Машина для сварки трением

 

Изобретение относится к свароч ной технике и может быть ислользова но в. машинах для сварки трением. Изобретение повышает производитель ность и КПД машин для сварки трением , у которых привод вращения шпин деля с зажимом для свариваемой детали вьшолнен в виде жестко соединенно го со шпинделем асинхронного электродвигателя . Устройство использует ки кетическую энергию вращающихся масс в процессе торможения для иревращения ее в потенциальную энергию ежатого газа, которую затем используют в процессе разгона шпинделя с заготовкой (до включения асинхронного электродвигателя) в процессе оплавления . Этим самым повышают КПД машины и производительность ее за счет сокращения времени разгона шпинделя. Устройство представляет собой жестко связанн ш кинематически с приводом шпинделя мотор-насос и гидросистему , обеспечивающую его работу как в режиме мотора (при разгоне шпиндеQ со ля), так и в режиме насоса (три торможении шпинделя с оплавленной заго (Л товкой перед осадкой). Гидросистема имеет гидравлическую связь с гидростанцией машины и электрическую связь с ее системой автоматики для автоматизации цикла сваркИо 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5ц 4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ны и производительность ее за счет сокращения времени разгона шпинделя.

Устройство представляет собой жестко связанный кинематически с приводом шпинделя мотор-насос и гидросистеиу, обеспечивающую его работу как в режиме мотора (при разгоне шпинделя), так и в режиме насоса (три торможении шпинделя с оплавленной saroтовкой перед осадкой). Гидросистема имеет гидравлическую связь с гидростанцией машины и электрическую связь с ее системой автоматики для автоматизации цикла сварки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3944212/25-27 (22) 13.08.85 (46) 15.11.86. Бюл. Р 42 (71) Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении (72) Н. М. Ведерников, В. П. Воинов и Э. А. Ровинский (53) 621.791.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1119812, кл. В 23 К 20/12, 1983. (54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано в машинах для сварки трением, Изобретение повышает производительность и КПД машин для сварки трением, у которых привод вращения шпинделя с зажимом для свариваемой детали выполнен в виде жестко соединенного со шпинделем асинхронного электродвигателя. Устройство использует кинетическую энергию вращающихся масс в процессе торможения для превращения ее в потенциальную энергию сжатого газа, которую затем используют в процессе разгона шпинделя с заготовкой (до включения асинхронного электродвигателя) в процессе оплавления. Этим самым повышают КПД маши1269952

Изобретение относится к сварке металлов трением, а именно к оборудованию для ее осуществления.

Целью изобретения является повышение производительности и КПД маши ны для сварки трением с приводом вращения, выполненным на основе асинхронного электродвигателя,, включаемого в каждом цикле сварки.

На чертеже изображена схема машины для сварки трением по описываемому техническому решению.

В корпусе 1 размещен рабочий шпиндель 2 с зажимом 3 вращающейся деФали, связанный ременной передачей 4 с асинхронным электродвигателем 5 и зубча."ой передачей 6 с гидравлическим мотор-насосом 7, имеющим мощность„ близкую по величине к мошности асинхронного электродвигателя 5.

Мотор-насос 7 соединен с пневмо-! гидроаккумулятором 8 гидросистемой, включающей обратные клапаны 9 и 10, запорные золотники ll и 12 с электромагнитами 13 и 14 их управления, трубопроводы 15-18 и бак 19.

Машина содержит также зажим 20 для неподвижной детали и гидроцилиндр

21 для его осевого перемещения, а также предохранительный клапан 22.

Запорным золотником 23 с электромагнитом 24 гидросистема соединена с гидростанцией машины (не показана).

Машина работает следующим образом, В период установки свариваемых деталей (не показаны) в зажимы 3 и 20 электродвигатель 5 выключен. Также выключены электромагниты 13 и 14 запорных золотников 11 и 12, а трубопроводы 15 и 16 разъединены. Предохранительный клапан 22 настроен на предельное давление пневмогидрааккумулятора 8 и предотвращает слив рабочей жидкости в бак 19. Эта исключает вращение ротора мотор-насоса 7 и, следовательно, рабочий шпиндель 2 заторможен.

Разгром шпинделя 2 с зажимом 3 и установленной в нем деталью производится включением электромагнитов 13; и 14 запорных золотников ll и !2.

При этом рабочая жидкость из пневмогидроаккумулятора 8 через трубопро= вод 17, эапорный золотник 11 трубопровод 15, мотор-насос 7, трубопровод

16, запорный золотник 12, трубопровод 18 сливается в бак 19. Проходя через мотор-насос 7, рабочая жидкость

l5

5S передает энергию, накопленную сжатым газом в пневмогидроаккумуЛяторе 8 и предыдущем цикле, приводя во вращение ротор мотор-насоса 7 совместно с рабочим шпинделем 2 и ротором асинхронного электродвигателя 5. При достижении частоты вращения шпинделя 2 близкой к сварочной включается асинхронный электродвигатель 5. Благодаря тому, что его ротор вращается с частотой, близкой к частоте бегущего магнитного поля, в его обмотках наводится ЭДС, препятствующая броску тока, а питающая сеть не перегружается. При полной разрядке гидроаккумулятора давление в трубопроводе 15 падает до нуля, открываются обратные клапаны 9 и 10 и рабочая жидкость свободно циркулирует по замкнутому контуру, обес.печивая вращение ротора мотор-насоса на холостом ходу без сопротивления.

Нагрев заготовок при сварке выполняют известным способом, причем преодоление момента сил трения в стыке свариваемых деталей осуществляется за счет работы асинхронного электродвигателя 5. По достижении определенной степени нагрева и пластичности металла в стыке свариваемых деталей выполняют торможение шпинделя

2, для чего отключают асинхронный электродвигатель 5 и электромагниты

13 и 14 запорных золотников 11 и 12.

Последние при этом разъединяют трубопроводы 15 и 16, шпиндель 2 и связанные с ним массы, продолжая движение по инерции, вращают ротор моторнасоса 7, который переходит на режим работы насоса, закачивая рабочую; жидкость из бака через трубопровод

18, обратный клапан 10, трубопроводы

15 16, обратный клапан 9 в пневмогидроаккумулятор 8.

В результате кинетическая энергия вращаюшихся масс, соединенных со шпинделем 2, преобразуется в потенциальную энергию сжимаемого в пневмогидроаккумуляторе 8 газа. При полной остановке шпинделя 2 обратный поток рабочей жидкости из пневмогидроаккумулятора 8 в мотор-насос 7 исключает ся обратным клапаном 9. Поскольку при торможении деталей часть кинети" ческой энергии вращающихся масс поглощается стыком и теряется внутри привода вращения на трение, для компенсации этих потерь и обеспечения

2 4 на пусковую аппаратуру асинхронного электродвигателя, ликвидацией дополнительной системы его охлаждения, а также уменьшением затрат на простои и ремонт оборудования.

Формула изобретения

1. Машина для сварки трением, со держащая корпус, гидростанцию, шпиндельную бабку, привод вращения шпинделя, выполненный в виде асинхронного электродвигателя, постоянно соединенного со шпинделем, зажим для вращаемой при сварке заготовки, зажим для невращаемой при сварке заготовки с гидроцилиндром для осевого его перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повьппения произво-. дительности и КПД машины, она снабжена соединенным со шпинделем моторомнасосом и гидросистемой, обеспечивающей его работу как в режиме мотора, так и в режиме насоса.

2. Машина по п. 1 о т л и ч а ющ а я с я тем, что гидросистема, обеспечивающая работу мотора-насоса, содержит пневмогидроаккумулятор,и бак для рабочей жидкости, связанные гидролиниями с мотором насосом, причем мотор-насос соединен через окно подвода рабочей жидкости гидролинией, включающей запорный золотник, с гидростанцией машины, гидролинией, включающей обратный клапан, — с баком и гидролинией, включающей запорный золотник, — с пневмоаккумулятором, а через окно отвода рабочей жидкости мотор-насос соединен гидролинией, включающей обратный клапан, с пневмогидроаккумулятором, гидролинией, включающей запорный золотник, с баком и гидролинией, включающей предохранительный клапан — с баком.

3 126995 запаса энергии, необходимого для разгона шпинделя 2, пневмоаккумулятор дозаряжается, для чего он может быть подключен к гидростанции машины {не показано) с помощью запорных золотников 11 и 23 при включении их электромагнитов 13 и 24. Зарядка пневмогидроаккумулятора 8 производится до срабатывания предохранительного клапана 22, пос>е чего привод вращения 10 готов к следующему циклу сварки.

Мотор-насос 7 может быть использован для вращения шпинделя 2 с пониженной частотой, необходимой, например, при удалении грата или уста- 15 новке зажимов в ориентированное положение для загрузки свариваемых деталей. Пониженная частота вращения шпинделя 2 обеспечивается, например, подключением его к гидростанции ма- 20 шины путем включения электромагнитов

14 и 24 запорных золотников 12 и 23.

Поскольку рабочий объем насоса гидростанции машины в 4-5 раз меньше рабочего объема мотор-насоса 7, то 25 частота вращения шпинделя 2 при удалении грата составляет 0,2-0,25 от значения номинальной частоты вращения при сварке, что соответствует принятым режимам резания. 30

Таким образом, предлагаемая машина для сварки трением работает без существенных потерь энергии при разгоне и торможении рабочего шпинделя, чем обеспечивается ее высокий КПД .

Время разгона рабочего шпинделя, поскольку номинальные мощности асинхронного электродвигателя и моторнасоса близки, существенно снижается (до 2,0-2,5 с вместо 2,0-30 с) по 40 сравнению с работой электродвигателя при пуске со специальной пусковой аппаратурой. Некоторое усложнение гидросхемы машины вполне компенсиру- ется упрощением и снижением затрат 45

1 269952

Составитель F. Быковец

Редактор Н. Горват Техред И.Верес Корректор N. Пожо

Заказ 6078/10

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4