Rotační polohovadlo pro svařování a navařování

Rotační polohovadla jsou velmi užiteční pomocníci při svařování, či navařování tzv. rotačních svařenců. Tedy hřídelí, trub, různých válců, tlakových nádob a podobně. Cena těchto zařízení, ale není nijak malá a pohybuje se od desítek tisíc (za polohovadla s nosností do cca 50 kg) až po statisíce. Ovšem o tom, že jde takové polohovadlo určené pro profi provoz postavit i s daleko nižšími náklady, se můžete přesvědčit v následujícím článku.

Popis své konstrukce rotačního polohovadla nám zaslal pan Oldřich Vrána. A svou konstrukci v dalším textu představí:

Byl jsem osloven firmou VŠEKOV, spol. s r. o., která se zabývá výrobou dopravníkových válečků, abych pro ně sestrojil rotační polohovadlo na svařování těchto válečků. Zde přináším pár postřehů a fotografií od počáteční myšlenky až do samotné realizace tohoto rotačního polohovadla (přípravku) s následujícími technickými parametry.

Maximální točný průměr: 550 mm
Maximální délka svařování: 2100 mm
Rozsah otáček: 0 – 3,76 ot/min
Mikroprocesorový časovač: od 1 sek do 100 hodin
Napájení: ~ 230 V / 50Hz

Jako správný konstruktér jsem začal na papíře:

Po zcela hrubé představě a rozkreslení, začala sháňka po jednotlivých komponentách.

První co se podařilo sehnat byl motor. I když z hlediska přesnosti a řízení by byl lepší krokový motor, použili jsme tuto klasiku - stěračový motorek s parametry: =24V; 33/53 ot/min; 2,5/3,5 A

S tím hned vyvstal problém s převodem do pomala. Ač jsem to viděl jako problém, velice rychle a snadno se mi povedla sehnat převodovka z Fordu a také brzy vzala za své:

Po rozebrání převodovky jsem začal počítat zuby. Jednoduchý převod mi nevycházel, proto musela vzniknout zpětně převodovka nová. Ze začátku se mi ježily vlasy, jak budu tuto převodovku zpětně skládat, ale ve finále se ukázalo, že takový problém to zase nebude, jak se na první pohled zdálo. Vznikla tedy převodovka s vlastní klecí. Není sice uložená v oleji, jako v autě, ale při rychlostech, které přicházejí v úvahu, to ani nebude potřeba. Při konstrukci byl dokonce zachován synchron, kterým je možno řadit další převodový stupeň.

Zde přikládám tabulku rychlostí. Motor se nechá regulovat teoreticky od 0 do 3,76 ot/min. Jelikož motor sám o sobě měl velké otáčky vznikla klec vlastní převodovky, kde vznikly dva převody. Jeden 60 zubů ku 14 zubům a druhý 41 zubů ku 12 zubům. Takže otáčky z motoru jdou na první převod a potom na druhý převod a ten zároveň na hřídel s lunetou. Motor je dvouotáčkový, proto ty dvě řady čísel. Napřed od 33 ot/min do 0 a potom od 55 ot/min do 33 ot/min:

Následně jsem udělal rozvrhnutí skříně a skříň již mohla vesele vzniknout:

Jako další problém k řešení přišla kostra. Nakonec zvítězily uhlíky, které jsou umístěny ve skříni a tlačí na otáčející se mosazný prstenec. Jsou zcela izolované od skříně a tedy nedochází k přenosu proudu přes ložiska.

Následuje pohled na již umístěné uhlíky. Ve finále jsem použil pouze dva uhlíky s tím, že je možné kdykoliv doplnit o další. Dva plně dostačují na přenos proudu. Uhlíky samozřejmě plně kopírují průměr prstence z mosazi pro lepší přenos proudu.

Na následujícím obrázku je pohled do skříně, ještě bez držáku uhlíků a pohled na upevnění motoru s převodovkou:

Detailní pohled do skříně již s upevněným držákem uhlíků a přívodními kabely:

Detail uchycení motoru a převodovky:

Celkový pohled na přípravek ještě bez nainstalovaného protihrotu:

Detailní fotografie ukazuje možnost natočení skříně z horizontální polohy do vertikální a naopak:

Souběžně při výrobě přípravku vznikala i elektronika pro řízení motorku. A zde vznikl problém, kde sehnat vhodný síťový zdroj. Nakonec volba padla na spínaný zdroj dostatečného výkonu za příznivou cenu. Vlastní elektronika je vlastně klasicky zapojený PWM regulátor s populárním časovačem NE555:

Celkový pohled na již propojenou elektroinstalaci: spínaný zdroj, přepínač rychlosti, přepínač směru otáček, hlavní vypínač, konektor pro připojení motorku, potenciometr pro regulaci otáček, PWM regulátor, síťový konektor:

Detailní pohled na hotový PWM regulátor vlastní konstrukce:

Kromě vlastního regulátoru otáček, obsahuje řídící část polohovadla ještě mikroprocesorový časovač. Funguje následovně: nejprve se nastaví čas, pak stiskneme START a tím se sepne přes relátko spínač pro podavač MIG/MAG svářečky. Časovač odpočítává čas pro zavaření válečku a jakmile dojde do konce, vypne se a přestane svařovat. Obsluha vyndá váleček, případně otočí a znovu zmáčkne START. Čas zůstává uložen. Takto se nechá velice jemně korigovat dovaření - převaření průměru válečku. A takto vypadá ovládací panel polohovadla:

Dále nabízím pohled na vozík protihrotu.

Vrchní klec protihrotu:

Pohled na hrot zepředu:

Polohovadlo po roce užívání – pohled na pístnici kterou se ovládá hrot:

Polohovadlo po roce užívání – pohled na ovládání pístnice:

Ovládání pístnice je ruční. Na fotce je vidět páčka, kterou se pístnice ovládá. Ta je vzduchová dvojčinná. Jinak na pístnici je napojeno pouzdro s axiálními ložisky, která zamezují tomu, aby se válec protáčel. I když by tomu otáčení nemělo vadit. Preventivně je to tam ale vloženo. Jinak pístnice je napojena na hrot a ten je uložen v ložiskách a je tam ještě vložena pružina pro tlumení rázů.

Uložení celého hrotu je na ložiskách, takže jeho přestavení nečiní žádný problém:

Ještě jeden pohled na ložiskové uložení:

Na následujícím obrázku je detail polohovadla v akci, tedy při svařování. Hořák je klasický ruční, plynem chlazený. S hořákem zatím problém není, jen vyjmečně se zapeče. Ale větší problém je roztřik svarového kovu, který ulpívá na hubici, a proto je potřeba častěji čistit. Na obrázku je také patrné uložení hořáku a vodící dráha pro hořák:

A na závěr pohled na již zhotovené svary:

Konstrukce a text: Oldřich Vrána

Poznámka: pokud byste se chtěli autora na něco zeptat, zde přikládáme přímý odkaz na již založené téma na SvarFóru, které se tohoto přípravku týká: http://www.svarforum.cz/forum/viewtopic.php?id=116