книги / Сварка в машиностроении. 4
.pdfПри этом рассматривали еще одно возмущение, возмущение по зазору в стыке или
скрытой составляющей длины /лс дуги.
Анализ зависимостей Ahn {knс) показал, что оптимальной системой при доми
нирующем возмущении по зазору (/лс) является МРДГ1 в сочетании с источником, имеющим «жесткую» ВАХ, в то же время при доминирующем возмущении по внешней составляющей дуги / дв МРДП оптимально с источником, имеющим «штыковую» ВАХ; системы АРДС и АРНД оптимальны при доминирующем воз мущении по длине дуги /д независимо от формы ВАХ источника; возмущения по зазору этими системами не отрабатываются ни при какой форме ВАХ источника.
Анализ статических свойств универсальных дуговых автоматов (МРДП, АРДС, АРНД) по коэффициентам качества приводит к следующим общим выво дам: статические свойства МРДП, АРДС и АРНД при одних и тех же возмуще ниях существенно различны; один и тог же автомат обеспечивает различное ка чество регулирования в зависимости от характера технологического процесса и даже режима сварки; ни одна из систем регулирования дуги не обладает явным преимуществом по сравнению с другими; вопрос о целесообразности применения той или иной системы регулирования решается однозначно только в результате расчета качества регулирования в соответствии с конкретными производственными условиями.
МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ДУГОВЫХ АВТОМАТОВ ТИПА МРДП, АРДС И АРНД
Общие положения. 1. Достоверный результат применительно к обеспечению заданного в ТУ допустимого отклонения регламентируемого параметра сварного шва при разработке установки для автоматической дуговой сварки, комплектуе мой автоматами типа МРДП, АРДС или АРНД, можно получить лишь в том случае, если при проектировании выбрать основные параметры системы так, чтобы обеспечить оптимальную точность стабилизации характерных возмущений.
Для реализации этого технические условия на разработку конкретного авто мата, кроме обычных данных, обусловленных технологическими особенностями процесса сварки и конструкцией изделия, должны содержать значения допусти мых отклонений регламентируемых параметров шва (А/?По* А*шо). а также пере даточных коэффициентов и постоянных времени звеньев определенной структур ной схемы И—А—Д —Ш.
2. В швах сварной конструкции, как правило, возникают рабочие напря жения Чтобы исключить возможность непровара, в ТУ на сварную конструкцию наиболее жестко регламентируется допустимое отклонение ДЛПо глубины про вара / / п (см. рис. 4). В связи с этим в дальнейшем во всех случаях, в качестве ос новного регламентируемого параметра вводится Д/?п0. Последнее не является огра ничением применения изложенных ниже методик проектирования МРДП, АРДС и АРНД, так как в тех случаях, когда наиболее жестко регламентируется ка кой-либо другой параметр шва, необходимые расчетные выражения могут быть получены по передаточным функциям МРДП, АРДС или АРНД для икс-пара метра
3. Анализ возмущений показывает, что для длины дуги характерным является стохастическое возмущение (см. табл 2) Однако введение такого возмущения приводит к сложным выражениям, мало пригодным для практических расчетов. Детальный анализ показал, что стохастическое возмущение в первом приближе нии может быть учтено соответствующим гармоническим возмущением по длине
дуги /дг = lrm sin со/ Параметры гармонического возмущения выбираются сле дующим образом*
Ÿ 2
1) частота со = -т=— , гдеТи — постоянная времени проплавления изделия;
1 и
грамме напряжения дуги, енятой в процессе сварки. Для сварки неплавящимся Электродом в аргоне можно принять 1гт = 0,3ч- 0,4 мм. Для сварки плавящимся электродом под флюсом 1тт* 0,5-г-0,7 мм.
Введение гармонического возмущения позволило получить все основные зависимости в явном виде, что существенно облегчает конструктору выбор соот ветствующих параметров системы.
Кроме гармонического для длины дуги учтено также и линейное возмущение-
длины t^o = |
0со tg at дуги (а — угол непараллельности между сварочной го |
релкой и изделием). |
|
4. |
В процессе сварки на систему источник—автомат—дуга—шов действуют |
различные возмущения. Для того чтобы гарантировать заданное качество регу лирования по шву, конструктор обязан учитывать возможность одновременного действия всех характерных возмущений при наиболее неблагоприятной комби нации их знаков.
В соответствии с этим для всех систем регулирования (МРДП, АРДС и АРНД) расчетные выражения для определения оптимальной точности стабилизации си
стемы получены в результате сопоставления суммарной |
ошибки системы |
от всех реально-возможных возмущений с допустимой |
по ТУ величиной |
отклонения регламентированного параметра сварного шва Например, для АРДС (наиболее общий случай) допустимое по ТУ отклонение
глубины провара |
|
|
|
|
|
|
4" |
|
“I" ^ K v cc “1“ |
(8) |
|
где Ahni — ошибка |
по глубине |
провара от |
всех возмущений |
по длине дуги; |
|
— ошибка от |
возмущения |
по скорости |
подачи |
электродной проволоки; |
|
A/znис — ошибка от возмущения |
по напряжению сети; |
ДЛП0сс — ошибка от воз |
|||
мущения по скорости сварки; АЛпл — ошибка от изменения зазора в стыке.
Из анализа статических ошибок АРНД и АРДС следует, что ошибка от из менения зазора стыка Ahnh не отрабатывается этими системами. Значит, Ahnh =
= Лп> т. е. равна изменению глубины провара, обусловленному опусканием
(поднятием) ванны при увеличении (уменьшении) зазора стыка. Величину Яп определяют экспериментально по поперечному шлифу шва, сваренного с пере менным зазором.
Система МРДП при питании дуги от источника с жесткой характеристикой (/гпс = оо) отрабатывает изменение глубины провара Л„ [10]. Однако серийные сварочные источники, как правило, не обладают knc = оо, поэтому можно счи
тать, что обычно и для МРДП A/in/i « Л п. Учтя это и положив, что на практике все возмущения автономны и равновероятны, получим величину допустимого от клонения регламентированного параметра шва, приходящуюся на одно возму щение. Например, для АРДС в соответствии с (8)
|
|
1 |
(9) |
|
|
|
|
где z — одно из характерных возмущений. |
|||
5. |
Все расчетные |
выражения |
для определения параметров МРДП, АРДС |
и АРНД, приводимые ниже, получены из передаточных функций и статических |
|||
ошибок |
этих систем. |
|
|
|
МЕТОДИКА |
РАСЧЕТА |
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МРДП |
Задачи расчета. Система И—А—Д —Ш с МРДП (см. рис. 1) состоит из трех авто номных органов: источника ИП питания дуги, механического регулятора МРДП дугового промежутка и механизма МПИ перемещения изделия (или механизма2
2 Под* ред. Ю. Н. Зорина
перемещения горелки МПГ). В соответствии с этим задача проектирования уста новки е МРДП заключается в том, чтобы исходя из допустимого отклонения ре гламентированного параметра шва рассчитать необходимую точность стабилиза ции длины Д/до дуги, напряжения Дисо сети и скорости Д^ссо сварки, а по ним выбрать основные параметры МРДП, источника питания и привода МПИ (МПГ) таким образом, чтобы в реальных условиях, несмотря на наличие возмущающих факторов, обеспечить заданное техническими условиями качество сварного со единения.
Основные этапы расчета. Этап 1. Расчет оптимальной точности стаби лизации длины Д/до дуги. При расчете Д/до должен быть известен источник питания дуги, которым комплектуется автомат, и в соответствии с режимом сварки определен его knc. Кроме этого, должен быть задан угол а непараллель-
ности |
между направляющей |
сварочной |
головки |
и |
поверхностью |
изделия. |
||
При |
этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
1/3 (А/Епо — ^п) П — k^rKr) - t g a [ j |
1 -- knrKr - ( 1 - e - f » ) ] - |
||||||
А/до — |
Кг |
|
|
|
||||
|
|
|
_______ (1 — kpjKr) Km____ |
|
|
|
||
где L = VCCH*— длина |
|
V u - k w K r f+ (ù 2r „2 ’ |
|
|
||||
шва, |
мм; Кссн ~ |
скорость |
сварки, мм с" ; / — время |
|||||
сварки шва, с; Р = |
- — |
дг |
Другие |
коэффициенты |
и постоянная |
времени |
||
|
|
|
•*и |
|
|
|
|
|
Ти приведены в табл. 1.
Всоответствии с Д/до разрабатывают конструкцию сварочной головки и опор ного копира, определяют точность изготовления и сборки деталей.
Этап II Определение оптимальной величины угла а 0 непараллельности.
В тех случаях, когда конструктору целесообразнее (проще) задать допустимое отклонение длины Д/д0 дуги, а не tg а 0, в соответствии с (10) рассчитывают tg a 0 и определяют а 0:
1/3 (АДпО -- Дп) (1 -- ЬЛГКГ) |
__ |
Кг |
|
( 1 ЬдгК г) |
( И ) |
~~ А/до “ |
|
/ ( 1 — kv Kr)*+<0tT l Г |
|
где А = L — ^ссн^*и
1 — kfixKr
В соответствии с а0 разрабатывают конструкцию направляющих сварочной головки, определяют характер посадок, точность изготовления и сборки станины автомата.
Этап II I . Расчет оптимальной точности стабилизации напряжения ДцСо
сети. Выбор источника. В соответствии с технологией выбирают источник постоян ного или переменного тока с определенным диапазоном регулирования и напряже нием холостого хода. В то же время его параметры (knc>kic) существенно влияют на качество регулирования. Расчетные выражения для Д/до и tg а0 учитывают свойства источника, однако предварительный выбор его еще не гарантирует заданного качества регулирования ори возмущении по напряжению сети Для правильного выбора источника нужно рассчитать оптимальную точность стабили зации напряжения сети (в %)
А«со = |
1/3 (Д/liio -- hn) [1 -- ^ДГ^Д (^ГН ^ПС^Гт)] К пн |
(12) |
|
fojcknU2Q |
|
где Нпн — номинальная глубина провара, мм; U20 — номинальное |
напряжение |
|
холостого хода источника питания дуги, В; ДЛП0 — hUl %, |
|
|
В соответствии G величиной Аисо окончательно выбирают тип источника пи тания дуги.
Этап IV. Расчет оптимальной точности стабилизации скорости AÜCCO сварки и коэффициента f0 жесткости механической характеристики привода.
Одной из непосредственных задач при разработке МРДП является выбор привода МПИ механизма перемещения изделия или привода МПГ механизма головки. Дви гатель привода МПИ (МПГ) выбирают по мощности. Однако такой подход еще не гарантирует заданного качества регулирования по шву. Последнее объясняется тем, что изменение скорости сварки, кроме возмущения по моменту на валу дви гателя, обусловлено жесткостью механической характеристики привода МПИ (МПГ), которая существенно зависит как от схемы питания двигателя (постоян ное напряжение, пульсирующее напряжение), так и от способа регулирования скорости двигателя:
AvCl |
1/3 (A/lnu Йп) [1 — ^дг&д (^гн £пс&гт)] #п |
(13) |
|
k r c c V CCH |
|||
|
|
||
где /Упн — номинальная глубина провара, мм; VcCH — номинальная |
скорость |
||
сварки, мм/с; Ао и ДЛПо — hn, %.
В реальных производственных условиях возмущения по скорости сварки неизбежны. Коэффициент жесткости механической характеристики привода МПИ (МПГ), при которой, несмотря на возмущения по скорости (моменту), откло нения глубины провара не будут превышать допустимого значения,
krccnD AM
to — |
|
|
|
(14) |
1/3 (Ahno — hn) T]t2*60 [1 — £дг^д (^гн “h fcnc^rx)] |
||||
где D — диаметр ведущей |
шестерни или катка, мм; |
AM — отклонение момента |
||
на валу двигателя, соответствующее возмущению |
по |
скорости сварки, гс-см; |
||
Т) — КПД механической |
передачи; i — передаточное число редуктора; A/ino — |
|||
— hn — установленное |
по |
ТУ допустимое отклонение |
глубины провара, мм; |
|
jfo» гс-см/(об/мин). |
|
|
|
|
В определенных автоматах в качестве привода применяют двигатель постоян ного тока с независимым возбуждением. При этом обмотка возбуждения и якорь двигателя питаются от выпрямителей.
Механическая характеристика такого вентильного микропривода при мо ментах на валу меньше Мн будет иметь жесткость, значительно меньшую, чем естественная характеристика. Стремление уменьшить отклонения скорости сварки путем использования привода большей мощности может дать обратный резуль тат. Перегрузка двигателя по моменту может привести к быстрому выходу его из строя. Расчет допустимой жесткости позволяет однозначно решить этот вопрос. В соответствии со значением /0 окончательно выбирают тип двигателя, схему пита ния и способ регулирования скорости привода перемещения изделия или головки #
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АРДС
Задачи расчета. Система И—А—Д —Ш с АРДС (см. рис. 2) состоит из трех авто номных органов: источника ИП питания дуги, механизма МПЭП подачи электрод
ной проволоки |
и механизма МПИ перемещения изделия |
(или головки МПГ). |
В соответствии |
с этим задача проектирования установки |
с АРДС заключается |
в том, чтобы исходя из допустимого отклонения регламентированного параметра шва рассчитать необходимую точность стабилизации длины А/до дуги, ско рости Ацпо подачи электродной проволоки, напряжения Ацсо сети и скорости ДоСсо сварки, а по ним выбрать основные параметры установки, источника питания и приводов МПЭП и МПИ таким образом, чтобы в реальных условиях, несмотря на наличие возмущающих факторов, обеспечить заданное техническими условиями качество сварного соединения.
Основные этапы расчета. Этап I Расчет оптимальной точности стабиливации длины Д/до дуги. При реально-возможных скачкообразных возмущениях по длине дуги во всех случаях, когда можно считать kCB= О, АРДС астатична по отношению к этому воздействию (см. стр. 21). С учетом этого определение соб ственно Д/до из выражения статической ошибки АРДС лишено практического смысла.
Стохастическое возмущение по длине дуги неизбежно и от конструктивных параметров сварочной установки не зависит. В соответствии с этим определение оптимальной точности стабилизации длины дуги для АРДС, по существу, сво дится к расчету оптимальной точности непараллельности между направляющими сварочной головки и станиной установки. На этом этапе расчета источник должен быть задан, т. е. выбран предварительно в соответствии с характером технологи ческого процесса.
В первом приближении |
|
|
||||
|
|
|
tg а 0 = |
Т 11Р1Р2 [1/4 (Д/г,,,, — h„) — A h rm], |
(15) |
|
|
|
|
|
KrkCBL |
|
|
|
|
где |
ДЛпя |
_____________ ___________________ . |
|
|
|
|
V (Г„й>2 + /Сс)2 4- ш2 (1 - кЯГК, - ТнКс)*’ |
|
|||
|
|
|
|
|
||
рх и р2 — корни |
характеристического |
полинома; |
|
|||
Т |
+ |
( 1 + |
и — k j y T K r — Т |
И/Сс) S -f- k CB — ^дг^св-Кг — Я с = |
0 . |
|
Здесь |
Кс = |
£д (ken + ^пс^ст). причем Ад [В-см_1|. |
|
|||
В соответствии с величиной tg о,> разрабатывают несущую конструкцию уста новки с АРДС, определяют характер посадок, а также точность изготовления и сборки деталей МПИ или МПГ, выбирают тип приспособления для закрепления заготовок при сварке.
Этап II Расчет оптимальной точности стабилизации скорости Дипо подачи электродной проволоки и соответствующей жесткости /0 механической характери стики привода МПЭП. Одной из основных задач при разработке АРДС является выбор привода МПЭП механизма подачи электродной проволоки. Привод МПЭП выбирают по мощности. Однако такой подход еще не гарантирует заданного ка чества регулирования по шву, так как изменение скорости подачи электродной проволоки кроме возмущения по моменту на валу привода обусловлено жест костью его механической характеристики, которая зависит от типа привода, схемы питания (постоянное или пульсирующее напряжение) й способа регулиро вания скорости подачи.
В производственных условиях возмущения по скорости подачи электродной
проволоки неизбежны (см. табл 2), а для шланговых |
полуавтоматов наиболее |
||
характерны |
|
|
|
Д^по — |
1/4 (Д/1П0 — hn) |
(16) |
|
Игп |
|||
|
|
||
(&ГН 4~ ^пс&гт) Упн10"~"
(^СН ~\~^ПС^Ст) Н.
Ипн — номинальная глубина провара; УПн — номинальная скорость подачи про
волоки; Д^по и ДАп« — Лп, %
Коэффициент жесткости механической характеристики привода, при которой, несмотря на возмущения по моменту, отклонения глубины провара не превысят
допустимого значения / гс*см \] »
|
______ хгпrFm_______ |
/о — |
(17) |
*1*1/4 (Ahno — hu) лдв |
где т — относительная величина возмущения статического момента механизма подачи; г — радиус ведущего ролика механизма подачи, см; F — усилие подачи, го; хгп — коэффициент качества АРДС; т] — КПД механической передачи;
1/4 (Д/tno — hn) — необходимая |
точность |
регулирования |
глубины |
провара |
в относительных единицах; ядв |
— частота |
вращения вала |
двигателя, |
об/мин; |
i — передаточное число редуктора |
|
|
|
|
Этап III. Расчет оптимальной точности стабилизации напряжения Auç0 сети. Окончательный выбор источника. Тип источника определяется характером технологического процесса. В зависимости от технологии выбирают источник по стоянного или переменного тока с определенным диапазоном регулирования и напряжения холостого хода. Однако параметры источника knc и kтс существенно влияют на качество регулирования. Расчетные выражения tg a 0 и /0 учитывают свойства источника, но предварительный выбор его еще не гарантирует задан ного качества регулирования при возмущениях по напряжению сети.
Для окончательного выбора источника необходимо рассчитать оптимальную точность стабилизации напряжения ДмСо сети; расчет следует вести по максималь
ному |
значению коэффициента качества |
|
|||
|
|
Аисо = |
1/4 (ДЛпо — Лп) |
416) |
|
|
|
|
|
Хгс |
|
где Х |
г г ---------- kT |
^ГН^СТ _+ ^гт^сн |
U 20 |
|
|
^СН ^ис^ст |
7/ пн |
|
|||
|
|
|
|||
Здесь |
U2d — напряжение холостого |
хода источника; |
ДцСо и Д^по — Лп» %• |
||
В соответствии с ДцСс осуществляют окончательный выбор источника пита ния дуги.
Этап IV. Расчет оптимальной точности стабилизации скорости Avcc0 сварки и соответствующей жесткости f0 механической характеристики привода меха низма перемещения изделия или сварочной головки. Дуга перемещается относи тельно изделия механизмом МПИ перемещения изделия или механизмом МПР перемещения головки. Привод МПИ (МПГ) выбирают по мощности. Однако в дан ном случае такой подход еще не гарантирует заданного качества регулирования по шву, так как при возмущениях по моменту (см. табл. 2) фактическое отклоне
ние скорости сварки зависит от жесткости механической характеристики |
при |
вода МПИ (МПГ). |
|
Оптимальная точность стабилизации скорости сварки |
|
1/4 (Д/1по — hu) |
(19) |
Д^ссо = |
|
х гсс |
|
где Д^ссо и ДЛП, — Лп, %• Коэффициент жесткости механической характеристики привода, при кото
ром, несмотря на возмущения по моменту, отклонения глубины провара не пре-
/ гс-см \ |
|
высят допустимого значения ( 0б/мин ) |
|
______ хГСсяР AM_______ |
(20) |
to — |
1/4 (ДЛП0 — Лп) T)ta*60VccH *
где/) — диаметр изделия (МПИ) или ведущего катка головки (МПГ), мм; АМ — отклонение статического момента нагрузки, гс-см; УСсн— скорость сварки, мм/с.
Из выражений (19) и (20) коэффициент качества глубины провара при возму щении по скорости сварки
V _ ь
лГсс — кгсс Him •
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АРНД
Задачи расчета. Система И—А—Д —Ш с АРНД непрерывного действия (см. рис. 3) состоит из трех автономных органов: источника ИП питания дуги, автоматиче ского регулятора АРНД напряжения дуги, механизма МПИ перемещения изде лия или механизма МПГ перемещения сварочной горелки. В соответствии в этим вадача проектирования установки с АРНД сводится к тому, чтобы исходя из до пустимого отклонения регламентированного параметра сварного шва рассчитать необходимую точность стабилизации длины дуги Д/д0, напряжения сети АпСо и скорости сварки ДоСсо» а по ним выбрать основные параметры регулятора на пряжения дуги, источника питания и приводов МПИ (МПГ) так, чтобы в реаль ных условиях, несмотря на наличие возмущающих факторов, обеспечить заданное техническими условиями качество сварного соединения.
Основные этапы расчета. Этап I . Выбор привода сервомеханизма сварочной головки. Для обеспечения заданного качества регулирования по шву привод АРНД сервомеханизма должен обладать определенной приемистостью и мощ ностью. При сварке без колебаний электрода поперек разделки привод выбирают в соответствии с параметрами гармонического возмущения по длине дуги.
Таким образом, для сварки без колебаний будем иметь
/др |
|
/г/72 SID |
|
при этом |
т |
2дт/гтсо |
|
— |
|||
|
|
tx в |
|
и |
|
2я/гт(0а |
|
егт |
— |
||
9 |
|||
|
|
'хв |
где Qrm — скорость (рад/с) и егш— ускорение (рад/са), которые должен отрабо тать привод; /хв — шаг ходового винта механизма перемещения электрода го релки, мм.
Выбор привода:
а) уравнение приемистости [11]
Ми |
^ |
4 (/г® гт + |
~ ~ ) 8гт |
v/ д |
, > |
v i |
; |
б) уравнение мощности
2 ( j ГЕГт Ч— 7Г~^) ®ггп
Р > - ± -------------- -------------
Тм
В этих уравнениях Мн — номинальный момент двигателя, гс*см; Удв — момент инерции, гс»см*с2; v — коэффициент, учитывающий инерционность редуктора; Уг — момент инерции сварочной горелки, rG-см-са; МР— статический момент горелки, гс*см; г) — КПД редуктора; ум — коэффициент перегрузки двигателя по моменту; Р — мощность, Вт.
Выбрав привод по уравнению приемистости (а) и уравнению мощности (б), его необходимо еще проверить на нагрев [ 11 ] с учетом цикла нагрузки (сварки) и дополнительного подогрева теплоизлучением от дуги.
Этап / / . Определение оптимального передаточного числа редуктора ip а расчет скорости V0T отработки. Диапазон возможных передаточных чисел, при которых выбранный привод обеспечит требуемые параметры перемещения горелки, определяется построением области располагаемых моментов и скоростей ЙДВ МДВ), соответствующей механической характеристике привода и области требуемых
моментов и скоростей М1р (гр, |
Qxp) |
&М |
(рис. И). Последняя строится по |
урав |
|
нениям [11 ]: |
|
рад/с |
МТр — vJrZrmip ■ |
Jг^гm I |
Мг , |
|
ip |
r\ip 9 |
^тр = ip^rm*
в которых значения ip задаются. Диапазон возможных передаточных
чисел редуктора соответствует участку кривой Мтр (ip, QTp), находится внутри области располагаемых скоростей и мо ментов (заштрихована).
Выбрав привод и ip, получим ско рость отработки
Уот = |
г, / |
|
GOin |
||
|
Этап H I. Расчет оптимального зна чения коэффициента усиления АРНД.
*
WOO
800
|
Ъб,?в |
il0 7 |
||
600 — « V |
|
|||
|
|
П00 |
||
|
<С/ |
м / |
||
m |
|
Ч т о б |
||
__________ |
Щ |
'0 |
||
|
||||
|
|
|
||
200 |
1 |
|
|
|
ЗОЛ
Ин о
я
"н /х\
О |
70 100 |
175 200 |
300 Мдв,гссп |
Оптимальная точность стабилизации длины дуги в АРНД достигается выбором коэф фициента ky усиления. На этом этапе рас чета источник должен быть задан, так как его параметры влияют на величину ошибок регулирования
Коэффициент усиления усилителя АРНД с учетом всех возмущений по длине
дуги
ky — |
km fei |
и Я |
1/3 (A/ino |
■Vссн а “Ь |
|
|
|
+ 5/1 |
и я |
со/г |
V |
|
1 + СО2п „ |
(21) |
|
|
|||||
|
|
(l + |
СОгГи) (1 + ®2Тпс) |
|||
|
|
|
|
|
где и т— напряжение трогания привода (определяется опытным путем), В; и ян — номинальное напряжение якоря привода, В; VCCH— номинальная скорость сварки; £ = 1,8 — корректирующий коэффициент; расчет Гем — см. [11].
Иногда удобнее рассчитывать ky не по допустимому отклонению глубины про
вара 1/3 (ДЛпо — Лп), а по допустимой величине динамической ошибки по напря жению Д[/до дуги. В этом случае
fcy = дТ ( |
+ у ЯН Уссн tg a + |
^H т г ^ |
1 + Û)*T*CM^ $ (22) |
\ |
у от |
Уот |
/ |
где {?и = 1,6.
Расчет ky позволяет обоснованно спроектировать усилитель АРНД.
Этап IV. Расчет оптимальной точности стабилизации напряжения Д«во
сети. Окончательный выбор источника. Источник предварительно выбирают в соот ветствии в указаниями технологов. Однако для того чтобы обеспечить заданное качество регулирования по шву при возмущениях по напряжению сети, необ ходимо рассчитать Дисо-
С учетом зоны нечувствительности АРНД |
|
1/3 (A/Zno Лп) + |
(^гн + &пс^гт) |
|
(23) |
ДЫсо |
kjckçj |
|
Значение Дись предопределяет окончательный выбор источника.
Этап V Расчет оптимальной точности стабилизации скорости Аоссо сварки и жесткости /0 механической характеристики привода перемещения изделия (или горелки).
Оптимальная точность стабилизации скорости сварки (мм/с)
1/3 (A/lnu -- ^п) Н--- jT ~ ~ |
(Лгн + /ёпс^гт) |
(24) |
||
Д^ССП — ‘_____________________ «У________________ |
||||
Жесткость механической характеристики |
привода перемещения |
изделия |
||
/ гс-см \ |
|
|
|
|
\ об/мин / |
|
|
|
|
. _ |
пР ДУЙ |
|
(25) |
|
'° “ |
60 ДуссоЛ*2 |
’ |
||
|
||||
где Dy AM, т|, I аналогичны параметрам формулы (14).
Методики расчета основных параметров дуговых автоматов общего назначе ния типа МРДП, АРДС и АРНД, комплектуемых серийными источниками пита ния (без обратных связей), учитывают все виды наиболее характерных возмуще ний, имеющих место в реальных производственных условиях. Эти методики позволяют конструктору исходя из установленного в ТУ на сварное соединение допустимого отклонения регламентируемого параметра шва обосновать точность изготовления и сборки несущей конструкции сварочной установки, выбрать при вод и передаточное число редуктора сервомеханизма, рассчитать коэффициент усиления усилителя АРНД, выбрать источник питания, спроектировать привод механизма перемещения изделия или сварочной головки. В гех случаях, когда характер^ того или иного возмущения окажется существенно отличным от рас смотренного, конечные расчетные выражения будут другими. Их можно полу чить на основе структурных схем или передаточных функций системы И—А—
Д —Ш, приведенных в данной главе. |
|
||
|
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
|
1. |
Аленин Л. Е. К вопросу о разработке технических условий иа |
проектирование |
|
установок для |
механизированной дуговой сварки — Известия аузов. |
Машиностроение, |
|
1971, № |
1, с. |
159— 162. |
|
2. |
Алехин Л. Е. Инерционность расплавления электродной проволоки и проплав |
||
ления металла изделия при автоматической сварке под флюсом. — Автоматическая
сварка, 1963, № 10, с. |
i-î-7. |
3. Алехин Л. Е. |
Методика расчета отклонений содержания легирующих элемен |
тов в шйе по технологическим критериям качества регулирования. Передовая технология
в производстве сварных |
конструкций. |
Пермь, 1968, с. 99—107. |
|
4. Бессекерский В. |
А., |
Попов Е. |
П. Теория систем автоматического регулиро |
вания. М., Наука, 1975. |
767 |
е. |
|
б.Ильенко Н. А. Методика определении постоянной времени проплавления
металла. Передовая технология в производстве сварных конструкций. Пермь, 1968,
6.76—82.
6.Каспржак Г. М., Щитова В. М. Структурная классификация и сравнительный
анализ |
систем |
автоматического регулирования процесса дуговой сварки. Труды |
секции |
||||
электросварки |
АН СССР. М., Академиздат, 1953, |
Вып. |
1. с. 31—57. |
|
|
||
|
7. Микаелян В. С. Определение статических характеристик дуги при автомати |
||||||
ческой сварке алюминия по флюсу. —»Сварочное производство, 1964, |
JVe 12, с. |
17—20. |
|||||
Л Е. |
8. Определение |
вольтамперных характеристик |
маломощной |
сварочной |
дуги/ |
||
Алекин |
и др. |
— Автоматическая сварка, |
1965, |
JVa 9, с. 5—7. |
|
|
|
9.Патон Б. E.t Лебедев В. К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. М., Машиностроение, 1966. 359 с.
10.Процессы саморегулирования по скрытой составляющей длины дуги при сварке
неплавящнмся электродом в аргоне/ Э. А. Гладков и др. — Сварочное производство, 1974, Ш 7, с4 9-12.
11. |
Рабинович Л. В. Проектирование следящих систем М., Машиностроение. |
1969. 499 |
с. |
12. Труды секции электросварки АН СССР. М., Академиздат, 1953, Вып. 1. 140 с.