Устройство для контактной шовной сварки сильфонов

 

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к машинам для шовной роликовой сварки, и может быть использовано для сварки сильфонов и подобных изделий. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и улучшение условий обслуживания при эксплуатации устройства. Устройство содержит станину с основанием, зажим с приводом вращения, две направляющие, две каретки, подпружиненные одна относительно другой пружиной растяжения, сварочный и опорный ролики, кулачок и упоры, установленные на каретках. Устройство снабжено дополнительной пружиной растяжения, пальцами и планками. На планках последовательно расположены отверстия. Планки связаны с концами пружин растяжения и сопряжены посредством отверстий с пальцами, установленными на каретках. Зажим выполнен в виде вертикально размещенного шпинделя с центральным осевым цилиндрическим отверстием, в котором радиально установлен поджимной винт для фиксации приспособления с закрепленным на нем свариваемыми деталями сильфона. Направляющие выполнены в виде закрепленных на основании двух штанг. Кулачок представляет собой кольцо большого диаметра с двумя диаметрально расположенными наружными рабочими поверхностями в виде спиралей Архимеда. Упоры выполнены в виде роликов. 4 ил.

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к машинам для шовной роликовой сварки, и может быть использовано для сварки сильфонов и подобных изделий.

Известно устройство для контактной шовной сварки сильфонов, содержащее станину, смонтированные на ней цанговый зажим с приводом вращения, основание с двумя направляющими колонками, закрепленными консольно, соосно навстречу друг другу, две каретки с закрепленной на корпусе одной из них сварочной головкой со сварочным роликом и закрепленными на корпусе другой каретки двумя опорными роликами, установленными в плоскости сварочного ролика с возможностью перемещения в этой плоскости, корпуса обеих кареток подпружинены с регулируемым усилием навстречу друг другу, и кулачок, установленный на оси между упорами корпусов с возможностью поворота (см. авт. свид. СССР N 1632696, кл. В 23 К 11/06, 1991).

Однако технологические возможности известного устройства ограничены как по толщинам материала свариваемого сильфона, так по типоразмерам (диаметрам) их. Кроме того, в процессе эксплуатации устройства имеет место неудобство в обслуживании его и затруднено визуальное наблюдение за ходом сварки.

Целью изобретения является достижение нового технического результата, заключающегося в расширении технологических возможностей за счет расширения диапазона толщин материала сильфонов и подобных изделий, свариваемых с корпусными деталями, расширения диапазона их типоразмеров и улучшения условий эксплуатации устройства.

Новый технический результат достигается тем, что устройство для контактной шовной сварки сильфонов, содержащее станину с основанием, смонтированные на нем зажим с приводом вращения, две направляющие, размещенные на них две каретки, подпружиненные одна относительно другой пружиной растяжения с регулируемым усилием, сварочную головку со сварочным роликом, закрепленную на одной из кареток, опорный ролик, закрепленный на другой каретке, и кулачок, взаимодействующий с упорами, установленными на каретках, согласно изобретению оно снабжено дополнительной пружиной растяжения, пальцами и планками, на которых выполнены последовательно расположенные сквозные отверстия, при этом обе пружины расположены в горизонтальной плоскости параллельно друг другу, а их концы связаны с планками, которые посредством одного из отверстий каждой из них сопряжены с пальцами, установленными на каретках, причем направляющие кареток выполнены в виде двух штанг, которые расположены в горизонтальной плоскости параллельно пружинам растяжения, а концы штанг жестко закреплены на основании, зажим выполнен в виде вертикально расположенного шпинделя с центральным осевым цилиндрическим отверстием и с винтом, радиально ввернутым в стенку шпинделя для фиксации приспособления с закрепленными на нем свариваемыми деталями сильфона, при этом сварочный и опорный ролики выполнены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, причем кулачок также размещен на основании в горизонтальной плоскости и выполнен в виде кольца большого диаметра с двумя наружными диаметрально противоположно расположенными поверхностями в виде спиралей Архимеда, взаимодействующими с упорами, которые выполнены в виде установленных на каретках роликов.

Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются снабжение устройства дополнительной пружиной растяжения, пальцами и планками, связь планок с концами пружин растяжения, выполненные на планках последовательно расположенных сквозных отверстий, сопряжение каждой планки посредством одного из отверстий с соответствующими пальцами, закрепление пальцев на каждой из кареток, расположение пружин в горизонтальной плоскости параллельно друг другу, выполнение зажима в виде вертикально расположенного шпинделя с центральным осевым цилиндрическим отверстием и поджимным винтом, обеспечение возможности вращения сварочного и опорного роликов в горизонтальной плоскости, выполнение направляющих кареток в виде двух штанг, размещение штанг параллельно пружинам в горизонтальной плоскости, жесткое закрепление концов штанг на основании, размещение кулачка в горизонтальной плоскости, выполнение кулачка в виде кольца большого диаметра с двумя наружными диаметрально противоположно расположенными поверхностями в виде спиралей Архимеда, выполнение упоров в виде роликов.

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет реализовать устройство для контактной шовной сварки сильфонов и подобных изделий, обладающее более широкими технологическими возможностями и более удобное в эксплуатации.

Наличие вертикально расположенного шпинделя с цилиндрическим осевым отверстием с поджимным винтом и сменного приспособления с опорной установочной гайкой значительно упрощает и ускоряет установку свариваемого изделия при обеспечении точного размещения его относительно сварочного и опорного роликов, что в свою очередь обеспечивает идентичность и точность выполнения сварных швов на поочередно свариваемых сильфонах.

Ведение сварочного процесса в горизонтальной плоскости не только способствует повышению производительности за счет удобства и быстроты установки-съема приспособления с сильфоном, но и улучшает условия обслуживания устройства, визуальное наблюдение за зоной сварки.

Наличие двух параллельно расположенных пружин растяжения, связанных посредством планок и пальцев с каретками, позволяет расширить диапазон усилий прижима сварочного ролика к свариваемым деталям, упростить и ускорить процесс регулирования этого усилия при проведении сварки разных типоразмеров сильфонов и подобных изделий. Появляется возможность регулирования усилия прижима сварочного ролика в пределах от нескольких Н до 1000 Н.

Выполнение кулачка в виде кольца большого диаметра с наружными диаметрально противоположными поверхностями в виде спиралей Архимеда с малым углом подъема и выполнение упоров в виде роликов позволяет быстро отводить сварочный и опорный ролики от свариваемого сильфона с приложением незначительного усилия для поворота кулачка относительно шпинделя даже при больших усилиях прижима роликов, необходимых при сварке толстостенных деталей малого диаметра.

Использование в устройстве однооборотного реверсивного шпинделя позволяет жестко закрепить гибкие токоподводы непосредственно к шпинделю со свариваемыми деталями и к валу, на котором закреплен сварочный ролик. Это позволяет снизить потери в сварочном контуре и повысить качество сварки за счет стабилизации режимов сварки, чего нельзя достичь при использовании токоподводящих щеток или других подвижных соединений в сварочном контуре.

На фиг. 1 изображено устройство для контактной шовной сварки сильфонов; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Устройство для контактной шовной сварки сильфонов содержит станину 1 со смонтированным на ней основанием 2, на котором жестко закреплены концами две параллельно расположенные направляющие, выполненные в виде штанг 3 и 4 с размещенными на них на шариковых опорах 5 каретками 6 и 7. На каретке 6 установлена сварочная головка 8 со сварочным роликом 9, а на каретке 7 установлен опорный ролик 10, при этом ролики 9 и 10 выполнены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости. Каретки 6 и 7 подпружинены одна относительно другой горизонтально расположенными пружинами растяжения 11 и 12, концы которых связаны с планками 13, которые имеют последовательно расположенные сквозные отверстия 14. Планки 13 посредством отверстий 14 сопряжены с пальцами 15, закрепленными на каретках 6, 7. На основании 2 смонтирован привод вращения в виде электродвигателя постоянного тока 16, связанного зубчатой передачей 17 с вертикально расположенным шпинделем 18, в котором выполнено центральное осевое цилиндрическое отверстие 19 и радиально установлен винт 20 для поджатия и фиксации размещенного в отверстии 19 приспособления 21, на котором закреплены свариваемые детали сильфона 22. Приспособление 21 выполнено с наружной трапецеидальной резьбой 23 и с продольным наружным пазом 24, в котором размещается конец винта 20, исключающий возможность проворачивания приспособления 21 относительно шпинделя 18. Для регулирования положения свариваемого сильфона 22 и точной установки его относительно роликов 9 и 10, приспособление 21 снабжено установочной гайкой 25. На основании 2 установлен бесконтактный датчик 26 угла поворота шпинделя 18. Управляющий элемент 27 датчика 26 установлен на валу 28 электродвигателя 16 и выполнен в виде диска с расположенными по периметру радиальными пазами и предназначен для шагового счета электрических импульсов угла поворота при вращении вала 28 с диском 27. Управляемый элемент датчика 26 подключен в электрическую цепь управления подачей импульсов сварочного тока.

Соосно шпинделю 18 на основании 2 установлен горизонтально кулачок 29 с рукояткой 30, выполненный в виде кольца большого диаметра, взаимодействующего внутренней цилиндрической поверхностью с опорными роликами 31, закрепленными на основании 2. Наружные рабочие поверхности 32 и 33 кулачка 29 выполнены в виде противоположных диаметрально расположенных спиралей Архимеда с малым углом подъема. Рабочие поверхности взаимодействуют с роликами 34 и 35, которые установлены на каретках 6 и 7 с возможностью смещения относительно кареток 6, 7 с последующей фиксацией в определенном положении по линейкам с делениями 36 и 37, которые закреплены на кронштейнах 38, 39 кареток 6, 7. Возможность смещения роликов 34 и 35 позволяет изменять зону разведения сварочного 9 и опорного 10 роликов при необходимости сварки сильфонов разных диаметров.

Подача сварочного тока к сварочному ролику 9 и свариваемому сильфону 22 осуществляется по гибким токоподводам 40 и 41.

Устройство работает следующим образом.

Путем поворота с помощью рукоятки 30 кулачка 29, взаимодействующего поверхностями 32, 33 с упорными роликами 34 и 35 осуществляется разведение сварочного 9 и опорного 10 роликов за счет перемещения кареток 6 и 7 по штангам 3 и 4 в противоположные стороны. При этом предварительно по линейкам 36 и 37 смещаются на кронштейнах 38 и 39 ролики 34 и 35 и фиксируются в положении, обеспечивающем необходимое для установки и сварки сильфонов определенного диаметра разведение сварочного 9 и опорного 10 роликов. Для выполнения этой операции планки 13 пружин 11 и 12 желательно снять с пальцев 15 одной из кареток, а затем закрепить планки 13 на пальцах 15 соответствующими отверстиями 14, обеспечивающими требуемое усилие сжатия, свариваемых деталей сильфона 22.

Предварительно собранный из свариваемых деталей сильфон 22 на приспособлении 21 устанавливается на шпинделе 18, для чего приспособление 21 опускается в отверстие 19 так, чтобы конец винта разместился в пазу 24. Поворотом установочной гайки 25 осуществляется установка по вертикали сильфона 22 относительно сварочного 9 и опорного 10 роликов, затем приспособление 21 поджимается винтом 20 к внутренней поверхности отверстия 19 шпинделя 18 и фиксируется.

При повороте кулачка 29 в обратном направлении ролики 9 и 10 прижмутся к свариваемому сильфону 22 с определенным усилием, создаваемым пружинами 11 и 12, которые растянуты путем сопряжения планок 13 соответствующими отверстиями 14 с пальцами 15, закрепленными на каретках 6 и 7.

Задатчиком шага сварки (на чертеже не показан), подключенным в электрическую цепь устройства, задается требуемое количество электрических импульсов, соответствующее определенному шагу сварного шва.

При включении электродвигателя 16 вращение вала 28 передается через зубчатую передачу 17 на шпиндель 18 с установленным на нем сильфоном 22, при этом в результате поворота диска 27 с радиальными пазами через определенные промежутки времени, обусловленные шагом расположения радиальных пазов на диске 27, датчиком 26 выдаются электрические импульсы в задатчик. По достижении определенного количества импульсов, равного заданному числу в задатчике, происходит включение сварочного тока и подача его импульсов по токоподводам 40 и 41 на сварочный ролик 9 и сильфон 22. Вращающийся сильфон 22 приводит во вращение сварочный ролик 9, в результате чего осуществляется шаговая сварка деталей сильфона 22. После того, как сильфон 22 совершит полный оборот, сварочный ток и электродвигатель 16 отключается.

С помощью рукоятки 30 производится поворот кулачка 29, в результате чего ролики 9 и 10 отводятся от сваренного сильфона 22. После ослабления затяжки винта 20 приспособление 21 с готовым сильфоном 22 извлекается из шпинделя 18, а вместо него устанавливается другое приспособление 21 с очередным сильфоном 22, сварка которого производится в том же порядке, но при автоматически совершаемом реверсировании вращения электродвигателя 16.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность осуществления сварки сильфонов и подобных изделий с более широким диапазоном габаритных размеров, толщин и материалов свариваемых деталей. При этом существенно улучшаются условия обслуживания в процессе эксплуатации устройства.

Формула изобретения

Устройство для контактной шовной сварки сильфонов, содержащее станину с основанием, смонтированные на нем зажим с приводом вращения, две горизонтальные направляющие, размещенные на них две каретки, подпружиненные одна относительно другой горизонтально расположенной пружиной растяжения с узлом для регулирования ее усилия, сварочную головку со сварочным роликом, закрепленную на одной из кареток, опорный ролик, закрепленный на другой каретке, и кулачок, взаимодействующий с упорами, установленными на каретках, отличающееся тем, что оно снабжено установленной горизонтально и параллельно пружине растяжения дополнительной пружиной растяжения, узел для регулирования усилия пружины выполнен в виде пальцев, закрепленных на каретках, и планок с рядом сквозных отверстий для размещения в них концов пружин и пальцев, направляющие кареток выполнены в виде двух расположенных параллельно осям пружин растяжения штанг, концы которых жестко закреплены на основании, зажим для сильфонов выполнен в виде вертикально расположенного шпинделя с центральным осевым цилиндрическим отверстием и приспособления для закрепления сильфонов, установленного в отверстии шпинделя с возможностью фиксации радиально размещенным в стенке шпинделя винтом, при этом сварочный и опорный ролики установлены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, а кулачок размещен на основании в горизонтальной плоскости и выполнен в виде кольца с двумя противоположными диаметрально расположенными наружными рабочими поверхностями в виде спиралей Архимеда, взаимодействующими с упорами, которые выполнены в виде установленных на каретке роликов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4