Установка для сварки трением

 

О П И С "А H И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и1 461487

Союз Советских

Социалистических

Рвспчбпии

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. В 231с 19/00 (22) Заявлено 26.10.72 (21) 1847862/25-27 (32) Приоритет 27.10.71 (31) 49832 (33) Великобритания

Государственный комитат

Совета Министров СССР Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7 по делам изобретений (53) УДК 621.791.14.03 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 29.04.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Джон Джилберт Сирл и Дэвид Джон Хант (Великобритания) Иностранная фирма

Олвуд, Сиррл Энд Таймни (ХОЛДИНГЗ) Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к устройствам для сварки трением.

В предлагаемой установке для сварки трением используется известный принцип перемещения одной свариваемой детали относительно другой возвратно-поступательного или по круговой траектории.

Усилия осадки при сварке трением достигают больших величин. Поэтому необходимо соответствующее устройство, полностью или частично снимающее реакцию от этого усилия на жесткую раму машины.

В известном устройстве эту функцию выполняют частично гидростатические опоры, частично приводные клинообразные элементы, которые не обеспечивают удовлетворительной защиты жесткой рамы от воздействия сил реакции.

Цель изобретения — создание такой установки для сварки трением, в которой полностью или хотя бы частично было снято воздействие сил реакции на жесткую раму установки, а также использование средств, ограничивающих инерцию от возвратно-поступательного, кругового или какого-либо другого движения опоры со свариваемым компонентом.

Это достигается тем, что предлагаемая установка оснащена гибкими и упругими штангами одинаковой длины, установленными параллельно друг другу и расположенными на разных уровнях по отношению к зоне сварки, но по одну сторону от плоскости торцов свариваемых изделий, причем одни кон5 цы гибких штанг крепятся к раме, другие — к колеблющейся опоре; при этом установка снабжена средством ограничения сил инерции от колебания опоры, которое выполнено в виде противовеса, прикрепленного гибкими

10 упругими тягами к колеблющейся опоре.

На фиг. 1 показана предлагаемая установка для сварки трением, в разрезе; на фиг.

2 — сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3— установка в плане; на фиг. 4 — крепление

15 гибких штанг; на фиг. 5 — крепление гибких тяг к противовесу и к колеблющейся опоре.

Установка содержит сварную раму 1, нижней части которой придается форма закрытой коробки прямоугольной формы. От нижней

20 части рамы 1 проходит вертикальная часть 2 рамы, которая также коробчата по форме, От противоположных боковых сторон части 2 поднимаются две параллельные пластины 3 (см. фиг. 2), каждая из которых снабжена креп25 лением для одного конца штанги 4. Штанги

4 расположены параллельно друг другу, причем их вторые концы крепятся к верхней пластине 5.

Верхняя пластина 5 несет на себе патрон 6, 30 удерживающий деталь 7, которая является

461487 одним из двух свариваемых компонентов.

Другая деталь 8 удерживается патроном 9, монтируемым на салазках 10. Последние скользят в горизонтальном направлении по вертикальной пластине 11 рамы 1. К одной из кромок верхней пластины 5 прикреплена основная пластина 12, центральная плоскость которой параллельна торцовым поверхностям деталей 7 и 8. Ребро 13 жесткости проходит между верхней пластиной 5 и основной пластиной 12. Для того чтобы привести центр тяжести этих частей к центру основной пластины 12, служит нижняя пластина 14, выполненная аналогично верхней пластине 5, а ребро 15 жесткости — аналогично ребру 13. Патрон 16 идентичен патрону 6 и снабжен болванкой 17, которая аналогична по форме и весу детали 7.

Гибкие штанги 18, параллельные штангам

4, крепятся к нижней пластине 14 и проходят внутри нижней части рамы 1 к крепежным приспособлениям пластины 19. Штанги

4 и 18 определяют положение основной пластины 12 и закрепленных к ней частей по отношению к раме 1 и имеют одинаковую протяженность, однако штанги 18 монтируются несколько левее штанг 4. Поскольку штанги

4 и 18 гибкие, пластина 12 и упомянутые части могут вынужденно колебаться в плоскости, нормальной к оси этих штанг. Когда возникает колебание, эти штанги упруго изгибаются. Каждая штанга содержит две аналогичные части 20 и 21. Основная, контрольная часть, — цилиндрическая, а концевая часть сводится на конус к цилиндрической части 22 уменьшенного диаметра, которая оканчивается фланцем 23. Части 20 и 21 соединяются вместе при помощи болтов 24, которые проходят через выравненные по одной прямой отверстия во фланцах 23, Часть 20 снабжена на на торцовой поверхности фиксирующим положение выступом 25, который входит в сопряженное гнездо в торце части 21.

На внешнем конце каждой штанги имеется направленный наружу кольцевой фланец 26, который устанавливается соосно отверстиям для болтов 27, которые крепят фланец к примыкающей части 28 установки. Внутренний диаметр отверстия 29 в части 28, через которое проходит конец штанги, значительно больше, чем внешний диаметр примыкающей части штанги. Это позволяет неограниченно изгибать штанги, когда установка находится в рабочем состоянии. Диаметр фланцев 23 также меньше, чем внутренний диаметр отверстий 29, для того чтобы части 20 и 21 могли быть пропущены через эти отверстия во время процесса изготовления, а затем закреплены вместе при помощи болтов 24.

Деталь 8 может быть принудительно введена в контакт с деталью 7 при помощи гидравлического силового цилиндра, снабженного поршнем 30 и поршневым штоком 31. Поршень 30 имеет оси 32 качения, при помощи которых монтируется в пустотелом суппорте

33, установленном для осевого скользящего перемещения по вертикальной части 2 рамы

1. Суппорт 33 ограничивается от движения в любом другом направлении и соединяется с верхней пластиной 5 четырьмя штангами 34.

Эти штанги по конструкции выполнены аналогично штангам 4 и имеют ту же длину, но значительно больший диаметр. Между пластинами 19 находится другой суппорт 35, который ограничивается от перемещения в направлении, параллельном суппорту 33. Суппорт 35 связывается с нижней пластиной 14 штангами 36, которые аналогичны штангам

34, Штанги 34, 36 воспринимают силы реак15 ции и снимают действие на раму l.

Поршневой шток 31 шарнирно соединяется осью 37 с одним углом треугольной сборки 38, содержащей, в свою очередь две разнесенные друг от друга параллельные пластины. Ниж2о ний угол сборки 38 шарнирно соединяется осью 39 с тягой 40, которая составляет одно целое с суппортом 35. Верхний угол сборки 38 шарнирно соединяется осью 41 с одним концом короткой тяги 42, другой конец которой

2б шарнирно соединяется осью 43 с выступами

44, зафиксированными к салазкам 10.

Когда гидравлический силовой цилиндр приводится в действие, салазки 10 смещаются вправо, в то время как суппорт 33 смеща30 ется влево. Деталь 8 упирается в деталь 7 и вынуждает последнюю смещаться вправо, но это перемещение ограничивается штангами

34, которые связывают верхнюю пластину 5 с суппортом 33. Таким образом, реакция на си35 лу, прилагаемую этим узлом, сжимает вместе детали 8 и 7 и в большей степени воспринимается штангами 34.

Характерная особенность предлагаемой установки состоит в том, что патроны 6 и 9 кре40 пятся к имеющим верхние поверхности пластине 5 и салазкам 10. Следовательно, усилие, прилагаемое деталью 8 к детали 7, находится выше уровня сил реакции, выдерживаемых штангами 34.

45 Таким образом, крутящий момент прилагается к основной пластине 12, отжимая нижнюю часть влево. Однако усилие, прилагаемое к нижней части пластины 12, передается суппорту 35 и, следовательно, тяге 40, и уравно5О вешивается силой, направленной вправо и передаваемой через треугольную сборку 38 от гидравлического силового цилиндра. Таким образом, пластина 12 удерживается в равновесии. Суппорты 33 и 35, которые составлябд ют рамные средства установки, не передают никаких значительных сил реакции раме 1.

Следовательно, работа гидравлического силового цилиндоа не приводит к нарушению устойчивости и целостности рамы.

60 Узел, содержащий пластину 12 и неподвижно закрепленные на ней части, т. е. верхнюю пластину 5, нижнюю пластину 14, ребра 13 и

15 жесткости, патроны 6 и 16 и детали 7 и 8, имеет центр тяжести в центре пластины 12, 65 Этот узел уравновешивается четырьмя проти46!487 вовесами 45, каждый из которых по весу составляет четверть веса узла. Каждый противовес 45 подсоединяется к одному концу вала46 частично сферической опорой. Другой конец вала 46 присоединяется к пластине 12 посредством аналогичной опоры. Одна или другая из этих опор, связанных с каждым валом 46, является подвижной в осевом направлении по отношению к этому валу. Центр каждого вала 46 устанавливается для универсального движения в одной из пар вертикальных пластин 47, составляющих часть рамы 1.

Каждый противовес 45 связывается также с пластиной 12 четырьмя гибкими и упругими тягами 48, которые беспрепятственно проходят через соответствующие отверстия в пластинах 47. Каждая тяга 48 (см. фиг. 5) имеет увеличенную концевую часть 49, изготовленную со снабженными резьбой отверстиями, которые проходят параллельно ее оси. Болты 50 проходят через эти отверстия в противовес. 45. Противоположный конец каждой тяги 48 крепится к пластине 12 аналогичным обоазом.

Когда детали 7 и 8 коаксиальны, общий центр тяжести противовесов 45 совпадает с центром тяжести узла, содержащего пластину 12 и части, прикрепленные к ней, то тяги

48 — прямые и не напряженные. Однако, когда узел вынужденно колеблется, противовесы перемещаются в направлении, противоположном узлу, и тяги 48 вынуждены упруго изгибаться и прилагать объединенное возвращающее усилие, вынуждающее части пеоемещаться в первоначальное положение. Когда узел вынуждают совершать безроторное движение по круговому пути с фиксированной скоростью, то этот узел и противовесы смещаются во внешнем направлении и увеличивают диаметр кругового пути. Тяги 48 сконструированы таким образом, чтобы возвращающее усилие, которое они создают, вместе с

5 гораздо меньшими возвращающими усилиями, создаваемыми элементами 4, 18, 34, 36, точно противодействовали этой тенденции. Возвращающие усилия балансируют усилия безотносительно от диаметра кругового пути.

10 В качестве привода может служить любой привод, обеспечивающий заданную траекторию перемещения одного свариваемого компонента относительного другого.

15 Предмет изобретения

1. Установка для сварки трением, содержащая раму, колеблющуюся опору, опору, перемещающуюся в осевом направлении, привод

20 колебаний, привод давления, механизм разгрузки рамы от сил реакции осевого давления, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения разгрузки рамы установки от сил реакции, она оснащена гибкими и упругими

25 штангами одинаковой длины, установленными параллельно друг другу и расположенными на разных уровнях по отношеншо к зоне сварки, но по одну сторону от плоскости торцов свариваемых изделий, причем одни концы

30 гибких штанг крепятся к раме, другие — к колеблющейся опоре, при этом установка снабжена средством ограничения сил инерции от колебания опоры.

2. Установка по п. 1, отличающаяся

35 тем, что средство ограничения спл инерции от колебания опоры выполнено в виде противовеса, прикрепленного гибкими упругими тягамп к колеблющейся опоре.

461487

74 оы 3

Составитель Н. Ращупкин

Техред О. Гуменюк Корректор Л. Котова

Редактор А. Батыгин

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1053/8 Изд. № 518 Тираж 1061 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5