Машина для стыковой контактной сварки оплавлением
1. /У АШИНА ДЛЯ СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕД1, содержащая станину, неподвижную и подвижную плиты, гидропривод оплавления и осадки, золотник управления гидроприводом , размеп 1енный на неподвижной стойке станины, размещенный на подвижной плите регулируемый электропривод для перемещения упорного штока взаимодеиствчющии с штоком золотника, отличающаяся тем, что. с целью повышения производите,1ьпости и качества сварки, расширения технологически .х возможностей, она снабжена дву11,1ечи рычагом с регулируемым положением центра вращения, установленным между И1токо.м золотника управления гидроприводом и упорным штоком регулируемого электропривода, на неподвижной CToiiKe станины установлен кронштейн для крепления двуплечего рычага с механизмом регулировки положения центра вращения, подвижная плита машины снабжена кронштейном с р;1зъем1;ым11 обой.мами, выполне 1ными с внутреп1 1-1л; пазом , с размешен11ым в нем с возможностью скольжения подпружиненным по. со g стойкой, стойка закреплена в ползуне с возможпостью фиксированного осевого перемещения и снабжена полым регулируемым упором с штоком, снабженным якорем, а полый регулируемый упор снабжен катушкой электромагнита осадки, станина машины снабжена регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия его со стойкой, несушей гюлый регулируемый упор. О CD Ю 00 N
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„30„„1109284 эг511 В 23 К 11, 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕПЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3628692/25-27 (22) 03.08.83 (46) 23.08.84. Бюл. ¹ 31 (72) С. И. Кучук-Яценко, В. Т. Чередничок, Г. А. Ярешко, А. П. Горшков, В. И. Тишура, B. Г. Кривенко и Л. A. Семенов (71) Ордена Ленина и ордена Трудового
Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (53) 621.791.762.5.037 (088.8) (56) 1. Кучук-Яценко С. М., Лебедев В, К, Контактная стыковая сварка непрерывным оплавлением. Киев, «Наукова думка», 1976, с. 195,рис. 103.
2. Авторское свидетельство СССР № 201562, кл. В 23 К 11/04, 1962 (прототип) . (54) (57) 1. МАШИНА ДЛЯ СТЫКОВОИ
КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ, содержащая станину, неподвижную и подвижную плиты, гидропривод оплавления и осадки, золотник управления гидроприводом. размещенный на неподвижной стойке станины, размещенный на подвижной плите регулируемый электропривод для перемещения упорного штока взаимодействующии с штоком золотника, отличающаяся Tcм, «то, с целью повышения производительно ти и качества сварки, расширения текнологи вских возможностей. она снабжена двуилс«им рычагом с регулируемым положением центра вращения, установленным между штоком золотника управления гидроприводом и упорным штоком регулируемого электропривода, на неподвижной стойке T«íèíû ) становлси кронштейн для крепления двуплечего рычага с меканизмом регулировки положения центра вращения, подвижная плита iclllfi1ны снабжена кронштейном с разьсмныìè обоймами, выполне шыми с внутреiiiii: !13зом, с размещенным в нем с возмож::. !cThlo скольжения подпружиненным i!0, .çó гом со стойкой, стойка закреплена в ползупс с возможностью фиксированного осевого перемещения и снабжена полым регулируемым упором с штоком, снабженным якорем, а полый регулируемый упор снабжен катушкой электромагнита осадки, станина машины снабжена регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия его со стойкой, несущей полый регулируемый упор.
1109284
2. Машина по по п. I, отличающаяся тем, что механизм регулировки положения центра вращения двуплечего рычага выполнен в виде размещенных в пазу рычага гаек, несущих винт, проходящий через центральную гайку, цапфы которой соединены с проушиной размещенного в пазу кронштейна, Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки, преимущественно к усройствам для регулирования скорости сближения свариваемых деталей в процессе контактной стыковой сварки оплавлением.
Известны стыкосварочные машины для регулирования скорости оплавления, в которых используются следящие гидроприводы (1) .
Однако они обеспечивают. недостаточный диапазон регулирования скорости оплавления.
Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования скорости оплавления изделий в контактных стыковых 15 машинах, содержащее золотник управления гидроприводом оплавления и осадки и регулируемый электромеханический привод для перемещения упорного штока, взаимодействующего с штоком золотника. В схеме управления этого электромеханического привода применена отрицательная обратная связь напряжения по сварочному току, а пояски штока золотника имеют выточки на рабочей поверхности для уменьшения расхода рабочей жидкости и четкой работы следя- 25 щего золотника при незначительных скоростях перемещения (2) .
Это устройство обеспечивает достаточно высокую эффективность управления процессом оплавления деталей для определенной группы металлов, так как обеспечивает диапазон устойчивости регулирования скорости в пределах 25-30. Для универсальных машин, потребность в которых в настоящее время очень велика, такой диапазон регулирования скорости недостаточен, так как для
35 сварки сталеи необходимо регулировать скорость оплавления в пределах 0,2 — 3 мм/с, титановых сплавов — 0,5 — 10 мм/с; алюминиевых сплавов — 0,8 — 30 мм/с. Таким образом, для универсальных машин скорость должна регулироваться в пределах 0,2-- 40
30 мм/с, т.е. диапазон регулирования должен быть в пределах 150. а кронштейн снабжен стопором двуплечего рычага.
3. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ползун выполнен с пазами, а обойма снабжена подпружиненным стопором, установленным с возможностью поочередного контактирования с пазами ползуна.
На практике для сварки изделий с подобными диапазонами регулирования скорости оплавления используют специализированные машины с дроссельным приводом, существенным недостатком которого является зависимость расхода рабочей жидкости от ее температуры и вязкости. Изменение расхода жидкости при этом приводит к нестабильности режима сварки и, следовательно, к снижению качества сварных соединений. Кроме того, с помощью дроссельных регуляторов не удается достигнуть устойчивого регулирования скорости оплавления с диапазоном 150.
К недостаткам существующих устройств на базе следящего золотника с электромеханическим приводом управления относится то, что они также не позволяют изменять скорость в пределах 0,8 — 30 мм/с за время
1-2 с, что является технологически необходимым при сварке тонколистовых изделий для всей групп металлов, в частности, для сварки тонколистовых алюминиевых профилей.
Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки, расширение технологических возможностей станкосварочных машин.
Указанная цель достигается тем, что машина для стыковой контактной сварки оплавлением, содержащая станину, неподвижную и подвижную плиты, гидропривод оплавления осадки, золотник управления гидроцилиндром, размещенный на неподвижной стойке станины, размещенный на подвижной плите регулируемый электропривод для перемещения упорного штока, взаимодействующий со штоком золотник, согласно изобретению, снабжена двуплечим рычагом с регулируемым положением центра вращения, установленным между штоком золотника управления гидроприводом и упорным штоком регулируемого эктропривода, на неподвижной стоке станины установлен кронштейн для крепления двуплечего рычага с механизмом регулировки положения центра
1109284 стойки 2 и 3, соединенные штангами 4, по которым перемещается подвижная плита
5. С подвижной плитой соединен гидроцилиндр 6 оплавления и осадки; свариваемые изделия обозначены позицией 7. На стойке 2 закреплен следящий золотник 8, шток которого подпружинен пружиной 9. На плите
5 закреплен редуктор 10 регулируемого электропривода. Между упорным штоком электропривода 10 и штоком золотника 9 находится один конец двуплечего рычага 11, смонтированного с возможностью вращения на оси 12 относительно проушины 13. Проушина 13 установлена с возможностью перемещения при вращении штурвала 14 в направлении перпендикулярном перемещению подвижной плиты относительно кронштейна 15, жестко закрепленного на стойке 2. На плите 5 закреплен кронштейн 16, к которому прикреплены разъемные обойм ы 17, соединенные призонными болтами 18 в единое целое с внутренним пазом, в котором размещена стойка 19, имеющая возможность продольного перемещения относительно обойм совместно с ползуном 20. Стойка 19 крепится внутри ползуна 20 винтами 21, при отпущенных винтах стойка имеет воз можность регулировки в положении, перпендикулярном пазу, т.е. перпендикулярном перемещению подвижной плиты 5. Ползун 20 подпружинен относительно обойм пружиной 22. На стойке 19 смонтирован полый регулируемый винтовой упор 23, внутри которого проходит шток 24, несущий якорь 25 электромагнита осадки, катушка 26 которого закреплена на упоре 23. На стойке 3 жестко закреплен кронштейн 27 (может быть закреплен в любом другом удобном месте на станине), несущий регулируемый упор 28.
На фиг. 3 представлен вариант крепления двуплечего рычага 11 к оси вращения
12. В рычаге 11 выполнен паз, в котором закреплены гайки 26 с винтом 30. Винт 30 проходит внутри гайки 31, имеющей цапфы (оси вращения 12), входящие в соответствующие отверстия проушины 13. Проушина 13 установлена с возможностью перемещения по пазу кронштейна 15, снабженного также стопором 32, фиксирующим рычаг в положении регулировки соотношения его плеч.
На фиг. 4 представлен вариант устройства, воздействующего на двуплечий рычаг 11 посредством полого упора 23. Внутри обойм
17 установлен ползун 33 (аналог-ползун 20 на фиг. 1), несущий упор 23 и имеющий два паза 34, в которые поочередно входит подпружиненный стопор 35 в результате взаимодействия ползуна 33 в заданных положениях подвижной плиты с упорами 36 и
37, закрепленными на станине.
Гидропривод работает следующим образом. вращения, подвижная плита машины снабжена кронштейном с разъемными обоймами, выполненными с внутренним пазом, с размещенным в нем с возможностью скольжения подпружиненным ползуном со стойкой, стойка закреплена в ползуне с возможностью фиксированного осевого перемещения и снабжена полым регулируемым упором с штоком, снабженным якорем, а полый регулируемый упор снабжен катушкой электромагнита осадки, станина машины снабже1О на регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия его со стойкой, несущей полый регулируемый упор, Причем механизм регулировки положения центра вращения двуплечего рычага вы- 1 полнен в виде размещенных в пазу рычага гаек, несущих винт, проходящий через центральную гайку, цапфы которой соединены с проушиной размещенного в пазу кронштейна а кронштейн снабжен стопором двуплечего рычага.
Кроме того, ползун выполнен с пазами, а обойма снабжена подпружиненным стопором, установленным с возможностью поочередного контактирования с пазами ползуна.
Таким образом, достигается любой тех- р нологический требуемый диапазон изменения скорости оплавления: от минимальной, задаваемой скоростью перемещения винта редуктора с обратной связью по сварочному току и реверсированием при необходимости хода подвижной плиты (разогрев стыка, начальная стадия оплавления), до максимальной, осуществляемой при форсировке скорости оплавления посредством воздействия на шток золотника двуплечего рычага, перемещение которого, в свою очередь, задается в зависимости от хода подвижной плиты и регулируемого соотношения плеч двуплечего рычага.
По сравнению с электромеханическими приводами, обеспечивающими диапазон изменения скорости плавления 25-30, схема 40 механического привода гораздо проще, дешевле, надежней в эксплуатации и обеспечивает диапазон измерения скорости 150, что существенно расширяет технологические возможности стыкосварочных машин, особенно при сварке тонкостенных изделий спе45 циальных сплавов. Стабильность регулирования диапазона изменения скорости оплавления и быстродействие привода обеспечивает повы ш ение ка чества и производительности сварки. 50
На фиг. 1 дана структурно-кинематическая схема предлагаемой машины; фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; фиг. 3 — вариант крепления двуплечего рычага к оси вращения; на фиг. 4 — вариант исполнения устройства, воздействующего на двуплечий ры- 55 ча г.
Сварочная машина (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой жестко закреплены! 1()9284
>п
25 с! > и а ч а, i I I 0 H с т 3,1 и и 0 и л i! Бл с . н и 5! i I l р» Бление процессом производит«я через «лс Нищий золотник при воздействии на cf« и!тс>к упорного штока ре<улируемого элсKlpotipивода 10 (воздействие упорного штока и» 30лотник осущест!3лястся через тело .!Бун.iсчего рычага 11). Скорость опг!3!)лснпя 13 этот период зависит от скорости !и рсмс:цс— ния упорного штока, и плита 5 пс рсмспьыс>ся под действием цилиндра 6 с 3»данн«й II,! програм ме сварки скоростью с«вмеcTil«« электроприводом 10 (при кор(гп к«il з»мыкыНИИ ДВИЖЕНИЕ УПОРНОГО !IITolicl З»МСДЛЯСтСЯ вплоть до полной о« »И<>вки и реве-.>са у loj!
НОГО I!IT«K» и соотБС7 «твспн О> 1!JTÎK;i с, tcEtß щего золотника 8 п«д Боздйствисм ру>ки ны 9, чему соответствует реверс плиты 5! д«
i!cTp3HcIIHH K0poTK0I «Замыкания, п«сл( чего вновь возобноБ.IHc..«я работа привода для сближения сварив» 3tflx JPT»ëPH). (,OBместно «подвижной !)Литой псремс>цыется кронштейн 16, несу!цпй пс>лый упор 23. Между торцом упора и двуплечим рычагом 11 устанавливается зазор а (фиг. ), равный припуску ны разогрев торцов сваривасмы( изделий в начальный период оплавления.
После того, как этот зазор в iipoi!cccc oHлавления выбран, торец упора 23 вкодпт Б соприкосновение с рычагом 11. Соотноп! IIH(. плеч pi>i«313 11 выбирают таким, чтобы iiëñЧО С, KEIK Г>Р»ВИЛ«, В JICCK071>KO P3 -> !IP(Б в!шало !!Лечо 7(, . Таким образом, псрсмспс(н!1(. рычага Б зоне штока Во столько раз (>«<И,п!с псрсме>цения Б 3«kic упора 23. во сколы<о раз С больше К. Г1р>! Воздействии уп«р» 23 на рыч»г 1 происк«ЛHT смещение ппока 30лотника в каждый пс)следующий мочеIIT c :13растающей скоростью в соотношении С:К.
Со«ТВСТCTB«!i!to с ЭТОЙ Нар3«1 »IOIIICI3 ростью перемен!»ется и плита 5, и 3icH,1у
i It«PI!I>If>I IEJT0KoiI э, IPKTP«IIP!i 3«,13 1() If тc., I«5 рычага 11, а след«131! «ль !«, и ll «ком 30лотника 8 образуется .31>з«р, к«т«рьш ны )»с. тает с дальнейшим персмсщ«!!Нс "i ë-fi û 5.
Торцы «варнваемык дст» I«H; ll этой время д«статс>чно раз«греты и lli! эт«)ч эт»l!(Bl>lП«. IНЯСTC Я фОРСИРОВК(! «1>«Р«С. Гli Oft „!elf> I«il!If! (п,1нта 5 псГ)с !>!сtlkil(. Гс:! т;), и>!.(Б «7 «ро!», СО 7 It)K«Н ПЯ CE33 P ПВ(<С 1 Ь:. (Д< ci. I«kt ) f>cз I; J) c! В.!СIIHH OT Э. !СKTPOII (73!3«,1cl (). ..K« f)«(I i (1>«;)CHPOBK И IIPH IJPOc1tfÕ P»!3 ill>IX 3 ««1 ОВИ>!Х .
>ращения штурвала 14 пр«!3313«.153Т II(рс мсщение проушины 13 tio пазу крсн!шт(Jr!!» 5 (фиг. 1). Г!Оскольк прп этом п« Бертпк»,III смещается весь рычаг 1> То cг«<лечи должны выступать за плоскости h« Iтакта с штоком и упорами, например, !
«7 !ICl! >»ЖимЫ 21 Ны П0.73> kl(>
20, lt! рс. I II!": к :. «Йеу Б н>>жн«с полОжсJIHP и l H>B:, «.;!I!» <и зажимы 21. 113 фиг. 3
i,,p«1i . »Б..«п 3»рп >i:ò регулировки соотноше:.Ия ".,>с:!-i ы lыгы !! ()«3 его смещения llo
il< !)П ИК». И.. СГ >, I IPOBKci I!PC)113!30ДИТСЯ ИЗ м(ItcHH(AI «,!«;кспия Оси БГ)апс(.нив 2 Отн«сит< льн«рычага 11 и запыс и !ю длине
f! i>i 12< 1! !J<" 1 P(t)! с тсЯ. I,.Iß этого Б 3«Ji< НРОill!è!iы 13 В р!>!ч»Гс ВыГ)олнсн II»3, >3 к<)!«poxt закреплены гайки 29, нссусцHp. випгг . 3(). Пеppд Г><>г >".>ировк«Й рычаг 1 1 стопор« >! 32 фик(I!Pi 1<> l ÎT!I«C HTP,I>>II« KPOHfllT(.Hll» -.>, ключая возможность его перемещения. 13ра-!
Нык)т BHIJ I ЗГ), к«торыЙ, II« пм(Я В«3.,>Ож.
lloc7 и IIP« 1«л ы!О! О Iic f)c: i!et;I c I I H!i чсРс 3 I 3йк>> 31, C!35!!3»It!!i К! 1»пфыми 12 C ltp«>,III Hi!«H 13
:1«рсмс>пает послсднкн«относитсл -Ho рычага 11 II<) па:>i;potfkllTCHII2 15 Б 3»ды!!Н<>е 10, l0iJCPIIH>C ПО« IC p(H i, Иро>)кl : «T(>ll:) p 52 BhlВодят из K«I Tàêò» с рыча! ом I I. 1ля E«<)стны РегУ IJIJ)«BKH на cooTBPTct fii K)!!EHõ lc òàля; н»нессны цифровые лимбы (н«показаны). .3»кон изменения скорости форсировки определяется соотношением плеч рыча!.а 11
11 x2р»ктсрпстиками 3«лоп!ика 8 гидр«следяit,cã«устройс-п 3 и исполнительного гидрои;>и Гп>да. При дал ы!сйшсм псремс щен ни Б
K<>Ill((форспровки скорости оплавления ttppc;1 ««ы,ско1! < т«Йкil (9 B«H >cT 13 сопри к<> ilÎв«нпс с регулируемым упором 28 (вс,iHчнна 3;l3Op;l и f) 3 B!I 3 tJP;IH>i H IIC 3330 р а () I!, I!OC
l.J!Jl!Ii < и» форспровку) . Г3 этот мoiic!I-. II«Н <. Г«51 к«М I I l,!3 Н13 «С(1 1Ki И Я КОр Ь 20 Э. Iс КТ;)«магнита ппоком 24 через полый уllop 23 р< зкo сме ц;!СГ рычаг 11 и соответственно пп<>к золотника 8, сжимая пруiKHIIi 9. ГIрои.5:01!Iò «садк». При этом стойка 19 с пол31!н>м 26! ito;1 в«здействием упоры 28 сме-! н»с Г«я 13 п»з, обойм 17, сжим!>>I Ilpiжин, 22.
:-) г<> нсо<> «дпм« для того, чтобы после спар;i!! H !3«3B Р»тcl ЯКОРЯ 20 э.1(. К7 Po. : cif нитc! B
Hc i<> IIoc IIo;l<>iKcIlJIc система ры <аг«B т»кжс
>> «1 . 1» Б (J) I I i I 1> Ñ ß В И С Х «Д Н О С Г! О, 10 Ж (! I J i (. . В 0 3>—
l3J> cJ Г 5! K(< рЯ Б ИСХО (НОС П «ЛОЖ(f1 H<. > |ОЖС ) l! с «Tii, lя ;(. ÿ либ«п«.1 Б«ЗдсЙ«т!3ием с«0« l3 I. I«ll tlJ)i«кипы (il<, IIo!ii!31>п3), .>иб«!!«д
1 и<"I B:J(:!J II f> c )ки! I,l 9 IOCK««iьк,. IJ pC .: >1>т;JT ф«рсмир«БК!! и осадки мсжд, р):;ч(.г<»„и
1 Il<>,)if I>i . и! (>к«il эл с>!.тр«п p I I Б«д» 1 О «< >p» l«>3. I C 5f;3ci;3c> J!, и р> Ж п:!2 9 ll« f)(<) J) ««JCI I:IT«Ê
:3<>л«! llHKil Bl!ð3B«от нсигры,)ы!«Г«положеif!Is! (>!Осле того как по команд««гведен
ЯК «(».: 2:> ) Jl I I, I I .! 2 O 110 7,,IPÈÑÒÁHC:>; ЦИ, Jfi!. 1ПЫ !3 П» l!fit cl<. f !3(ЭЗВР» !!13 ТЬ(H 13 И<. ." О.J IIOC
:!Ог!«)К< нис (ружипа 22 до.tiKH» быль нс«К ), П > К ««, 1 3 <; (С П Р М>К И! Ы,), < I T 0() t>l Ы Т Ь B 0; :.Iñ жн,)«òB с:I«Tc alp рычагов Il« E действием
llруж!!.!ы !) «7водиться в положеIIHP. «бес Ip и 3» !«Н>с (H!. f>< il III<>JI HC> Ill TOKil:3«. IOTI I:.I K 3 8
Бп Ры !3<. 01 .IPÉTP»7!I!OfÎ II().loiK< li JIB ) . Р(— вср«!ы ть: ж<чп!с пр«!!с >« : Г, П«! .1! I .IT«К .30,1< .I l К .. > I! i H !1! . «К
1109284 привода 10 входит в соприкосновение, контактируя через рычаг 11. После того шток золотника 8 занимает нейтральное положение, что также соот!Зетствует исходному положеник3 всех механизмов. Включение осадки может производиться и нс (3г электромагнита, и в 00хОд следящего золотника 8 непосредственным впрыском жидкости в цилиндр оплавления и осадки. Возврат механизмов в исходное положение может осуществляться, например, гидравлическими устройствами, однако принципиального значения для работы привода это lio имеет.
На фиг. 4 представлен вариант механизма вывода упора 23 из контакта с рычагом
l1 перед осадкой. Этот механизм несколько сложнее в изготовлении и настройке, однако обладает большей надежностью, не завися от подбора жесткостей пружины 9 и 22.
Перед осадкой ползу« 33 набегает на упор
36 и приподымает стойку с упором 23, выводя последний из контакта с рычагом 11.
При включении осадки посредством штока
24, перемен(аемого якорем 25, упор 36 устанавливается таким образом, чтобы подъем ползуна 33 со стойкой 19 произошел на некоторое мгновение позже включения электромагнита осадки. При подъеме ползун (показано пунктиром на фиг. 4) выходит из контакта с подпружиненным стопором 35.l0 в. Ода стопора 13 нижний паз 34, ITo также
13СI, IВ31(ВТи133 СТ(. я п130(1!ил е31 >> Ilop
C 13II
Вь(к..(к3чаеTcH, якорь 20 «тодвиг 3,анная рычажная систе3!а гидpollpllHOДа Д, !Я РСГV1 IIPOI3
Эффективность машины заклк3чается В повышении производитель(гости и качества сварки. 1109284 Сол авитсли 1,, 1зь;кои и 1екрсд 14. 11е1к Ко1нк к ор 11:1рдеи,; I èРа к 10 э7 II0 п исшн Редактор Л. Шандор Заказ 5681/11 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5 Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4
