Установка для контактной стыковой сварки концов движущихся металлических полос

 

Использование при конструировании машин для стыковой контактной сварки полос между собой. Сущность изобретения: на направляющей станины установлена ведущая каретка с механизмом зажима заднего конца свариваемой полосы. Ведомая каретка с механизмом зажима переднего конца смонтирована на ведущей каретке с возможностью возвратно-поступательного перемещения . Каждый из механизмов зажима выполнен в виде опорного ролика и зажимной колодки, смонтированных на каретках. Механизм сближения и осадки выполнен в виде двух шарнирных блоков, взаимодействующих с направляющими пазами ведущей каретки, и двух траверс, шарнирно закрепленных на ведущей и ведомой каретках. Установка снабжена ножницами и гратоснимателем для повышения точности центрирования и надежности зажима. Каждый механизм зажима дополнительно снабжен опорными роликами и упорами, установленными на каретках. 1 з.п. ф-лы, 16 ил. Ј

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 K 11/04

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806883/08 (22) 27.03.90 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (71) Производственное объединение "Электростальтяжмаш" (72) В.P.×åðíåö (56) Авторское свидетельство СССР

М 625867, кл. В 23 К 11/04, 1976.

Европейский патент М 0168837, кл. В 23 К 11/04, 1988. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ CTblКОБОЙ СВАРКИ КОНЦОВ ДВИЖУЩИХСЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС (57) Использование при конструировании машин для стыковой контактной сварки полос между собой. Сущность изобретения: на направляющей станины установлена веду-. щая каретка с механизмом зажима заднего

Изобретение относится к области обработк 1 металлов давлением, а точнее к установкам для контактной стыковой сварки оплавлением концов движущихся металлических полос,и может быть использовано в трубоэлектросварочных агрегатах для сварки полос в непрерывную ленту, Цель изобретения — повышение производительности и надежности установки для контактной стыковой сварки концов, Такое конструктивное выполнение позволяет повысить производительность и надежность установки для контактной стыковой сварки полос, благодаря тому, что все операции (зажим, обрезка концов, сведение и осадка концов, съем грата) осущест Ы 1824271 А1 конца свариваемой полосы, Ведомая каретка с механизмом зажима переднего конца смонтирована на ведущей каретке с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Каждый из механизмов зажима выполнен в виде опорного ролика и зажимной колодки, смонтированных на каретках.

Механизм сближения и осадки выполнен в виде двух шарнирных блоков, взаимодействующих с направляющими пазами ведущей каретки, и двух траверс. шарнирно закрепленных на ведущей и ведомой каретках. Установка снабжена ножницами и гратоснимателем для повышения точности центрирования и надежности зажима. Каждый механизм зажима дополнительно снабжен опорными роликами и упорами, установленными на каретках. 1 з.п. ф-лы, 16 ил. вляются автоматически за счет усилия движущейся металлической полосы (привод vicпользуется только для зажима), причем все операции производятся на одной позиции, При этом предложенная конструкция отличается компактностью, снижением массы оборудования, значительным снижением энергоемкости, так как становятся излишними привод ведущей каретки, привод механизма сближения и осадки концов, привод гратоснимателя, привод ножниц.

Состыковка концов полос в заданном положении осуществляется автоматически эа счет обрезки концов движущейся полосы встроенными в механизм зажима ножницами. Механизм сближения и осадки концов рассчитан

1824271 на любые режимы сварки, Конструкция механизмов зажима позволяет обеспечить надежный гарантированный зажим концов движущейся полосы на ходу, без повреждения полосы и износа зажимных колодок.

Достаточная надежность всей предлагаемой установки позволяет увеличить скорость перемещения полосы, т, е., в свою очередь, повысить производительность, На фиг.1 изображена установка для контактной стыковой сварки концов движущихся металлических полос, общий вид; на фиг.2 — то же, с частичным продольным разрезом (увеличено); на фиг.3 — механизм сближения и осадки концов полос; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — эажимной ролик механизмов зажима, в разрезе; на фиг.б — разрез Б — Б на фиг.5; на фиг;7 и 8— схема возврата ведомой каретки в исходное положение; на фиг,9 — верхняя зажимная колодка с ножом (разрез); на фиг.10 — исходное положение механизмов зажима; на фиг.11 — предварительный поджим концов полос; на фиг.12 — зажим заднего конца предыдущей полосы; на фиг.13 — зажим переднего конца последующей полосы; на фиг.14 — обрезка концов ножницами; на фиг.15 — осадка концов и снятие грата; на фиг.16 — гидросхема механизмов зажима.

Установка для контактной стыковой сварки концов движущихся металлических полос содержит станину 1 с направляющей

А, по которой посредством роликовых опор

2 имеет возможность перемещаться ведущая каретка 3, имеющая привод 4 возврата в исходное положение. По горизонтальным паэам Б ведущей каретки 3 посредством роликовых опор 5 имеет воэможность перемещаться ведомая каретка 6, В ведущей каретке 3 смонтирован механизм зажима заднего конца предыдущей полосы, а в ведомой 6 соответственно механизм зажима переднего конца последующей полосы. Механизм зажима концов полос включают опорные ролики 7, установленные с воэможностью поворота на осях 8, закрепленных в верхней части на каждой из кареток 3 и 6. В верхней части кареток 3 и 6 жестко закреплены, кроме того, верхние эажимные колодки 9, к которым, например. через троллейный контакт (не показан) подводится сварочный ток. По вертикальным направляющим В нижней части каждой из кареток

3 и 6 имеют возможность возвратно-поступательного перемещения от гидроцилиндров 10 корпуса 11, в которых на жестко закрепленных осях 12 эксцентрично установлены с воэможностью поворота зажимные ролики 13, несущие нижние зажимные колодки 14. Гидроцилиндры 10 связаны штоками 15 с корпусами 11 и подключены к гидросистеме посредством пневмогидромесдоз 16 и гидроэамков 17. Поршневая полость гидроцилиндров 10 через гидрозамки

5 17 связана с панелью гидроуправления 18.

Штоковые полости гидроцилиндров 10 связаны с гидрозамками 17 и панелью гидроуправления 18. Каждый механизм зажима снабжен ножницами для обрезки концов по10 лос, выполненными в виде пары ножей Ъ9, 20. Один из ножей (19) установлен на верхней зажимной колодке 9 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в торизонтальных направляющих Г и подпру15 жинен относительно нее посредством пружины 21. Второй нож (20) закреплен на

П-образной рамке 22, концы которой смонтированы с возможностью поворота на втулках 23, установленных на оси 12 зажимного

20 ролика 13. По сторонам каждой рамки 22 поворотных ножей 20 установлены ролики

24, На ведущей каретке 3 (или станине 1) установлена клиновая опора 25. периодически взаимодействующая с роликом 24 ножа

25 20, установленного на оси 12 зажимного ролика 13, установленного на корпусе 11, смонтированном на ведомой каретке 6. На станине 1 установлена дополнительная клиновая опора 26, периодически взаимо30 действующая с роликами 24 ножа 20, установленного на оси 12 эажимного ролика 13 корпуса 11, смонтированного на ведущей каретке 3.

Рамки 22 поворотных ножей 20 подпружинены посредством пружин 27, второй конец которых закреплен на корпусах 11 эажимных роликов 13.

Для повышения точности центрирования полос и надежности зажима на каретках

40 3 и 6 с возможностью поворота установлены дополнительные опорные ролики 28, в верхней части кареток 3 и 6 жестко закреплены упоры 29. На жестко закрепленных в корпусах 11 дополнительных осях 30 экс45 центрично установлены с воэможностью поворота дополнительные зажимные ро- . лики 31, несущие дополнительные нижние зажимные колодки 32. Для осуществления одновременного поворота основных 13 и

50 дополнительных 31 эажимных роликов на одинаковый yron на осях 12 и 30 установлены звездочки 33, связанные цепью 34. Для возврата в исходное угловое положение зажимных роликов 13 и 31 предусмотрены

55 спиральные пружины 35. На опорных роликах 7 и 28 выполнены реборды, расстояние

1 между которыми соответствует ширине свариваемой полосы, В механизм зажима концов полос встроен гратосниматель, ниж ние ножи 36 которого жестко прикреплены

1824271 к нижним эажимным колодкам 14, а верхними ножами служат подпружиненные ножи

19 ножниц.

Механизм сближения и осадки концов полос включает две параллельно расположенные траверсы 37, с каждой из которых кинематически связаны два ползуна, установленные на ведущей каретке 3 с возможностью поворота относительно нее. Один иэ ползунов каждой траверсы 37 выполнен е 1 виде четырех роликов 38, установленных с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах Е ведущей каретки 3.

Ролики 38 соединены жестким звеном 39, сидящим в подшипниках 40 на оси 41, не 1 которой закреплен шарнир 42, имеющий паэ Д. Благодаря шарниру 42 ползун имеет возможность поворота относительно ведущей каретки 3. С другой стороны шарнира

42 на оси 43 установлен ролик 44, взаимодействующий с соответствующим копиром

45. Копиры 45 жестко закреплены на станине 1. На копирах 45 предусмотрены сменные вставки 46, учитывающие различные режимы сварки. Второй полэун каждой тра- 2 версы 37 выполнен в виде шарнира 47 с пазом К, установленного на ведущей каретке 3 с возможностью поворота относительно нее. Траверсы 37 имеют возможность возвратно-поступательного перемещения в 3 пазах Д и К ползунов. Траверсы 37 посредством шарниров 48 закреплены на ведомой каретке 6 с возможностью поворота.

Параметры траверс 37 и угол подъема

Р сменной копирной вставки 46 в момент 3 осадки выбираются из условия обеспечения необходимых усилия и скорости осадки по следующим зависимостям:

Р„,- 3/4 — о, t9а ctg/3.

Ii

lz

voc = — чф т9 a tg ф

li где чос — скорость осадки, P — усилие осадки, чф — скорость формования полосы, +— предел текучести материала полосы, Ругол подъема поверхности копирной вставки (в период осадки). It/lg — отношение плеч

1раверсы, a — угол наклона треверс к вертикали.

Для возврата ведомой каретки 6 в исходное положение относительно ведущей каретки 3 служат пластинчатые пружины 49.

Сварочный трансформатор 50 установлен в начале или в конце станины 1 и связан с каретками 3 и 6 через троллейный контакт (не показан). На ведущей каретке 3 над по5

5

0

50 лосой установлен фотодатчик 51 положения полосы.

Установка работает следующим образом.

При прохождении заднего конца 52 предыдущей металлической полосы под фотодатчиком 51, что соответствует нахождению заднего 52 и переднего 53 концов в зоне зажима, дается команда на включение гидроцилиндров 10 через панель гидроуправления 18, Штоки 15 гидроцилиндров 10 поднимают корпуса 11 с зажимными роликами 13, которые предварительно поджимают концы 52 и 53 полос к опорным роликам

7, 28, При этом срабатывают гидрозамки 17 и поршневые полости гидроцилиндров 10 запираются.

Поскольку предыдущую полосу продолжают тянуть расположенные сзади установки для контактной стыковой сварки блок тянущих роликов 54, правильная машина и формовочный стан (не показаны), начинаютвращаться опорные 7, 28 и зажимные 13, 31 ролики механизма зажима конца предыдущей полосы, Поворо эксцентрично установленных эажимных роликов приведет к обратному перемещению штоке 15, возрастанию давления рабочей жидкости в поршневой полости, а следовательно, к закрытию гидроэамка 17, т.е. рабочая жидкость окажется запертой в.поршневой полости. Штой

15, перемещаясь «месте с корпусом гидроцилиндра 10, воздействует на пневмогидромесдоэу 16 до тех пор, пока эажимныв колодки 14, 32 зажимных роликов 13, 31 не упрутся в верхнюю колодку 9 и упор 29.

Усилие зажима конца 52 полосы будет равно реактивному усилию пневмогидромесдоэы

16.

Зажим заднего конце 52 предыдущей полосы произойдет одновременно в плоскостях нижних зажимных колодок 14 и 32 обоих зажимных роликов 13, 31 эа счет связи их цепной передачей ЗЗ, 34, Конец 52 зажатой полосы потянет за собой ведущую каретку 3, перемещающуюся по направляющей станины 1 посредством роликовых опор 2. При этом начнет действовать меха- ° низм сближения и осадки концов полос. Ролики 44, взаимодействуя с копирами 45, перемещают ролики 38 вдоль пазов Е ведущей каретки 3. При этом траверсы 37 начнут поворачиваться вокруг оси шарниров 47, связывающих их с ведущей кареткой 3 и перемещаться в их пазах К и в пазах Д шарниров 42. Вследствие этого концы траверс 37, закрепленные на ведомой каретке

6, начнут перемещаться параллельно паэам

Б ведущей каретки 3 и перемещать flo ним

1824271

20

30

50 ведомую каретку G посредством роликовых.: опор 5.

Так как передний конец 53 последующей полосы находится под воздействием усилия торможения раэматывателя (не показан), то при перемещении ведомой каретки 6 эа счет трения качения начинают вращаться опорные 7, 28 и эажимные 13, 31 ролики механизма зажима переднего 53 конца последующей полосы и далее аналогично зажиму заднего конца 52 предыдущей полосы осуществляется зажим переднего конца 53. Таким образом, механизмы зажима концов полос, расположенные на каретках 3 и б,начнут сближаться.

При этом ролики 24, установленные на рамках 22 поворотных ножей 20 соответствующих механизмов зажима> начинают взаимодействовать с клиновой опорой 25, закрепленной на ведущей каретке 3, и клиновой опорой 26, закрепленной на станине

1. Поворотные ножи 20, взаимодействуя с ножами 19, установленными в верхних зажимных калод<ах9, обрезают концы 52 и 53 обеих полос.

После обрезки под действием пружин

27 рамки 22 с поворотными ножами 20 возвращаются в исходное положение, Поворотом эксцентричных втулок 23 можно регулировать положение поворотных ножей

20 в зависимости от толщины свариваемых полос.

После этого контакты верхних эажимных колодок 9 наедут на троллейный контакт сварочного трансформатора 50 и начнется оплавление концов 52 и 53 полос, При этом передний конец 53 стыкуется с задним концом 52 предыдущей полосы с необходимым усилием и скоростью осадки

Ррс и чо (см. вышеупомянутые зависимости).

Накапливающийся при осадке концов грат будет удаляться гратоснимателем. Верхние ножи 19. выбирал ход пружин 21 при осадке концов, перемещаются по горизонтальным направляющим Г колодок 9 и попутно удаляют грат с верхней стороны полос.

Ножи 36, закрепленные на нижних зажимных колодках 14, во время осадки перемещаются друг к другу, попутно удалял грат с нижней стороны полос.

После этого подается жидкость в гидрозамки 17 для их открытия и в штоковую полость гидроцилиндров 10. Обратным ходом штоков 15 зажимные ролики 13, 31 обоих механизмов зажима опустятся и освободят концы полос. Спиральные пружины 35 повернут зажимные ролики 13, 31 с зажимными колодками 14, 32 в исходное положение, Привод 4 возвращает ведущую каретку 3 в исходное положение. @ плэстинчатые пружины 49 возвращают ведомую каретку 6 в исходное положение. Цикл окончен, Предложенная установка для контактной стыковой сварки по сравнению с известными имеет более высокую производительность и надежность.

Формула изобретения

1. Установка для контактной стыковой сварки концов движущихся металлических полос, содержащая станину с направляющей, ведущую и ведомую каретки с механизмами зажима концов полос, включающими верхние и нижние зажимные колодки и гидроцилиндры, соединенные с гидросистемой, механизм сближения и осадки и гратосниматель, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, она снабжена установленными с воэможностью поворота на каждой из кареток опорными роликами, корпусами, установленными на каретках с возможностью возвратно-поступательного перемещения, пневмогидромесдозами и гидроэамками, посредством которых гидроцилиндры подключены к гидросистеме, осями, жестко закрепленными на корпусах, эксцентрично установленными на осях с возможностью поворота эажимными роликами, ножницами, выполненными в виде пары ножей, один иэ которых установлен на верхней зажимной колодке с возможностью возвратно-поступательного перемещения и подпружинен относительно нее, причем верхние зажимные колодки жестко закреплены на каретках, нижние эажимные колодки смонтированы на зажимных роликах, à второй нож ножниц установлен с воэможностью поворота на оси зажимного ролика, клиновой опорой, установленной с возможностью периодического взаимодействия с ножом, установленным на оси зажимного ролика, установленного на корпусе, смонтированном на ведомой каретке, дополнительной клиновой опорой, установленной на станине с возможностью периодического взаимодействия с ножом, установленным на оси зэжимного ролика корпуса, смонтированного на ведущей каретке, механизм сближения и осадки выполнен в виде шарнирно закрепленных на ведомой каретке траверс, копиров,жестко зэкоепленных на станине, кинематически связанных с траверсами ползунов, установленных на ведущей каретке с возможностью поворота относительно нее, а один из ползунов каждой траверсы, кроме того установлен в пазах ведущей каретки г воз.1ожностью во 3 Р да т и о-и осту и э т Р л ь и . ". 1 ;." i1 е в ге н и я

1824271

10 относительно нее и взаимодействия с копирами, нижние зажимные колодки снабжены дополнительными ножами. которые совмесТНо с подпружиненными ножами ножниц образуют гратосниматель. 5

2. Установка по п,1, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности центрирования полос и надежности зажима, она снабжена дополнительными опорными роликами, установленными с возможно- 10 стью поворота на каретках, упорами, жестко закрепленными на каретках, дополнительными осями, жестко закрепленными на корпусах, эксцентрично установленными на дополнительных осях с возможностью поворота дополнительными зажимными роликами, дополнительными зажимными колодками, установленными на дополнительных зажимных роликах, и цепными передачами, посредством которых дополнительные зажимные ролики соединены с основными.

1824271

72 бб

1824271

1824271

1824271

1824271

ЩГЮ

Редактор

За аэ 2207 акаэ Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СС гг Ср

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составиель В.Чернец

Техред М. Моргентал г

Корректор И Шмакова