Машина для сварки трением

 

Изобретение относится к оборудованию для сварки трением, конкретно к устройствам угловой ориентации шпинделя. Цель - расширение технологических возможностей, упрондение конструкции и повышение надежности сварочной машины. Устройство угловой ориентации выполнено в виде расположенного перпендикулярно оси шпинделя силового цилиндра с последовательно соединенными в тандем поршнями 8 и 9. Один из поршней соединен тягой 11 с эксцентрично закрепленным на валу шпинделя кулачком 6, образуя кривошипно-шатунный механизм. При вращении вала шпинделя 3 во время нагрева свариваемых заготовок поршни 8 и 9 совершают принудительное возвратно-поступательное перемешение, передаваемое через тягу 11, а их полости сообшены со сливом. По команде на торможение . отключается привод вращения шпинделя. Рабочая жидкость под давлением поступает в одну из полостей цилиндров, которые через тягу 11 доворачивают в строго определенное положение кулачок 6 и связанный с ним через вал шпинделя 3 зажим вращаюшей заготовки, производя взаимную ориентацию свариваемых заготовок. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1391836 (5ц 4 В 23 К 20 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ерр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 4102692/31-27 (22) 05.08.86 (46) 30.04.88. Бюл. № 16 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) В. И. Тишура, В. С. Шевченко, Л. В. Литвин и А. П. Горшков (53) 621.791.14.03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 517438, кл. В 23 К 20/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 481385, кл. В 23 К 20/12, 1973. (54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к оборудованию для сварки трением, конкретно к устройствам угловой ориентации шпинделя. Цель— расширение технологических возможностей, упрощение конструкции и повышение надежности сварочной машины. Устройство угловой ориентации выполнено в виде расположенного перпендикулярно оси шпинделя силового цилиндра с последовательно соединенными в тандем поршнями 8 и 9.

Один из поршней соединен тягой 11 с эксцентрично закрепленным на валу шпинделя кулачком 6, образуя кривошипно-шатунный механизм. При вращении вала шпинделя 3 во время нагрева свариваемых заготовок поршни 8 и 9 совершают принудительное возвратно-поступательное перемещение, пе редаваемое через тягу 11, а их полости сообщены со сливом. По команде на торможение . отключается привод вращения шпинделя.

Рабочая жидкость под давлением поступает в одну из полостей цилиндров, которые через тягу 11 доворачивают в строго определенное положение кулачок 6 и связанный с ним через вал шпинделя 3 зажим вращающей заготовки, производя взаимную ориентацию свариваемых заготовок. 2 ил.

1391836

Изобретение относится к оборудованию для сварки трением, конкретно к устройствам угловой ориентации зажима вращающейся заготовки (шпинделя).

Цель изобретения — расширение технологических возможностей оборудования, упрощение его конструкции и повышение надежности.

На фиг. представлен шпиндель, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

На станине 1 машины для сварки трением закреплен корпус 2, в котором на опорах качения установлен вал шпинделя 3, несущий патрон 4 для закрепления вращающейся заготовки 5. Вал шпинделя имеет привод вращения и тормозное устройство (не показаны), На валу шпинделя 3 жестко эксцентрично (эксцентриситет е) закреплен кулачок б. На станине 2 перпендикулярно оси шпинделя закреплен корпус 7 гидроцилиндра, снабженного соединенными тандемом поршнями 8 и 9. Поршень 9 имеет палец 10, который через тягу 11 соединен с пальцем 12 кулачка 6, образуя кривошипно-шатунный механизм.

Кулачок б расположен с торца вала шпинделя; при необходимости для симметричного восприятия действующих усилий на вал и его опоры поршневая группа может быть соединена тягой (шатуном) с шатунной шейкой, выполненной в требуемой зоне между опорами на валу шпинделя по типу коленчатого вала.

Устройство работает следующим образом.

В процессе нагрева шпиндель вращается под действием привода. Кулачок 6 вращается вместе с валом шпинделя 3, сообщая через тягу 1 возвратно-поступательные перемещения поршням 9 и 8, свободно движущимся в корпусе 7 (энергия расходуется лишь на трение поршней относительно корпуса) . В заданный момент производится торможение и практически одновременная команда на включение в работу устройства ориентации. По этой команде через распределитель управления (не показан) производится мгновенный впрыск гидрожидкости в штоковую полость цилиндра (возможно от аккумулятора). Поршень 8 резко перемещается влево, увлекая поршень 9 в направлении силы P (показано стрелкой), который через тягу 11 доворачивает кулачок 6 всегда в одно и то же положение, при котором вал шпинделя также всегда займет строго определенное заданное положение (центры пальцев 10 и 12 при этом расположатся на одной линии).

Регулируя ход поршня 8 (например, упором), можно варьировать ориентацию вала шпинделя в заданных пределах. Сила P рассчитывается в зависимости от инерции вращающихся масс и сопротивления в стыке.

Рассмотрим возможные случаи в зависимости от зоны нахождения пальца 12 в момент команды на перемещение поршня 8

2 (эксцентриситет е исключает возможность нахождения пальца 12 в мертвой зоне), обеспечивая в любой момент наличие крутящего момента на валу шпинделя при возникновении силы P от воздействия поршня 8.

Если шпиндель вращался по часовой стрелке а палец 12 в момент подачи команды на принудительное перемещение поршня 8 находился ниже горизонтальной оси вала шпинделя, доворот вала шпинделя 3 до заданного положения также произойдет по часовой стрелке. Если палец 12 в момент подачи команды находится выше оси вала шпинделя, доворот произойдет в обратном направлении (максимальная величина доворота в обоих случаях 180 ).

На практике доворот всегда можно осуществлять в ту сторону, в какую вращался шпиндель, располагая датчик на включение перемещения поршня 8 в соответствующей зоне. Однако проведенные опыты показали, что доворот вала шпинделя перед проковкой в сторону, противоположную первоначальному вращению„на угол до 180 отрицательно на качестве сварки не сказывается.

Работу устройства ориентации можно согласовывать с действием тормозных устройств, к которым в данном случае предьявляются пониженные требования, а в ряде случаев, в особенности при небольшой инерционности вращающихся масс, от тормозных устройств можно вообще отказаться, соответствующим образом рассчитав силу P.

Это существенно упрощает конструкцию машины для сварки трением.

Устройство для ориентации может эффективно применяться как при конвенционном, так и при инерционном способах сварки трением.

Работа устройства принципиально возможна и при использовании только поршня 9

В этом случае гидрожидкость впрыскивается в заданный момент в его полость, а при использовании тандема поршней 8 и 9 — в их соответствующие полости. При этом тандем перемещается вправо. Принципиального отличия такая схема работы не имеет. В случае использования только одного поршня конструкция дополнительно упрощается, однако тяга 1! при этом работает на сжатие и продольную устойчивость.

Возможен вариант синхронной работы устройств ориентации для машин сварки трением тяжелого типа (при их диаметральном расположении) по разные стороны от шпинделя и совместной работе, когда одна сторона поршневых тандемов работает как тянущая, а другая — как толкающая, суммируя усилия P. После ориентации шпинделя в заданном положении включается проковка — сварка завершена. Поршневые полости вновь подключаются на свободный слив и при возобновлении вращения поршни вновь совершают возвратно-поступательные перемещения до поступления команды на ориентацию положения шпинделя.

1391836

Формула изобретения

Предложенная машина полностью исключает жесткую остановку шпинделя посредством механически взаимодействующих упоров (фиксаторов), что исключает удар и возможную поломку фиксаторов механиз5 ма ориентации. Это повышает надежность конструкции. Устройство угловой ориентации может работать как при всех известных конвенционных способах сварки трением (в том числе с импульсным осуществлением нагрева), так и при инерционном способе 10 сварки трением. При этом работа устройства практически не зависит от момента инерции вращающихся масс. При вращении шпинделя поршни устройства совершают принудительные возвратно-поступательные перемещения, практически без сопротивления, пассивно следуя за вращающимся кулачком шпинделя (имеются лишь потери на трение) .

В заданный момент поршни приводятся в действие подачей давления в соответствующие полости и происходит мгновенная ориен- 2р тированная остановка шпинделя. Это рас4 ширяет технологические возможности оборудования.

Преимуществом является также простота и минимальные затраты при оснащении машин сварки трением описанным устройством угловой ориентации.

Машина для сварки трением, включающая шпиндель с зажимным патроном, привод вращения шпинделя и устройство для его угловой ориентации, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, упрощения конструкции и повышения ее надежности, устройство угловой ориентации выполнено в виде кулачка, эксцентрично установленного на шпинделе и снабженного пальцем, и силового цилиндра, корпус которого установлен перпендикулярно оси шпинделя, а два поршня соединены в тандем, при этом один из поршней соединен тягой с пальцем кулачка.

Составитель И. Фелицина

Реда кто р М. Келеме ш Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1792/17 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д. 4/5

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