机械与控制驱动系统的工作原理

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：下面以小车式为例说明埋弧焊机的机械系统。拖动方式有直流电动机拖动和交流电动机拖动两种。当离合器合上时，焊车由电动机拖动行走，当离合器脱离时焊车可用手推动。典型埋弧焊机控制电路的工作原理如图1-4-16所示。

埋弧焊机的机械系统有小车式、门架式和悬臂式3种形式。

小车式是通用埋弧焊机最常见的结构（见图1-4-2），小车可直接安放在焊件上或移动式轻便导轨上，能焊接不同结构的对接缝、角接缝和圆形容器的内、外纵缝、环缝。

门架式的特征是采用大跨度门架作行走机构，以取代小车，通常安装在固定导轨上。适合于大批量生产的大型平板拼接和单面焊双面成形等专用埋弧焊。

悬臂式为各种容器环缝、纵缝焊接设计的专用埋弧焊机结构形式。常利用操作机的立柱和横臂使焊头在空间移动，与胎具配合实现各种环缝、纵缝及板梁结构的角缝自动焊。

三种系统形式都包括送丝机构、焊车、机头调节机构、导电嘴、焊剂斗、焊丝盘、控制盒等部件。行走机构的实现方式不同，机头调节机构略有差异。下面以小车式为例说明埋弧焊机的机械系统。

1.送丝机构

送丝机构由送丝电动机、送丝滚轮及矫直滚轮、压紧机构等组成，焊丝靠送丝滚轮夹紧和转动送入导电嘴。拖动方式有直流电动机拖动和交流电动机拖动两种。直流电动机拖动是靠改变直流电动机电枢的输入电压来改变送丝速度；交流电动机拖动是靠更换可换齿轮副来改变送丝速度。

送丝滚轮有3种结构。轮毂带齿的双主动滚轮用于ϕ3mm以上粗焊丝，ϕ2mm以下细焊丝则采用表面不铣齿但开有V形槽的单主动滚轮驱动方式。

2.焊车

采用焊车作为行走机构，由电动机、减速器传动机构、离合器、行走轮、车架和控制盒等组成。行走轮一般采用橡胶绝缘轮，目的是避免焊接电流流经车轮而短路。当离合器合上时，焊车由电动机拖动行走，当离合器脱离时焊车可用手推动。

3.机头调节机构

机头调节机构的作用是使焊机能适应各种不同焊件形状或接头形式的焊接。为保证焊丝对准焊缝，送丝机头应有足够的调节自由度。水平和垂直方向的移动通过螺纹传动副手动调节，可在焊接过程中连续调节。角度调节或机头回转采用转动带锁紧的转轴形式，调节好后即锁紧固定，焊接过程中不宜进行调节。

4.导电嘴

埋弧焊常用的导电嘴有3种类型，分别为滚轮式、夹瓦式和偏心式。其中滚轮式和夹瓦式导电嘴均用螺钉压紧弹簧，使导电嘴与焊丝之间有良好的接触，适用于ϕ3mm以上粗焊丝的焊接。夹瓦式导电嘴送丝稳定、磨损容量大，使用效果最好。偏心式导电嘴常称为管式导电嘴，导电嘴和导电杆偏心安装，利用焊丝进入导电嘴前的弯曲而产生必要的接触压力来确保导电接触，适用于ϕ2mm以下的细焊丝焊接。三种结构中的滚轮、导电嘴、衬瓦是直接与焊丝发生摩擦的导电零件，应采用耐磨铬铜合金制成。

5.送丝及行走电动机驱动控制系统

送丝及行走大多采用直流电动机驱动，晶闸管整流电路调速。为使网压和机械阻力有波动时直流电动机转速稳定，通常要在晶闸管触发电路中加入反馈。对于变速送丝系统，则需要引入电弧电压反馈控制信号，除可采用晶闸管系统外，还可采用三相感应电动机驱动直流发电机—电动机系统，靠在直流发电机励磁电路中引入电弧电压来实现变速送丝弧压自动调节和无触点反抽引弧。其他结构一般都要靠按钮—继电器控制，以实现反抽或划擦引弧。此外，为了使熄弧时焊缝终点不出现弧坑和粘丝，一般采用二次按钮，即先停止送丝，然后再切断电源和停止小车行走。典型埋弧焊机控制电路的工作原理如图1-4-16所示。

近年来，数字化技术在弧焊设备上的应用取得很大进展，已有全数字化弧焊电源推出，它实现了柔性化控制和多功能集成，具有控制精度高、系统稳定等优点，可存储多个焊接程序，实时显示焊接参数，可以方便地给定焊接参数和电流波形参数和实现对弧长变化的精确控制。

图1-4-16 MZ—1—1000型埋弧焊机控制电路工作框图

机械与控制驱动系统的工作原理

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