Устройство для сварки трением

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, для изготовления теплообменной аппаратуры при вварке труб в трубные доски. Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения, а также расширение технологических возможностей. Трубу 37 закрепляют на цанге 14. Посредством цилиндров 22 с плунжерами 33 сдвигают цилиндр 6 до соприкосновения поверхности трубы 27 г поверхностью отверстия детали 5. Электродвигатель 27 приводит во вращение вал 26 и эксцентрики 28. Обойма 29 при этом совершает орбитальное движение относительно оси I-I. В результате трения соприкасающиеся поверхности разогреваются. После достижения температуры сварки цилиндр 6 устанавливается соосно оси 1 - 1. Конусная часть 13 штока 12 вводится в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки. 2 з. п. ф-лы, 7 ил. (Л о:) 05 ел фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 В 23 К 20 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3697685/25-27 (22) 07.02.84 (46) 30.07.87. Бюл. № 28 (72) В. Г. Гельман (53) 621.791.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 193288, кл. В 23 К 20/12, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 941096, кл. В 23 К 20/12, 197?. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, для изготовления теплообменной аппаратуры при вварке труб в трубные доски. Целью изоб„„SU„„1326415 А 1 ретения является улучшение качества сварного соединения, а также расширение технологических возможностей. Трубу 37 закрепляют на цанге 14. Посредством цилиндров 22 с плунжерами ЗЗ сдвигают цилиндр 6 до соприкосновения поверхности трубы 27 г поверхностью отверстия детали 5. Электродвигатель 27 приводит во вращение вал 26 и эксцентрики 28. Обойма 29 при этом совершает орбитальное движение относительно оси — 1. В результате трения соприкасающиеся поверхности разогреваются.

После достижения температуры сварки цилиндр 6 устанавливается соосно оси 1 — l.

Конусная часть 13 штока 12 вводится в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки. 2 з. и. ф-лы, 7 ил.

1326415

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, для изготовления теплообменной аппаратуры при вварке труб в трубные доски.

Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем обеспечения постоянства усилия прижима в местах соприкосновения поверхностей по всей длине окружности охватывающей детали, а также расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности вварки в трубную решетку труб с различной толщиной стенки, труб U-образной формы, обоих концов трубы в две решетки.

Кроме того, расширение технологических возможностей обеспечивается за счет регулировки усилия прижима до заданной величины, необходимой для сварки деталей при изменении их размеров.

На фиг. 1 схематически изображ но тстройство для сварки трением, деталей, одна из которых охватываемая, а другая охватывающая, общий вид; на фиг. 2 разрез А — А на фиг, 1; на фиг. 3 разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 2; на фиг. 5 -- — устройство для сварки трением деталей в положении закрепления трубы в ца- ; на фиг. 6 то же, в положении прижчма трубы к стенке отв ; на фиг. 7 - то же, в положении проковки (опрессовки) трубы.

Устройство для сварки трением деталей содержит корпус 1, смонтированный с возможностью возвратно-пос1упательного перемещения по направляющим 2 посредством силового цилиндра 3, механизм 4 для установки и закрепления охватывающей детали 5. В корпусе 1 установлен силовой цилиндр 6 (гидроцилиндр), имеющий флатте

7, торец которого контактирует с корпусом !.

В торце фланца 7 установлен палец 8, входящий в камень 9, перемещающийся в пазу 10 корпуса !. Палец 8, камень 9 и паз 10 предохранятот цилиндр 6 от проворачивания. Цилиндр 6 содержит две камеры, в которых расположены поршень 11 и шток 12, часть поверхности !3 которого выполнена фасопной.

Нтт конце штока !2 жестко закреплена цанга 14 с рабочей тттлнт5дрической повсрхттостью тт соир5тженпой с ттей конической поверхностью 15. Фасопнал поверхность 13 штока 12 взаимодействует с шайбой 6, в которой выполнено отверстие, форма которого аналогична форме поверхности 13. Шайба !6 жестко закреплена

íа торце фланца 7 для предохраHåпи51 птока 12 от проворота.

В цилиндре 6 по обе стороны поршня 11 расположены полости 17 и !8. В штоке !2 выполнено продольное отверстие, в котором размещена тяга 19, связанная с поршнем 20, по обе стороны которого расположены полости 2! и 22. Конец тяги 19 выполнен конусной формы для взаимодействия с цангой 14.

Цилиндр 6 установлен в корпусе 1 с возможностью ориентации (центрирования) в плоскости, перпендикулярной продольной оси цанги 14 (ось 1 — I), с которой совпадает ось отверстия детали 5, посредством трех силовых цилиндров 23 с рабочими полостями 24 и плунжерами 25, расположенных по окружности цилиндра 6 на равном расстоянии друг от друга.

В корпусе 1 установлен приводной вал 26, связанный с электродвигателем 27, на конце которого смонтирован эксцентрик 28 с закрепленной на нем обоймой 29.

В ней устагтовлены эксцентрики 30, смонтированные на валах 31, закрепленных в корпусе 1, посредством которых обойме

29 сообтцBloT орбитальное перемещение относительно оси I — -!. В обойме 29 выполнена выточка, в которой размещен фланец 7 цилиндра 6. Торец выточки удерживает фланец

7 и, контактируя с его торцом, обеспечивает движение цилиндра 6 в плоскости, перпендикулярной оси 1- — 1.

Обойма 29 кинематически связана с цилин дром 6 посредством механизма регулирования усилия прижи та. который содержит перпендикулярные друг другу и расположенные в плоскостях, перпендикулярных оси 1---1, силовые ци, ипдры 32 с плунжерами 33, на концах которых на осях 34 установлены ролики 35. Ллупжеры 33 выполнены с возможностью ограниченного продольного перемещения дл-,т обеспечения одинаковых зазоров между роликами 35 и фланцем 7. Величина зазора составляет 0,05—

0,1 мм и выбирается 5пактически для обеспечения бсс5пумной работы устройства и одновременного центрирования фланца 7 OTносительно выточки обоймы 29. Плунжеры 33 предохраняютсл от проворота посредством штифтов 36.

Механизм регулирования радиального усилил прижима может быть также выполнен, например, в виде пружин, установленных в цилиндрах 32 вместо поршней и воздействуюгцих на плунжеры 33.

Устройство для сварки трением деталей работает следующим образом.

Охватывающую деталь 5 (трубную решетку} з ; яют в механизме 4. В отверстие ее вводят трубу 37 (охватываемую деталь). Цилиндр 6 посредством цилиндров 23 центрируют относительно оси симметрии отверстия рсшетки (ось 1 — I) в ьтоскости, перпендикулярной продольной оси цанги 14. В результате ось симметрии отверстия детали 5 соосна продольной оси цанги 14 (ось 1 — 1) при зафиксированном цилиндре 6. Корпус 1 перемещают по направляющим 2 посредством цилиндра 3 и цангу 14 вводят в трубу 37. B полость 21 цилиндра 6 подают масло. Поршень 20 при!

326415

Формула изобретения

55 этом перемещается вправо вместе с тягой

19, конусный конец которой разжимает цангу 14, в результате чего на ней закрепляется труба 37.

После закрепления трубы 37 на цанге 14, снимая давление в цилиндрах 23, освобождают цилиндр 6. Одновременно масло подают в полости цилиндров 32.

При этом в результате эксцентричной установки обоймы 29 относительно оси

1 — 1 плунжеры 33 цилиндров 32, упираясь в цилиндрическую поверхность фланца 7, сдвигают цилиндр 6 в плоскости, перпендикулярной оси 1 — 1 до соприкосновения наружного диаметра трубы 37 со стенкой отверстия детали 5, обеспечивая усилие прижима Q, соответствующее давлению масла в полости цилиндра 32, необходимому для разогрева соприкасающихся поверхностей.

Перемещение цилиндра 6 прекращается.

После соприкосновения трубы со стенкой отверстия посредством электродвигателя 27 приводятся во вращение вал 26 и эксцентрики 28 и 30, в результате чего обойма 29 совершает орбитальное движение относительно оси 1 — 1. Одновременно с включением электродвигателя 27 в зазор между трубой и стенкой отверстия подается инертный газ для защиты зоны разогрева от окисления.

Вместе с обоймой 29 совершает орбитальное движение соединенный с ней посредством пальца 8 и камня 9, перемещающегося в пазу 10 корпуса 1, цилиндр

6 с цангой 14 и закрепленной на ней трубо" 37 относительно оси 1 — 1, совпадающей с осью отверстия решетки по его окружности. Цанга 14, закрепленная на штоке

13, предохраняется от проворачивания посредством шайбы 16 с фигурной поверхностью, соответствующей поверхности 13 штока.

При этом радиус вращения обоймы 29 относительно оси 1 — 1 превышает величину зазора между наружным диаметром трубы и стенкой отверстия, а радиус вращения цилиндра 6 с цангой 14 и трубой соответствует величине зазора между трубой и стенкой отверстия. Прижим трубы к отверстию осуществляется посредством плунжеров 33, воздействующих роликами 35 на фл а нец 7 цилиндра 6.

Усилие прижима в месте контакта трубы и отверстия постоянное для определенной пары деталей, поскольку давление в полостях цилиндров 32 не меняется. Его величина определяется в зависимости от материалов трубы и решетки и величины нагрева до температуры сварки. Усилие прижима направлено по вращающемуся относительно оси 1 — 1 радиус-вектору. Скорость его вращения определяется скоростью вращения вала 26.

В результате трения соприкасающиеся поверхности трубы и отверстия решетки разогреваются.

?5

После разогрева их до температуры сварки давление в полостях цилиндров 32 и в полостях 17 и 21 цилиндра 6 сбрасывается и создается давление в полостях 24 цилиндров 23 и полостях 18 и

22 цилиндра 6. При этом цилиндр 6 устанавливается соосно оси — 1, поршень 11 его перемещается влево, а конусная часть 13 штока 12 входит в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки до соприкосновения с разогретой поверхностью отверстия по всей его окружности. При этом создается удельное давление, необходимое для сварки. Затем шток 12 с цангой 14 посредством сброса давления в полости 18 и подачи масла в полость 17 отводится в крайнее правое положение. Поршень 20 с тягой 19 цангу 14 не разжимает, и она свободно выходит из трубы за счет перемещения корпуса l по направляющим 2 посредством цилиндра 3.

В отведенном положении устройство готово к повторению цикла.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет за счет обеспечения постоянного прижима свариваемых поверхностей улучшить качество сварки и тем самым повысить эксплуатационную надежностьь теплообменных устройств.

Кроме того, путем обеспечения точной регулировки усилия прижима, необходимого в каждом конкретном случае в зависимости от материалов свариваемых деталей и неравномерности толщины стенок по диаметру в пределах допуска, повышается качество сварного соединения и расширяются технологические возможности устройства, посредством которого обеспечивается сварка труб между собой, сварка одного конца трубы с решеткой, обоих концов трубы с двумя решетками и вварка в решетку труб, не имеющих возможность вращаться вокруг собственной оси, например труб U-образной формы.

1, Устройство для сварки трением деталей, одна из которых охватываемая, другая — охватывающая, содержащее корпус, смонтированный с возможностью возвратнопоступательного перемещения, и установленный в нем силовой цилиндр, на штоке которого закреплена цанга, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварки и расширения технологических возможностей, оно снабжено механизмом регулирования радиального усилия прижима и приводной обоймой, смонтированной эксцентрично силовому цилиндру, силовой цилиндр выполнен с фланцем, установленным в проточке обоймы с возможностью взаимодействия с обоймой через механизм регулирования радиальHîго усилия сжатия

1326415 и возможностью орбитального перемещения в плоскости, перпендикулярной продольной оси цанги, совместно с обоймой.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что механизм регулирования радиального усилия прижима выполнен в виде силовых цилиндров с плунжерами, смонтированных в обойме равномерно по окружности в плоскости, перпендикулярной оси цанги, с возможностью взаимодействия плунжеров с цилиндрической поверхностью фланца силового цилиндра.

3. Устройство по и, !, отличающееся тем, что рабочая поверхность цанги выполнена в виде цилиндрической поверхности для центрирования свариваемых деталей и сопряженной с ней конической поверхностью для проковки. (3264!5

Щг. 7 (.о<т«вит<..It) :). Ветрова

1 сдан гор (I. I(It

3«к;<з 322<3< 11 Тираж 974 Подписное

В!!!11!!11! Г<и <дарственного комитета C:<:.<.Ð по делам изобретений и откр»<тий

113035, <москва, Ж вЂ” 35, Раунгская наб., д. 4/5 ((роизнодст<и Hll<)-полигр«фичсское предприятие, I . Ужгород, ул. Г(роектная. 4