полостью держателя, из которого удаляется за его пределы.
Оно поясняется чертежом, где представлены электрод-колпачок 1 с конической или радиусной передней частью, размещенный своей конической задней полостью на передней конической части держателя 2 (удлинителя), задняя часть которого с присоединенным к нему колпаком с поперечными окнами, не представлены здесь.
Между дном 3 этого электрода и передним торцом 4 держателя имеется осевой зазор 5, а в полости держателя размещена с зазором 6 трубка 7, не контактирующая своим передним концом с дном 3 электрода-колпачка 1.
У переднего торца держателя 2 выполнены поперечные окна 8, перпендикулярные или наклонные относительно его продольной оси и открытые внешней стороной в кольцевой зазор, образованный боковыми поверхностями полости этого электрода и передней части держателя 2 (у дна этой полости выполняется цилиндрическая проточка или со стороны переднего торца выполняется наружная цилиндрическая или коническая поверхность или комбинация поверхностей этих элементов). Внутренними сторонами окна 8 открываются в зазор 6 между держателем 2 и трубкой 7, который герметизируют кольцом 9, размещенным между ее передним торцом и внутренними сторонами окон 8.
Охлаждение электрода-колпачка 1 осуществляется так: по полости трубки 7 подводится хладагент - вода, которая устремляется в осевой зазор 5 между передним торцом держателя 2 и дном 3 полости электрода-колпачка 1, нагретого теплом сварочной точки соединяемых заготовок или деталей между собой, которое устремляется в основном в осевом направлении от его переднего торца к этому охлаждаемому дну. Хладагент омывает все дно 3, отводя от него поступившее в электрод-колпачок тепло сварки и нагревается сам при этом. Нагретый хладагент устремляется далее из осевого зазора 5 в кольцевой зазор между поверхностями полости электрода 1 и передней части держателя 2, охлаждая и прилегающую к дну 3 полости электрода ее боковую поверхность, дополнительно нагреваясь при этом. Далее нагретый хладагент отводится по поперечным окнам 8 в зазор 6 между трубкой 7 и держателем 2 и из него удаляется за пределы устройства.
Не исключена и противоположная схема циркуляции хладагента, когда его подводят по зазору 6 к зоне охлаждения электрода-колпачка и отводят оттуда по полости трубки 7.
Такой схемой циркуляции исключается застойная зона (без циркуляции хладагента), имевшаяся у прототипа от края отверстия держателя 2 до края дна конической полости электрода-колпачка 3. В ней тепло от этого дна к хладагенту передавалось не конвекцией, а кондукцией (теплопроводностью его), что гораздо менее эффективно и приводило к перегреву охлаждаемой поверхности в этой зоне с образованием пленочного кипения его, уменьшающего в несколько раз теплоотвод от этой поверхности к охлаждающей среде и, следовательно, ее перегрев и локальный перегрев переднего торца электрода-колпачка, приводящий к ускорению его износа.
Благодаря образованию кольцевого зазора у дна 3 конической полости электрода-колпачка соответствующими поверхностями его и держателя увеличилась охлаждаемая площадь дна 3, а наличием поперечных окон 8 в передней части держателя 2 устранена застойная зона с хладагентом у дна полости и возросла также и внутренняя боковая охлаждаемая поверхность этой полости. Этим решением повысилась эффективность жидкостного охлаждения электрода-колпачка в несколько раз по сравнению с прототипом.
Для подтверждения этого рассмотрим уравнение Ньютона-Рихмана
по которому определяется количество отведенного хладагентом тепла Q от охлаждаемой поверхности электрода-колпачка площадью F за временной промежуток Δτ, равный для нашего устройства циклу работы сварочной машины.
Здесь α - коэффициент теплоотдачи от нагретых дна и боковой поверхности полости электрода-колпачка к хладагенту, ΔT - перепад температур между этими поверхностями и циркулирующим там хладагентом.
В свою очередь при проточном охлаждении электрода-колпачка α определяется критериальным уравнением Нуссельта-Михеева
где
- критерий Прандтля,
- критерий Рейнольдса, в котором v - скорость циркуляции хладагента; d - эквивалентный гидравлический диаметр одного или нескольких каналов, по которым циркулирует хладагент; ϑ - кинематическая вязкость хладагента - воды; а - ее коэффициент температуропроводности.
При v=0, Re=0 и Nu=0, когда имеется застойная зона с хладагентом, как у прототипа, тогда тепло от периферийной части нагретого дна полости к имеющемуся там хладагенту передается кондукцией, что гораздо менее эффективно, чем конвекцией в предлагаемом устройстве.
В свою очередь
где λ - коэффициент теплопроводности хладагента - воды.
Оценим численно эффективность охлаждения электрода-колпачка предлагаемым устройством и устройством-прототипом, задавшись одинаковыми продолжительностью цикла Δτ, коэффициентом теплоотдачи а и перепадом температур ΔT. Принимаем диаметр отверстия держателя 2 d1=10 мм, диаметр цилиндрической полости электрода-колпачка 1 d2=14 мм и ее длину l=4 мм (см. чертеж).
Для предлагаемого устройства отводимое количество тепла Q1 будет равно
а для прототипа -
Их соотношение запишется
Таким образом, эффективность охлаждения электрода-колпачка в предлагаемом устройстве увеличилась в 4,2 раза по сравнению с эффектом охлаждения этого колпачка у прототипа устройства, чем повышается эффективность охлаждения его переднего торца и, следовательно, стойкость благодаря минимальной температуре его рабочей поверхности к началу цикла сварки деталей или заготовок между собой.
Выполнением, например, цилиндрической полости у дна конической полости электрода-колпачка для образования кольцевого зазора между ним и держателем также упрощается изготовление боковой поверхности этой полости вследствие исключения утыкания режущего инструмента в это дно, что имеет место у прототипа. При этом длина 1 ее определяется размерам окна (его диаметром) +1-2 мм, когда оно выполнено наклонным относительно продольной оси держателя. Например, при диаметре окна в 2 мм длина l=2+(1-2)≤4 мм (см. чертеж устройства).
Таким образом, предлагаемым устройством увеличивается охлаждаемая поверхность электрода-колпачка и эффективность охлаждения электрода-колпачка в несколько раз, чем повышается его стойкость как минимум в 1,5-2 раза.
Claims (1)
- Устройство для контактной точечной сварки, содержащее держатель с осевой полостью, электрод-колпачок, имеющий полость с боковой поверхностью конической формы, размещенный на конической поверхности передней части полого держателя, и трубку для подвода хладагента, установленную в осевой полости держателя с зазором относительно его стенки, отличающееся тем, что на боковой поверхности электрода-колпачка выполнена цилиндрическая проточка, при этом электрод-колпачок размещен на поверхности держателя с образованием осевого зазора между дном полости электрода-колпачка и передним торцом держателя и кольцевого зазора между боковой поверхностью передней части держателя и поверхностью проточки, при этом упомянутый кольцевой зазор открыт в осевой зазор и соединен поперечными окнами, выполненными в стенке держателя, с зазором в полости держателя, который загерметизирован у переднего торца трубки для подвода хладагента, открытого в упомянутый осевой зазор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014121175/02A RU2570253C1 (ru) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014121175/02A RU2570253C1 (ru) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570253C1 true RU2570253C1 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014121175/02A RU2570253C1 (ru) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570253C1 (ru) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633809C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-10-18 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка. |
RU2649485C1 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2652930C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки |
RU2652915C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2652918C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2652916C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Электрод для контактной точечной сварки |
RU2683987C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки (КТС) |
RU2703928C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2019-10-22 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки (ктс) |
RU2712317C1 (ru) * | 2019-04-30 | 2020-01-28 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для электромагнитной точечной сварки |
RU2716918C1 (ru) * | 2019-09-25 | 2020-03-17 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для электромагнитной точечной сварки |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1214365A1 (ru) * | 1984-11-22 | 1986-02-28 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Электродный узел машин контактной точечной сварки |
US4588870A (en) * | 1984-12-18 | 1986-05-13 | Scm Corporation | Resistance welding electrode cap |
US4760235A (en) * | 1987-09-24 | 1988-07-26 | Flater Anders H | Male spot welding electrode |
SU1731531A1 (ru) * | 1989-07-13 | 1992-05-07 | Красноярский институт космической техники - Завод-ВТУЗ | Электрод дл контактной точечной сварки |
SU1754369A1 (ru) * | 1990-07-03 | 1992-08-15 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Электродна головка дл контактной точечной сварки |
RU2420378C2 (ru) * | 2009-03-02 | 2011-06-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Способ охлаждения электрода контактной точечной сварки (ктс) и устройство его реализации |
-
2014
- 2014-05-26 RU RU2014121175/02A patent/RU2570253C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1214365A1 (ru) * | 1984-11-22 | 1986-02-28 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Электродный узел машин контактной точечной сварки |
US4588870A (en) * | 1984-12-18 | 1986-05-13 | Scm Corporation | Resistance welding electrode cap |
US4760235A (en) * | 1987-09-24 | 1988-07-26 | Flater Anders H | Male spot welding electrode |
SU1731531A1 (ru) * | 1989-07-13 | 1992-05-07 | Красноярский институт космической техники - Завод-ВТУЗ | Электрод дл контактной точечной сварки |
SU1754369A1 (ru) * | 1990-07-03 | 1992-08-15 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Электродна головка дл контактной точечной сварки |
RU2420378C2 (ru) * | 2009-03-02 | 2011-06-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Способ охлаждения электрода контактной точечной сварки (ктс) и устройство его реализации |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633809C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-10-18 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка. |
RU2652930C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки |
RU2652915C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2652918C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2652916C1 (ru) * | 2017-03-24 | 2018-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Электрод для контактной точечной сварки |
RU2649485C1 (ru) * | 2017-04-27 | 2018-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки |
RU2683987C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки (КТС) |
RU2703928C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2019-10-22 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для контактной точечной сварки (ктс) |
RU2712317C1 (ru) * | 2019-04-30 | 2020-01-28 | Тимофей Иванович Кожокин | Устройство для электромагнитной точечной сварки |
RU2716918C1 (ru) * | 2019-09-25 | 2020-03-17 | Кожокин Тимофей Иванович | Устройство для электромагнитной точечной сварки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2570253C1 (ru) | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (ктс) | |
RU2420378C2 (ru) | Способ охлаждения электрода контактной точечной сварки (ктс) и устройство его реализации | |
RU2652929C1 (ru) | Электрод с хвостовиком для контактной точечной сварки | |
RU2633810C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка | |
RU2680320C1 (ru) | Поршневой узел машины литья под давлением | |
US2218097A (en) | Heat exchanger | |
KR101605021B1 (ko) | 친환경 수력 냉각순환 쿨링타워 | |
RU2652918C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки | |
RU2628718C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки прутков | |
RU2639168C2 (ru) | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки (КТС) | |
RU2652930C1 (ru) | Устройство для охлаждения электрода-колпачка контактной точечной сварки | |
KR101083633B1 (ko) | 열처리수의 믹스를 이용한 열증폭기 | |
RU2101149C1 (ru) | Электрод с внутренним охлаждением | |
RU2625143C1 (ru) | Электрододержатель для контактной точечной сварки | |
RU2645528C1 (ru) | Держатель с электродом-грибком для контактной точечной сварки | |
CN204474729U (zh) | 设有循环冷却回路的炉底辊 | |
KR101447851B1 (ko) | 오일 가열장치 | |
RU2652915C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки | |
RU183517U1 (ru) | Фреза с комплексной системой охлаждения | |
RU2633809C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка. | |
JP2008188687A (ja) | 焼き嵌め式ツールホルダの冷却用アダプタ | |
CN106369811A (zh) | 一种换热效率高的热水器用加热器 | |
US2261937A (en) | Means for cooling piercing points of tube rolling mills | |
CN104588412A (zh) | 可实现多种温度模式轧辊加热装置 | |
RU2683988C1 (ru) | Устройство для контактной точечной сварки (КТС) |