Привод зажатия и корректировки положения свариваемых заготовок машин для контактной стыковой сварки

 

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки оплавлением и может найти применение в машинах, где требуется точное совмещение рабочих поверхностей заго

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А1

09) 03) щ) . В 23 K 11/00

ГосудАРстВенный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХ)ЬСТВУ (21) 4288498/27 (22) 22.07,87 (46) 07.04.92 ° Бюл. N 13 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) С.И.Кучук-Яценко, Я.М.Гостомельский, В.И,Тишура, В.Ф.Зеленский, М.В.Богорский и Д.И.Беляев (53) 621.791.762(088 ° 8) 2 (54) ПРИВОД ЗАЖАТИЯ И КОРРЕКТИРОВКИ

ПОЛОЖЕНИЯ СВАРИВАЕМЫХ ЗАГОТОВОК

МАШИН ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки оплавлением и может найти применение в машинах, где требуется точное совмещение рабочих поверхностей заго! 7244 тонок, например плоскостей катания —. свариваемых рельсов, Цель изобретения — расширение технологических возможностей и упрощение конструкции машины для контактной стыковой сварки, а также повышение производительности труда и качества сварного соединения. Привод содержит зажимные элементы с приводными цилиндрами 1 и 2 и электрогидравлическое следящее устройство (ЭСУ) 6. Полости управления ЭСУ 6 сообщены со штоковыми полостями приводных цилиндров (ПЦ) и 2. Привод содержит датчики 32 и 33 перемещения, 15 которые электрически связаны с ЭСУ 6 и взаимодействуют с заготовками 34 и

35, и гидрораспределитель 17 реверса, выходы которого подключены к полостям привоцных цилиндров 1 и 2. 20

Кроме тугo,ïðèâoä, может включать сумматор потока или регуляторы 30 и

31 потока с -обратными клапанами 24

44 4

25. Лля сведения ПЦ 1 и 2 гидрораспределитель 17 реверса занимает левую позицию, а распределитель 28 правую. После зажатия заготовки 34 распределитель 28 устанавливают в среднее положение. При этом сигналы от датчиков 32 и 33 подаются на зле i рическое устройство, где они сравниваются. Усиленный сигнал рассогласования поступает на ЭСУ 6. В.зависимости от величины сигнала и его зна ка ЭСУ 6 перераспределяет давление жидкости в штоковых ПЦ 2 и 1 до cos мещения рабочих поверхностей соединяемых заготовок, Использование высокого давления для создания зажимных усилий, контроль и управление положением соединяемых заготовок по положению совмещаемых поверхностей повышают производительность труда, качество сварных соединений. 2 з.п флы 2 иле

Изобретение относится к оборудоваwe для контактной стыковой сварки оплавлением и может найти применение в машинах, где требуется точное совмещение рабочих поверхностей соединяемых заготовок, например, плоскостей катания свариваемых рельсов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, упрощение конструкции привода, повышение производительности труда и качества сварного соединения. 40

На фиг.! изображена схема привода зажатия и корректировки положения . свариваемых заготовок машины для контактной стыковой сварки; на фиг.2—

45 схема привода с заменой одного из элементов схемы.

Привод зажатия и корректировки положения свариваемых заготовок машин для контактной стыковой сварки имеет зажимные устройства с приводными цилиндрами 1-3 и неподвижным упором 4, к корпусам которых прикреплены токоподводящие зажимные губки 5. Штоки приводных цилиндров 1-3 смонтированы на подвижной и неподвижной ко лоннах сварочной машины. Привод имеет электрогидравлическое следящее устройство 6, входы которого соответстФ венно сообщены с напорной магист-. ралью низкого давления и линией слива, а полости управления по гидролиниям 7 и 8 подключены к штоковым полостям встречно направленных привод" ных цилиндров 1 и 2. Поршневые полости цилиндров 1 и 2 по гидролиниям

9 и 10 через управляемые золотником

1! по линии 12 обратные клапаны 13 и 14 и далее по гидролиниям 15 и 16 подключены к одному из выходов гидрораспределителя реверса 17, входы которого соответственно соединены со сливной магистралью 18 и через обратный клапан 19 - с напорной магистралью 20..Привод зажатия имеет мультипликатор 21, полость низкого давления которого подключена к его золотнику 22 управления, промежуточная полость сообщена с атмосферой, а полость высокого давления подключена между входом гидрораспределителя реверса 17 и обратным клапаном 19. Второй выход гидрораспределителя реверса 17 по гидролинии 23 через обратные клапаны 24 и 25 и далее по линиям 26 и 27 через распределитель 28. подключен линиями 7 и 8 к штоковым полостям приводных цилиндров 1 и 2.

Между вторым выхоцом 23 гидрораспределителя реверса 17 и входами 444

5 172 .

2Ь и 27 распределителя 28 уста новлен сумматор 29 потока (фиг.2) или ре-! гуляторы 30 и 31 потока (фиг.1) .

Привод корректировки снабжен датчиками 32 и 33 перемещения, имеющими электрическую связь с электрогидравлическим следящим устройством 6 и предназначенными для взаимодействия со свариваемыми заготовками 34 и 35.

Привод работает следующим образом, В исходном положении привода все его распределительные элементы занимают позиции, изображенные на чертеже. 15

Зажимные устройства готовы к принятию свариваемых заготовок, Заготовка

35 при подаче высокого давления в привоцной цилиндр 3 прижимается к опоре 4. 20

После введения в зону звжатия заготовки 34 гидрораспределитель реверса

17 занимает левую позицию, а распределитель 28 - правую. При этом рабочая жидкость из напорной магистрали

20 через обратный клапан 19 и гидрораспределитель реверса 17 по гидролиниям !5 и 16, через управляемые обратные клапаны 13 и 14, и далее по линиям 9 и 10 поступает в поршневые полости приводных цилиндров 1 и 2 зажатия. Корпуса цилиндров 1 и 2 с закрепленными на них зажимными губками 5 выдвигаются относительно непоц- вижно закрепленных штоков в сторону 35 заготовки 34, а масло из их штоковых полостей вытесняется по гидролиниям 7 и 8 через распределитель 28, гидролинии 26 и 27 и сумматора 29 потока или регуляторы 30 и 31 потока и далее по гидролинии 23 через гидрораспределитель реверса 17 в сливную магистраль 18. Выдвижение цилиндров 1 и 2 происходит до упора их зажимных губок 5 в зажимаемую деталь, При этом перетекание жидкости через сумматор 29 потока или регуляторы 30 и 31 потока обеспечивает заданные постоянные скорости перемещения цилиндрам 1 и 2, предварительно с определенной точностью центрируя заготовку 34 относительно заготовки 35.

Необходимо отметить, что привод работоспособен и при непосредственном подключении выхода гидрораспределите- ля реверса к входам распределителя.

Однако в этом случае ввиду влияния различных факторов, в том числе и различных сил трения B кон ак ирующих парах зажимных цилиндров, з и ци— линдры могут перемещаться с различными скоростями и потому до включения в работу следящего устройства для окончательного центрирования заготовка может быть значительно удалс н,. от ее оптимального положения ео время сварки.

Окончательное зажатие заготовки 14 осуществляют высоким мультиплицированным давлением, для чего золотник

22 переключают в левую позицию. Из полести высокого давления мультипликатора 21 рабочая жидкость псд высоким цавлением, перекрывая клапаном 19 магистраль 20 низкого давления, по описанному выше пути поступает в поршневые полости цилиндров 1 и 2.

При этом силы, действующие на заготовку 34 от приводных цилиндров 1 и

2, взаимно уравновешены.

В связи с тем, что токоподводящие зажимные губки 5 цилиндров 1-3 и упора выполненные из меди и токопроI водящих сплавов и работают в условиях больших. нагрузок и высоких температур, что вызывает их интенсивный износ, предварительное центрирование только за счет обеспечения постоянных скоростей перемещения цилиндров не обеспечивает высокой точности ввиду постоянно изменяющихся толщин зажимных губок 5 и различных допусков на изготовление свариваемых заготовок. Окончательное центрирование производят по положению базовых совмещаемых плоскостей, которыми в случае центрирования заготовок, например, в виде рельсов могут служить их рабо" чие поверхности катания, с которыми и взаимодействуют датчики 32 и 33 перемещения.

При окончательном центрировании гидрораспределитель реверса 17 и золотник 22 продолжают занимать левые позиции, распределитель 28 устанавливают в среднюю позицию, а золотник

11 — в левую. При этих переключениях штоковые полости приводных цилиндров

1 и 2 распределителем 28 разобщаются со сливно" магистралью 18, а золотником 11 по линии 12 управления подается давление в полости управления управляемых обратных клапанов 13 и 14, принудительно открывая их.

7 172444

Сигналы от датчиков 32 и 33 перемещения подаются на электрическое уст1 ройство (не показано), где они сравниваются, и усиленный сигнал рассогласования поступает на электрогидравлическое следящее устройство 6. В зависимости от величины сигнала рассогласования и его знака следящее устройство 6 соответствующим образом по ли- 1О ниям 7 и 8 перераспределяет давление рабочей жидкости в штоковых несиловых полостях приводных цилиндров 1 и 2.

Например, если после предварительного центрирования заготовок рабочая пЬверхность рельса 34 окажется смещенной выше рабочей поверхности рельса

35, следящее устройство займет такое положение, что давление в NToKQBoH полости цилиндра 1 будет ниже, чем 20 давление в штоковой полости цилиндра 2. При этом усилие, развиваемоецилиндром 1. в направлении заготовки, станет больше, чем усилие цилиндр:"-. 2, 25 и верхний цилиндр 1 через заготовку

34 пересилит и переместит вниз цилиндр 2. Во время этого перемещения в штоковую полость цилиндра 2 по линии 8 масло поступает из линии запитки следящего устройства 6, а штоковая З

ЗО полость цилиндра 1 по линии 7 сообщается со сливной линией следящего устройства 6. Из поршневой полости цилиндра 2 рабочая жидкость по гидролиниям 10, 16, 15 и 9 через прину35 дительно открытые клапаны 13 и 14 поступает в поршневую полость цилиндра 1 с подпиткой от мультипликатора

21.

Как только в процессе этого перемещения сигнал рассогласования положения совмещаемых поверхностей заготовок будет отработан и станет рав- ным нулю, следящее устройство автома- 45 тически будет продолжать удерживать это положение. Когда это положение примет .установившийся характер, золотник 11 перемещается в правую позицию, изображенную на чертеже, и вслед 5О за ним в правую позицию переключается распределитель 28. При этом полости управления управляемых обратных

° клапанов 13 и 14 по гидролиниям 12 и 18 через золотник 11 сообщаются со сливом, а сами клапаны закрываются, надежно удерживая приводные цилиндры

1 и 2 в положении, обеспечивающем совмещение рабочих поверхностей заго4 8 товок 34 и 35. Для уменьшения влияния эффекта сжимаемости масла клапаны 13 и 14 целесообразно устанавливать в непосредственной близости цилиндров 1 и 2.

Описанный привод способен продолжать поддерживать заданное положение заготовки 34 в процессе сварки следящим устройством 6, не используя управляемые обратные клапаны 13 и 14. Для этого в процессе сварки распределитель 28 должен занимать среднюю позицию, разобщая штоковые полости цилиндров 1 и 2 со сливной магистралью, а следящее устройство 6 по сигналу рассогласования от датчиков 32 и 33 должно вести постоянную корректировку положения заготовки 34. При этом при зажатии в штоковых полостях цилиндров 1 и 2 будет низкое давление от следящего устройства 6, которое незначительно уменьшает усилие зажатия заготовки 34.

Кроме того, описанный привод может осуществлять сварку виброоплавлением, если на основной сигнал рассогласования от датчиков 32 и 33, подводимый к следяющему устройству 6, накладывать синусоидальный сигнал, который обеспечит плоскопараллельное перемещение свариваемой заготов-. ки 34 относительно заготовки 35 в . процессе оплавления, что повысит качество сварного соединения.

При необходимости корректировки положения заготовок по нескольким . плоскостям аналогичный привод может быть установлен в другой плоскости.

После взаимного совмещения заготовок производят известный цикл сварки.

Соединенные сваркой заготовки 34 и 35 освобождают из зажимных уст" ройств. Для этого золотник 22 и гид" рораспределитель реверса 17 переключают в правые позиции, а золотник 11 в левую. При этом снимается мультиплицированное давление и масло . из напорной магистрали 20 через обратный клапан 19, гидрораспределитель реверса 17, линию 23, обратные клапаны

24 и 25, линии 26 и 27 и распределитель 28 поступает в штоковые полости цилиндров 1 и 2, разводя их корпуса с зажимными губками. Из поршневых полостей цилиндров 1 и 2 масло по гидролиниям 9 и 10, Через принудитель но открытые клапаны 13 и 14, линии

20

29

QLI2. 2

1У244

15 и Т6 и гидрораспределитель реверса

17, вытесняется в сливную магистраль

18. Второй конец изделйя освобождается приводным цилиндром 3.

5.Подключение следящего устройства к несиловым полостям цилиндров зажатия позволяет применять высокое давление для создания больших усилий, что 10 расширяет технологические возможности привода. Контроль и управление положением соединяемых заготовок по положению совмещаемых поверхностей повышает качество соединений и произво- 15 дительность труда за счет уменьшения припусков на механическую обработку заготовок после сварки.

Использование одного следящего устройства для управления одновременно несколькими приводными цилиндрами упрощает конструкцию привода.

Формула изобретения

1. Привод зажатия и корректировки положения свариваемых заготовок машин для контактной стыковой сварки, содержащий приводные цилиндры с закрепленйыми на их корпусах зажимными элементами, следящее устройство, источник питания, нагнетательные и сливные магистрали, о т л и ч а ю щ и и — З5 с я тем, что, с целью расширения технологи чески х возможное т ей упрощеФ 1 ния конструкции, повышения производительности труда и качества сварного соединения путем повышения точности центрирования, он снабжен распределителем, гидрораспределителем реверса, входы которого сообщены с источником питания и сливной магистралью, один из выходов соединен с поршнсвыми полостями приводных цилиндров, а другой подключен к штоковым полостям приводных цилиндров через распределитель, а также датчиками перемещения, предназначенными для взаимодействия со свариваемыми заготовками и электрически связанными со следящим устройством, при этом следящее устройство выполнено электрогидравлическим а приводные цилиндры установлены встречно и их штоковые полости сообщены с полостями управления следящего устройства .

2. Привод по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что. он снабжен сумматором потока с обратными клапанами, установленным между выходом гидрораспределителя реверса и распределителем.

3 ° Привод по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен двумя регуляторами потока с обратными клапанами, установленными между выходом гидрораспределителя реверса и распределителем.