Машина для инерционной сварки трением

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

Гесудерствеииый комитет

СССР по делам изввретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

P. Н. Болдырев и В. П. Воинов

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола (?1) Заявитель (54) МАШИНА ДЛЯ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к области сварки, а именно к оборудованию для сварки трением.

Известна машина для инерционной сварки трением, содержащая маховик, связанный с механизмом зажатия одной из деталей (1).

Сварка на известной машине приводит к резкому сокращению времени и количества энергии, необходимой для образования соединения, Недостатком ее является очень высокая скорость рабочего шпинделя, что требует применения уникальных подшипников.

Известна также машина для инерционной сварки трением, содержащая станину, переднюю бабку и заднюю бабку с установленными в ней шпинделем и маховиком (2).

Недостатком известной машины является сложность ее конструкции, обусловленная дополнительным тормозным устройством с автономной автоматической системой управления, а также наличием в задней 2п бабке высоко нагруженного упорного подшипника. Стоимость таких подшипников высока, а работоспособность при обычной точности изготовления низкая.

Целью изобретения является упрощение конструкции тормозной системы машины.

Цель достигается тем, что задняя бабка снабжена расположенной между торцовыми поверхностями шпинделя и корпуса вставкой, выполненной из легкоплавкого металла и имеющей диаметр окружности поверхности контакта, определяемый из соотношения где d — диаметр окружности вставки; ь — предельное сопротивление срезу металла вставки в твердом состоянии;

Мч — максимальное значение момента трения в стыке свариваемых заготовок.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой машины для инерционной сварки; на фиг. 2 график изменения относительных скоростей заготовок при сварке.

На станине 1 размещены передняя бабка со шпинделем 2 и корпус задней бабки 3

727378 со шпинделем 4. В шпинделях закреплены свариваемые заготовки 5. На шпинделе 4 задней бабки установлен маховик 6. Роль упорного подшипника задней бабки выполняет вставка 7, выполненная из легкоплавкого металла, например олова. Плунжер 8 с . помощью пружины может обеспечивать пополнение израсходованного легкоплавкого металла вставки.

В торцовой части корпуса задней бабки

3 имеется полость 9, заполненная охлаждающей жидкостью.

Машина работает следующим образом.

После закрепления свариваемых загото-, вок 4 в шпинделях 2 и 4 передней и задней бабок приводят во вращение шпиндель 2 и одновременно прикладывают осевое усилие для сжатия заготовок. При этом происходит процесс обычной сварки, поскольку шпинДель 4 задней бабки некоторое время остается неподвижным и относительная скорость затотовок 5 практически остается неизменной (фиг. 2). При достижении момента трения в стыке порядка 0,8 от максимального происходит срезание металла вставки 7, после чего шпиндель 4 задней бабки 3 начинает вращаться и относительная. скорость заготовок 5 уменьшается до нуля в процессе инерционной сварки (фиг. 2). После остановки шпинделей 2 и 4 передней и задней бабок легкоплавкий металл вставки быстро затвердевает за счет теплопередачи к охлаждающей жидкости в полости 9, схватываясь с залуженными торцовыми поверхностями шпинделя 4 и корпуса 3. Сваренные заготовки 4 извлекают из шпинделей машины и повторяют цикл сварки.

Таким образом, в машине для сварки

- ....трением простое тормозное устройство в виде затвердевшего металла позволяет получить рациональное совмещение процессов инерционной и обычной сварки:

Преимуществом предлагаемой машины является использование упорного подшипника повышенной грузоподъемности и малых габаритов, позволяющего эффективно отводить тепло трения за счет повышенной разности температур и сохранять металлическую смазку на поверхностях за счет ее большей, чем у масла, вязкости.

Формула изобретения

Машина для инерционной сварки трением, содержащая станину, переднюю бабку и заднюю с установленными в ней шпинделем и маховиком, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции тормозной системы машины, задняя бабка снабжена расположенной между торцовыми поверхностями шпинделя и корпуса вставкой, выполненной из легкоплавкого металла и имеющей диаметр окружности поверхности кон26 такта, определяемый из соотношения

2$ где d — диаметр окружности вставки; т — предельное сопротивление срезу металла вставки в твердом состоянии;

Мт1 — максимальное значение момента

30 трения в стыке свариваемых заготовок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вилль В. И. «Сварка металлов трением», «Машиностроение», Л., 1970, с. 158.

2. Foister P. В. «Heat under power (NUP)

friction welding» Adv. weld. Process Vo5

Abington 1974, с. 243 — 248..727378

Составитель В. Влодавская

Те*ред K. Шуфрнч Корректор Ю. Макаренко

Тираж 1160 Подписное

Редактор О. Торгашева

Заказ 1037/11

Ц K И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и . открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4