Способ регулирования соосности заготовок при сварке трением
О П И С А Ы И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 23.06,75 (21) 2147311/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.78, Бюллетфнь М15 (45) Jl,àòà опубликования описания 06.08. н)Е, (51) М. Кл. В 23 К 19/02 Государственный комитет Совета Министров СССР по делак< изобретений и открытий (53) УДК 621i791.14 (088.8) Р. Н. Болдырев, В. П, Воинов, С, В. Федоров, К, И. Мулюков, М, Г. Амиров и В. С. Худобеи (72) Авторы изобретения Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СООСНОСТИ ЗАГОТОВОК ПРИ СВАРКЕ ТРЕНИЕМ Изобрете! I!Ic касается сварки металлов трение Известен способ регулирования соосности заготовок I!t)ff сварке трением, по которому ко!ггролируloT поло кение заготовок и при отклонени!1 н. от исход!!ого соосного положения смеп<ают одну относительно другой (1). 11едостатком этого спосооа регулирования соосност!! ип-отовок является необходимость непрсрыв11ого контроля величины несоосности, что является ело)к!<ой! технической задачей. К1)ок!с того, п<>лучецнос таким образом свар. ! 1ое саед!!неf!H< имеет значительные радиаlb-!!Ыс Il;!!1ð)1) < .1!ия, !Iоскольк) у стране!!и< 1!ссооспости происходит за счет совмещения центров за го!опон, отжа fI!x в радиальном направл <ние радиалы ых напряжений в стыке соединения приводит к механ!<ческой неоднородносTH lfOC1E.,i,II< .I O H снижает )IOLLIIIOCTb 3II)I 1(елью изобретения является повышение соосности заготовок. :1то достигается тем, что по предложенному способу ко!пороль положения заготовок осуществляют !уте;,1 замера радиальных напряжений в <"11!к< в те-IcIIIIE всего процесса сварки и смещение заготовок одна относительно другой при отклонении от исходного соосного положения прекращают при радиальных напряжениях равных нулю. По окончании процесса сварки имеет место заранее установленная исходная высокая соосность заготовок изделия, поскольку радиаlbные напряжения равны нулю также, как при начальной выставке заготовок в зажимах машины по шаблону. Преимушеством предложенного способа (помима достижения высокой саосности заготовок) является получение ненапряженного стыка соединения, обеспечивающего его механическую симметрию и однородность. Увеличивается также мощность существующих зажимных устройств, которые при атсутсТВНН 1)3 H3;IbHbIx напряжений в стыке осуществляют равномерный обжим заготовок и в результате передают больший крутящий момент, На фиг. 1 с)тематически изображена машина 2О для, сварки трением с регулированием заданной соасности; на фиг. 2 показана диаграмма процесса изменения величины эксцентриситета Л относительно исходного положения в зависимости от времени t под действием автоматической системы при условии, что в началь603534 ный момент spoil о!пло скачкообразное измсlI(>I! Hc эксц >II TpH(. итетя на величину < <,> II;l. фиг. 3 — -- IlpHIIIIIIIIHBльпая схема системы автома.пгчсского управления относительным смегцеиисм центра неподвижной заготовки в одном Hnii равленип. На фиг. 3 приняты обозначения: 1,2 -- сварииасмые заготовки, 3,4 — — зажимные устройства зягoTOвок, 5 — 8 — — тензодатчики, 9 — усилитель, 10 — электромагнит; 11 — якорь электромагнита, !2 — золотник, 13, 14 -- каналы золотника 12, !5 — поршень цилиндра, 16— 10 рейка, 17 — — эксцентрик, 18 — электромя! Нит, 19 — эксце!прик. 20 — зажим, 21 — рычаг, 22 — — электромагнит, 23 -- якорь электромагнита, 24, 25 — пружины, 26 — золотник, 27, 28— канал»! золотника 26, 29 — электромагнит, 30 — — корпус зажимного устройства,.31 — крест<>вяя муфтll или карданный шарнир ме?кду корпусом 30 и станиной 32, 33 — врагцающийся шпиндель. Способ осуществляют следующим образом. Две чисто обработанные заготовки, вращаю- 20 шу!О«я 1 и неподвижнуlo 2, размещают во втулке-шаблоне,жестко обеспечивающем их соО«ность. После чего заготовки закрепляют в зажимныых устройствах 3 и 4. Если при этом 25 и меет х!с(TO пссООсность зажимных устройств, происход!п упругая деформация их элементов, B результате чего в двух тензодатчиках из ч. п.>рсх 5 — 8 изменяется сопротивление, BT() являлся п!гналом работы настроенной части автоматической сиетех!ы. В каждой противопоЛО>K I! 0! i IIС! РС 1 СНЗОД При изменении сопротивления, например, < (нзод!>тч и кя 6 В цепи, идуп! ей к уcH ит(IK> 9, Болзикяст электрический ток, который после ус:<,ieilll5i поступает Б обмогку электромагнита Якорь элсктромагн ITH 1! соединен с под-! Ip жlff!c. IIIII>fbi Б нейтральном положении золоти<;> < м 12. Вкл!<>Пипка 12 вверх (по < )« мс ), Iто Бызы!3; < т сообшение кс1ня. lя 13 цилиндр;1 поршня !4 с системой высокого давipilflB, а канала 15 с системой низкого давления. В резус!ьт:.!!с поршень !4 перемещается Б1п>з. Р(ика ° 6 (110KBÇBHH To, I ько IIB фиГ. 3 }, 45 ск р<. п«1< l! i! 15! 0 LH1 оком поршня 1 4, lloBopH что приводит к смешению ll«нтр» заготовки 2 вниз до тех пор, пока Б теlf,0;i;IT Бык.!ючится электромагнит 10. Если напря?кепи(Б<>яника«т в зоне тензодатчика 8, Бключастгя ).1< кт!>Ох!
H тя кой же последовател ьности работает ц» ган часть авт<>матической системы. обслу>киБ.IIOII сп 1снзо LUIHHKП о и f, гол,.ко поршснь этой части шгстсмы поворачивает эксцентрик 19, что пр!!во:HT к смещсч!Ию центра заготовки 2 B 1«БО или <гп!>яво, Б зависимости от тензодат I : КЯ. Р>>бота настрое><ной части автоматической «!!< 1 с,!ь!> О(>«, Iужи!>асмой 3010тником 12 закан- у) чив le!Oil, ко!.дя вс> всех четырех гензодатчиках 4 отсутствуют деформации. Э ГÎ (B! I и гсль«! Б л о (00<ности зяжимных у«!ройлн, тяк .;.:к и это время чисто обрябота!!Ны(. яготовки 1 и 2 располагак>тся строго соо II(> во втулке-шаблоне. Описанная предварительная настройка со0(нОсти зс1ж и.">! нь>х у«трой«тБ и рои3 Боди! «я сравнительно редко, например олин раз в смi ну, либо при изменении типоразмера свяривяс мых изделий. По окончании настройки сооспо«ги зяжимных устройств машина подготовлена к работе. 1lpH этом в автоматической системе откл>очяе1ся ее настроечная часть {электромагниты 10, 18) и включается зажим 20, подсосдиняющий рычаг 21 к штоку поршня 14. В начальный период сварки чисто обработанных заготовок радиальные напряжения Ili возникают. Затем механическая «Ilñòåма, «0стоящая из относительно Брац<аюшихся и flpèжатых одна к другой заготовок, становиf«5! неустойчивой. Это объясняется тем, чт<> слои размягченного металла в стыке обляда!От свойствами смазки, расположенной между двумя не плоскими поверхностями. B3BII После начала смещения заготовок наклон плоскости скольжения становится вполне 0 fp При появлении сигнала напря>кения. Иаир;1мер, на тензодатчике 6 усиленный ток ряс ()I 27 с системой высокого дявленн5! и канал 28 с системой слива. Это вызывает движс ни< 110pill нп 14 вниз и, вследствие !изворота эк«цс!приKr 17, смещение вниз центра неподвижной За готовки 2. Сигнал напряжения or тснзо;!ятчикя 6 уменьшается до нуля и 13 этот момент отлипает якорь электромагнита 22. В результате инерционности сисгемы прои«01ит сс псререгулирование, при котором движснис flop!!lня продол>кается егце некоторое Бремя и после выключения элсктромагнита 22. I lpga?Kипы 24, 25 возвраща!о" золо->ик 26 в исходное положение. Если в исходном положении порп:ня !4 н;1пряжения в элементах зажимных ус>гройств н« р!1 вны II>, л ю, Опис<1 н нос лсЙствие систсм <>! IIОБт< >ряется с Определенными амплитудами H чя«->отой в зависимости от настройки системы. 1-1ястройка амплитуды прс>извод!Гг< 5! Иерьонача,ii>603534 Формула иаооретени.ч 20 8ид 4 0 )b )7 _#_ 1f 17 7 )гг. ) но вели .иной раб)>цего зазора в электромагнит;). 22 и 29. При работе автоматической системы с доста т)>чным быстродействием можно добиться сколь угодно малого колебания эксцентриситета относительно исходного положения (соответствующего нулевым радиальным напряжениям в элементах зажимных устройств) в течение всего цикла сварки. Это особенно важно в период торможения и проковки, когда пластичность металла в стыке уменьшается и значительное изх)е))ение эксцентриситета требует весьма боль ших мощностей гидропривода. Возможен также вариант выполнения автоматической системы, при котором совмещены функции настройки и регулирования соосности свариваемых заготовок при использовании одн)>го золотника и двух электромагнитов для каждой IIBphl противопо.)ожно расположенных ) снзодатчиков. Т))ким образом, предложенный способ регулирования соосности заготовок позволяет поддер>кивать заранее установленную соосность заготовок в Tc ÷åI)èñ всего процесса сварки от1)осизелы)о исходи)>11> соосного состояния зажимных устройств, что приводит в консч)«»1 счете к соосности заготовок гот )в)>го II)дел))я при нулевых радиальных напряжениях в элементах зажимных устройств. Способ регулирования соосности заготовок при сварке трением, по которому I oIITpo.lèðóют положение заготовок и при отклонеHIIII их от исходного соосного положения смещают olну относительно другой, от.шча)ощи)1 ел тем, что, с целью повышения соосности заготовок. контроль положения заготовок осу)цествляк>1 путем замера радиальных напряжений в стыке в течение всего процесса сварки и смещс))ие заготовок одна относительно другой 111>II отклонении от исходного соосного поло>кения п1 о—краша)от при радиаль Iblx напряжен))ях ривНЫХ 1)УЛ)О. Источники информации, принятые вo вllll мание при экспертизе: l. Авторское свидетельство СССР Л 316300, кл. В 23 К 19j00, 1970. Редактор В. Гоннуков Заказ 1976/16 Составитель В. Власова Тсхред О. Луговая Коррекгор Н. 1«виня Тираж 1263 Подпн си о-:. 1дНИИПИ I ос1дярствснного кочнтстя Соне-а Мн«я< гров С< СР llo делам нзобрс<ений и о<крытий! 13035, Москня, ili-35. Ряун<ска«наб. г<. 4,6 Фнлнял Г1Г1П «11;<г<ьгг», г. Ужгород, ул. Про<к нан. 4
