Машина для сварки трением

 

Изобретение относится к сварке металлов трением. Изобретение позволяет уменьшить габариты сварочной машины для сварки трением трех деталей одновременно и повысить ее КПД. В машине силовые гидроцилиндры подключены к напорной магистрали через делитель потока. Делитель снабжен следящей системой, обеспечивающей равенство скоростей подвижных зажимных патронов независимо от внешних сопротивлений, от характеристики питаемой им гидравлической системы. Машина позволяет использовать для синхронизированного перемещения на быстрых ходах гидроцилиндры с площадью поршня на порядок меньшей, чём площадь поршня у силовых гидроцилиндров . Это позволяет получать больше скорости перемещений от насоса малой производительности, снижает потери энергии и уменьшает габариты машины. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVS JlHH (19) (11) (д) 4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3993425/27-27 (22) 23.12.85 (46) 23.05.87. Бюл. У 19 (71) Челябинский конструкторскотехнологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении (72) В.П.Воинов, Н.М.Ведерников, Э.А.Ровинский и В.И,Митин (53) 621.791.14(088.8) (56) Воинов В.П. Особенности оборудования для сварки трением и область его применения. — Технология автомобилестроения, 1983, 8, с, 21. (54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕИ (57) Изобретение относится к сварке металлов трением. Изобретение позволяет уменьшить габариты сварочной машины для сварки трением трех деталей одновременно и повысить ее КПД.

В машине силовые гидроцилиндры подключены к напорной магистрали через делитель потока. Делитель снабжен следящей системой, обеспечивающей равенство скоростей подвижных эажимных патронов независимо от внешних сопротивлений, от характеристики питаемой им гидравлической системы.

Машина позволяет использовать для синхронизированного перемещения на быстрых ходах гидроцилиндры с площадью поршня на порядок меньшей, чем площадь поршня у силовых гидроцилиндров. Это позволяет получать больше скорости перемещений от насоса малой производительности, снижает потери энергии и уменьшает габариты машины. 2 ил.

1311891 2

Изобретение относится к области сварки металлов трением.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение коэффициента полезного действия машины для сварки трением трех деталей одновременно, например, типа карданного вала.

На фиг. 1 показана гидрокинематическая схема машины для сварки трением; на фиг. 2 — устройство делителя потока.

Машина для сварки трением содержит смонтированные на корпусе неподвижный зажим 1 для детали 2, два подвижных зажимных патрона 3 и 4 с приводом их вращения для деталей 5 и 6, силовые гидроцилиндры 7 и 8 для осевого перемещения деталей 5 и 6 к детали 2, синхронизирующие гидроцилиндры 9 и 10, имеющие площадь поршней на порядок меньше, чем площадь силовых гидроцилиндров 7 и 8.

Полость 11 прямого хода синхронизирующего гидроцилиндра 9 соединена трубопроводами 12 и 13 через гидрораспределитель 14 с полостью 15 обратного хода синхронизирующего гидроцилиндра 10. Полость 16 прямого хода синхронизирующего гидроцилиндра 10 соединена трубопроводами 17 и 18 через гидрораспределитель 19 с полостью

20 обратного хода синхронизирующего гидроцилиндра 9.Поршневые полости 21 и 22 силовых гидроцилиндров 7 и 8 трубопроводами

23 и 24 соединены с делителем 25 потока, который через гидрораспределитель 26 соединен с напорной магистралью 27. К напорной магистрали 27 также подсоединены гидрораспределители 14 и 19 и гидрораспределитель 28 управления наполнительными клапанами 29 и 30, с помощью которых поршневые полости 21 и 22 силовых гидроцилиндрон 7 и 8 подсоединены к баку 3 1.

Гидрораспределитель 19 имеет два электромагнита 32 и 33 управления и подсоединен к сливной магистрали 34 через управляемый запорный клапан 35 с электромагнитом 36 упранления. Гидрораспределитель 14 также имеет электромагниты 37 и 38 управления.

При срабатывании гидрораспределителя 28 открываются наполнительные клапаны 29 и 30 и рабочая жидкость из бака 31 беспрепятственно заполняет увеличивающиеся полость 21 и 22 силовых гидроцилиндрон 7 и 8. При соприкосновении торцов деталей 2,5 и 6 отключается электромагнит 36 за— порного клапана 35 и включается электромагнит 33 гидрараспределителя 19.

Б результате полость 16 непосредственно через гидрораспределитель 19 подсоединяется к напорной магистрали 27, а полость 20 — к сливной магистрали 34„ за счет этого обеспечивается сжатие деталей 2, 5 и 6 пред45

Делитель 25 потока. установлен в корпусе 39, н котором размещен поршень 40 с дросселирук щими шайбами 41 и 42 имеющими равновеликие отверстия. В отверстиях дросселирующих

35 шайб 41 и 42 размещено соосно с поршнем 40 и с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 39 и, поршня 40 веретено 43, которое соединено с шестерней 44, нходящей в зацепление с рейками 45 и 46. Рейка 46 имеет возможность фиксироваться в осевом напранлении относительно патрона 3, а рейка 45 относительно патрона 4.

Машина для сварки трением работает следующим образом.

Сваринаемые детали 2, 5 и 6 размещают и закрепляют в зажиме 1 и патронах 3 и 4. Затем производят синхронное быстрое перемещение деталей

5 и 6 к детали 2. Для этого включаются электромагниты 36 и 37 управляемого запорного клапана 35 и гидрораспределителя 14. При этом полость

l1 соединяется с напорной магистралью 27, полость 15 соединяется со сливной магистралью 34, а полости 20 и 16 остаются соединенными между собой и изолируются от сливной магистрали 34 запорным клапаном 35. В результате под действием давления в напорной магистрали 27 поршень синхронизирующего гидроцилиндра 9, смещаясь вправо вместе с патроном 3, вьггесняет рабочую жидкость из полости 20, которая по трубопроноду 18 через гидрораспределитель 19 и трубопровод 17 поступает в полость 16 синхронизирующего гидроцилиндра 10, поршень которого смещается влево, а рабочая жидкость иэ полости 15 вытесняется через трубопровод 13 и гидрораспределитель

14 в слинную магистраль 34. Поскольку объем полостей 20 и 16 замкнут, а жидкость практически несжимаема, то смещение поршней будет одинаковым.

3 13118 варительным усилием нагрева (период притирки).

После истечения времени притирки отключается гидрораспределитель 28, чем обеспечивается закрытие наполнительных клапанов 29 и 30, и включается гидрораспределитель 26. Рабочая жидкость из напорной магистрали 27 через гидрораспределитель 26 и делитель 25 потока по трубопроводам 23 и 10

24 поступает в полости 21 и 22 силовых гидроцилиндров 7 и 8 в тех объемах, соотношение которых обеспечивает делитель 25 потока.

Известные конструкции делителей 15 потока, имеющие равновеликие отверстия в дросселирующих шайбах, обеспечивают равенство потоков в силовых гидроцилиндрах с точностью до 1Х при отклонениях величины потока до 30Х 20 от номинальной. При больших отклонениях величины потока точность понижается.

В машинах для сварки трением на стадии нагрева величина потока может 2э изменяться в пределах до 80Х от номинальной, а также возможны утечки жидкости через уплотнения в силовых гидроцилиндрах 7 и 8, через наполнительные клапаны 29 и 30, вследствие попа-ЗО дания воздуха в гидросистему и за счет других факторов, значительно снижающих синхронность перемещения и равенство величины осадки нри нагреве, что отрицательно сказывается на ка5 честве соединения деталей.

Делитель потока в предлагаемой машине обеспечивает компенсацию возможных десинхронизирующих факторов. Если 4g по каким-либо причинам перемещение патронов 3 и 4 не является одинако-.. вым, например патрон 3 и рейка 46 начнут перемещаться со скоростью V большей.чем скорость V патрона 4 и рейки 45, то шестерня 44 начнет не только вращаться на своей оси, но и перемещаться в сторону рейки 46. Веретено 43, связанное с шестерней 44, переместится в сторону рейки 46..Be- o ретено 43, связанное с шестерней 44, переместится в том же направлении относительно корпуса 39 и поршня 40.

Проходные сечения в дросселирующих шайбах 41 и 42 при этом изменятся в .шайбе 41 проходное сечение увеличится, а в шайбе 42 — уменьшится.

Вследствие этого перепад давлений на дроссельной шайбе 41 уменьшится, 91 4 а на дроссельной шайбе 42 увеличится и под действием возникшей разницы давления поршень 40 сместится в сторону перемещения веретена 43, увеличивая сопротивление в зазоре между правой кромкой поршня 40 и корпусом

39 для потока Q и уменьшая сопротивление в зазоре между левой кромкой поршня 40 и корпусом 39 для потока

Q . Последнее вызовет уменьшение потока Q < и увеличение потока Я, а со ответственно скоростей V и V

Таким образом, делитель потока будет поддерживать равенство не потоков Q, и Q а скоростей V и V независимо ни от внешних сопротивлений, ни от характеристики питаемой им гидравлической системы.

После окончания периода нагрева и осуществления периода проковки сварных соединений, выключаются: электромагнит гидрораспределителя 26, электромагниты 37 и 33 гидрораспределителей 14 и 19 и включается электромагнит гидрораспределителя 28, электромагнит 36 запорного клапана 35 и электромагнит 38 гидрораспределителя 14. При этом открываются наполнительные клапаны 29 и 30, силовые гидроцилиндры отсоединяются от напорной магистрали, гидрораспределитель 14 перенаправляет поток от напорной магистрали из полости 11 в полость 15, а запорный клапан 35 изолирует от сливной магистрали 34 полости 20 и 16, которые сообщаются друг с другом распределителем 19. Подача рабочей жидкости в полость 15 под давлением обеспечивает перемещение в исходное положение патрона 4, а вытеснение рабочей жидкости из по лости 16 и перетекание ее по трубопроводам 17 и 18 в полость 20— синхронное перемещение патрона 3.

При этом рабочая жидкость из полости 11 по трубопроводу 12 вытесняется в сливную магистраль 34, а из полостей 21 и 22 через открытые наполнительные клапаны 29 и 30 в бак. 31.

Таким образом, предлагаемая машина для сварки трением трех деталей одновременно при малых габаритах силового привода перемещения зажимных патронов концевых деталей обеспечивает высокую степень точности синхронизации их перемещения независимо от нагрузки и внутренних факторов системы гидропривода. При этом

1311891 значительно уменьшены потери гидроэнергии в системе синхронизации, так как исключены большие паразитные циркуляционные потоки и трение в многочисленных подвижных гидравлических уплотнениях.

Использование для синхронизированного перемещения на быстрых ходах гидроцилиндров с площадью поршня на порядок меньшей, чем у силовых гидроцилиндров, позволяет получить большие скорости перемещений от насоса малой производительности, что сни жает также потери энергии и уменьшает габариты гидростанции, гидрораспределительной аппаратуры, уменьшает расход охлаждающей и рабочей жидкости.

Формула и з обретения

Машина для сварки трением трех деталей одновременно, содержащая корпус, зажим для средней неподвижной детали, подвижные патроны для концевых деталей, гидравлический привод их перемещения с напорной и сливной магистралями, силовыми и синхронизирующими гидроцилиндрами, гидрораспределителями управления, синхронизирующими гидроцилиндрами, наполнительными клапанами, гидрораспределителем управления наполнительными клапанами, гидрораспределителем управления силовыми гидроцилиндрами и баком, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения коэффициента полезного действия машины, гидропривод машины снабжен делителем потока, с помощью которого

Ю силовые гидроцилиндры подключены к напорной магистрали, разноименные полости противолежащих синхронизирующих гидроцилиндров соединены посредством двух гидрораспределителей друг

15 с другом и с магистралями подвода и слива, магистраль слива одного из гидрораспределителей синхронизирующих гидроцилиндров снабжена управляемым запорным клапаном, установленным

20 на ней последовательно, делитель потока снабжен веретеном, смонтированным в нем соосно в отверстиях его дросселирующих шайб, и шестерней, закрепленной на веретене с возможностью вращения, а подвижные патроны для концевых деталей снабжены зубча» тыми рейками, установленными на них с воэможностью совместного с ними осевого перемещения и взаимодействия с шестерней веретена.

1311891

Составитель Э.Ветрова

РедактоР С.ПатРУшева ТехРед A.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 1921/13 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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