Способ сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

r5D4 В 23 К 20 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3791987/25-27 (22) 21. 09. 84 (46) 30.06.86. Бюл. М 24 (7 1) Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации автомобилестроения и

Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) P Н.Болдырев, В.П.Воинов и Э.А.Ровнинский (53) 621.791(088.8) (56) Авторское .свидетельство СССР

К - 268140 кл. В 23 К 20/12, 1968.

„„SU„„1240532 А1 (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором соединяемые детали приводят в контакт с приложением усилия сжатия при одновременном относительном их перемещении, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем снижения энергозатрат, усилие сжатия изменяют, поддерживая скорость относительного перемещения постоянной.

С:

Ю

4ь

С0

©ч

СЮ

15

1 124О5

Изобретение относится х области сварки и может быть использовано при

1 сварке трением деталей.

Целью изобретения является повышение эффективности путем снижения энергозатрат.

На чертеже схематично представлена установка для реализации предлагаемого способа.

Предполагается, что в известных способах скорость относительного перемещения должна быть постоянной.

Однако на практике она непостоянна, так как величина момента трения переменна.

Электродвигатель соединен с рабочим шпинделем 2 заготовки 3. Другая свариваемая заготовка 4 закреплена в неподвижном зажиме поршня 5 устройства для осевого сжатия заготовок, 20 цилиндр 6 которого жестко присоединен к станине 7. Вал электродвигателя

1 с помощью конических шестерен подсоединен к центробежному регулятору

8. Рабочий орган регулятора 8 выпол. нен в виде золотника 9. Гидравлический насос 10 для обслуживания устройства сжатия заготовок имеет трубопроводы нагнетательной 11 и всасывающей

12 линии. Цилиндр 13 золотника 9 имеет сливную линию 14 и линии управле30 ния 15 и 16, которые подсоединены к цилиндру 6. о .Электромагнитный золотник 17 предназначен для изменения функционального назначения линии управления 15 и 16 на противоположное. Электрическая часть золотника 17 подсоединена к тормозному устройству (на -чертеже не показано) .

Предлагаемый способ сварки трением 4О реализуется в предлагаемом устройстве следующим образом.

После закрепления заготовок 3 и 4 в зажимах, включения электродвигателя 1 и насоса 10 рабочий шпиндель 2 начинает увеличивать скорость вращения. Пока эта скорость не достигла .заданной, номинальной, грузы регулятора 8 приближены к оси своего вращения, золотник 9, смещен относительно положения, показанного на чертеже (вниз). Давление насоса 10 через нагнетательную 11 и всасывающую 15 линии подается в левую .полость цилиндра 6 в то время, как его правая полость через управляющую линию 16 соединена со сливом линии 14. Поршень 5 находится в крайнем правом положении.

32 2

Как только скорость шпинделя 2 достигает номинальной и несколько превышает ее, поскольку заготовки

3 и 4 еще не вошли в контакт, золотник 9 занимает положение несколько выше, показанного на чертеже, вследствие чего нагнетательная линия 11 насоса 10 сообщается с управляющей линией 16, а линия 15 — со сливом линии 14. Поршень 5.перемещается влево до соприкосновения неподвижной и вращающейся заготовок 3 и 4.

Насос 10 настроен постояв <о на одно давление — проковки, т.е. примерно в 2 раза превышающее давление нагрева. Вследствие этого происходит интенсивная притирка торцов заготовок

3 и 4 под давлением проковки, благодаря использованию кинетической энергии шпинделя 2 и ротора электродвигателя 1. В это время интенсивно растет момент трения в стыке заготовок, работа которого потребляет энергию электродвигателя и кинетическую энергию вращающихся масс. Как только скорость шпинделя 2 понижается относительно номинальной до 10Х золотник 9 закрывает каналы управляющих линий 15 и ",6, стабилизируя предельные давле-. ния, сохраняющие номинальную скорость.

В результате при сварке любых по сечению заготовок давление может меняться от максимального до минимального, обеспечивая. на всех режимах неизменную установленную скорость шпинделя 2, а на установившемся режиме процесса сварки, когда момент трения в стыке заготовок (а, следовательно, и скорость вращения шпинделя 2) не меняется, имеет место строго заданное критическое давление (принятой скорости вращения шпинделя). Это дает возможность производить сварку заготовок различного сечения при строго заданном критическом давлении. Перевод системы на различные необходимые критические давления осуществляют изменением натяжения пружины регулятора 8 (на чертеже механизм изменения ,натяжения не показан).

После окончания нагрева заготовок включают тормозное устройство (на чертеже не показано), электрическая цепь которого, воздействуя на золотник 17, меняет функциональное назначение управляющих линий 15 и 16. С уменьшением скорости вращения грузов регулятора 8 давление в правой полос1240532

Составитель Л.Лапина

Редактор Т.Парфенова Техред В.Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 3433/9 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4. ти цилиндра 8 плавно увеличивается до значения давления проковки.

При отключении тормозного устройства золотник 17 возвращается в исходное положение, и устройство готово к следующему циклу сварки.

Таким образом, предлагаемый способ сварки трением особенно выгоден при массовом производстве деталей, так как позволяет использовать приводной 1р электродвигатель минимально необходимой мощности в соответствии с установившимся давлением при нагреве, т.е. фактически по минимальному рабочему крутящему моменту процесса сварки.

Этим определяетс я энергетиче скак эк он омичность предлагаемого способа и уст. ройств для его реализации.

По сравнению с прототипом в предлагаемом способе сварки трением используется полностью как мощность электродвигателя, так и кинетическая энергия вращающихся масс на всех стадиях сварки; Именно такой способ дает возможность выбрать для оборудования сварки трением минимально возможный по мощности электродвигатель.

Возможность строго стабилизировать критическое давление при нагреве при заданной скорости вращения позволяет получить теоретически минимальное время для качественной сварки.