Машина для контактной стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом

 

E О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„,766787

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12. 07. 76 (21) 2388028/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 300980 Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 03. 10. 80

<51) М. Кл.

В 23 К 11/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (S3) УДК 621 ° 791 ° .762.5(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Матятин, С. А. Ильин, Ю. И. Денисов, Б. С. Алексеев и В. Я. Хазов (71) Заявитель (54) МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ

ОПЛАВЛЕНИЕМ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ПОДОГРЕВОМ

Изобретение относится к области сварки, а именно к контактным стыковым машинам для сварки оплавлением с предварительным подогревом за счет возвратно-поступательных перемещений подвижного зажима, и может быть ис.пользовано в машинах, работающих с жестким управлением процессом подогрева по временной программе.

Изв,естна машина МСМ-150 с ручным !О рычажным приводом предварительного подогрева и электромеханическим приводом оплавления и осадки j1) .

Для предварительного подогрева на машине MCM-150 предусмотрен рычаг, à 15 также два цилиндра, расположенных на левйх подшипниках направляющих. Оператор, вручную воздействуя на рычаг, сводит и разводит детали, производя тем самым предварительный .подогрев. 20

После подогрева по мере разогрева деталей перед включением двигателя оплав. ления между торцами деталей образуется зазор. Механизмы этой машины не обеспечивают минимального времени . 25 между подогревом и оплавлением, так как появившийся между деталями зазор устраняется только при повороте кулачка на относительно большой угол. За время этого поворота торцы деталей 30

2 могут остыть и оплавление не возбудится. Для устранения этого недостатка на кулачке иногда делается выемка и подогрев ведется до тех пор, пока не закончится припуск на укорочение деталей, определяемый этой выемкой.

В этом случае степень нагрева приторцовых участков деталей существенно зависит от формы торцов и от колебания напряжения питающей сети.

Имеется также устройство для автоматической стыковой сварки с механическим реверсированием, состоящее из электродвигателя, червячного редуктора, на выходном валу которого посажен на шпонке храповик, сцепляющийся с бронзовой защелкой, кулака, свободно вращающегося на выходном валу червячного редуктора, системы рычагов, пружины для возврата подвижногс зажима и пружины, для удержания в зацеплении защелки с храповиком (2) .

В процессе подогрева вследствие износа защелки и храповика меняется усилие при подогреве и нагрев деталей становится нестабильным. В этом устройстве также нет регулируемой выдержки времени, в течение которого детали находятся в сведенном сос766787

d0 ров должна быть не менее суммы припусков на подогрев, оплавление и осадку. .IIo этой причине уменьшается скорость бЗ тоянии в процессе отдельного импульса подогрена.

Недостатком этого устройства является то, что оно работает по принципу постоянства припуска на подогрев, при котором число подогренательных импульсов существенно зависит от напряжения сети.

Известна также машина для контактной стыконой сварки оплавлением, содержащая связанные с подвижной плитой пневматический привод подогрева, кулачковый привод оплавления и пневматические.привод осадки и привод установки поднижной,плиты н исходное положение 13) .

В этой машине предварительный подогрев осуществляется автоматически по жесткой временной программе пневматическими цилиндрами. Эти цилиндры расположены на подшипниках машины, а поршни цилиндров связаны с направляющими, на которых установлен подвижной зажим. Подогрев осуществляется за счет возвратно-поступательных перемещений подвижного зажима подачей сжато го воздуха в одну или другую полость цилиндров подогрева. Для уменьшения интервала времени между подогревом и началом оплавления устройство выполнено так, что предлагается включать двигатель оплавления с упреждением, ранее, чем закончится время на подогрев, для чего предусмотрены два реле времени. Таким образом, выдержка времени на включение двигателя оплавления выбирается такой, чтобы по окончании подогрева двигатель выбрал бы образовавшийся при подогреве зазор между торцами деталей. При этом время перехода от подогрева к оплавлению получается минимальным.

Однако это устройство обеспечивает малое время между подогревом и началом оплавления только при постоянстве укорочения деталей при подогреве. В действительности же в силу различной формы торцовых поверхностей деталей (наличие скосов разной величины), колебания напряжения питающей сети приводит к тому, что фактическое укорочение деталей при подогреве может быть разным. Например, при увеличении укорочения деталей при подогреве, к окончанию времени подогрева двигатель успевает выбрать только часть зазора и время перехода сильно затягивается.

При уменьшении укорочения деталей двигатель оплавления выбирает зазор до,,окончания установленного времени на подогрев и замыкает детали в режим сопротивления, что приводит к нарушению процесса сварки.

В виду того, что поршни цилиндров привода предварительного подогрева связаны с направляющими, длина цилинд35

4S

S0

55 наполнения цилиндров воздухом и нельзя получить повышенной частоты возвратно-поступательных перемещений подвижного зажима при подогреве.

Целью изобретения является повышение качества соединения путем обеспечения после подогрева минимального зазора между деталями, а также предохранение привода оплавления от перегрузок.

Укаэанная цель достигается тем, что маши на снабжен а дну плечим рычагом и шарнирно закрепленным на нем дополнительным пненматическим цилиндром с регулируемым ходом поршня, шток которого устанонлен с возможностью взаимодействия с кулачком привода оплавления, цилиндры приводов осадки и установки подвижной плиты в исходное положение спарены, а их поршни связаны общим штоком, соединенным с одним концом двуплечего рычага, пневматический привод подогрева выполнен в виде цилиндра с двумя поршнями разного диаметра, связанньвпи друг с другом штоком, в теле которого под углом к его оси выполнен паэ, н котором с воэможностью относительного перемещения установлена вставка, соединенная посредством толкателя с другим концом двуплечего рычага, при этом корпус цилиндра подогрева жестко связан с подвижной плитой машйны.

Дополнительный цилиндр снабжен установленным на корпусе концевым выключателем, связанным с приводом оплавления и вторым поршнем, ограничивающим ход первого поршня, при этом шток второго поршня установлен с воэможностью взаимодействия с концевым выключателем.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема машины с расположением механизмов в исходном положении перед сваркой» на фиг. 2 показан привод предварительного подогрева.

Машина состоит из неподвижного зажима 1, подвижного зажима 2, привода

3 подогрева, дополнительного цилиндра 4, пневматического привода 5 осадки с двуплечим рычагом 6, цилиндра 7 возврата подвижной плиты в исходное положение двигателя 8 оплавления, кулачка 9 оплавления с копирным роликом

10 и дополнительным рычагом 11.

Цилиндр подогрева состоит из корпуса 12, жестко скрепленного с поднижным зажимом 2. В гнезде корпуса

12 находится шток 13, на концах которого имеются поршни 14 и 15 разного диаметра, расположенные в камерах

16 и 17. В штоке 13 имеется паэ, ось а-а ко.орого расположена под углом к оси б-б штока. В пазу помещена вставка 18, которая с помощью оси 19 соединена с одним из концов толкателя 20, размещенного в соответствующем гнезде-подшипнике корпуса 12.

Вставка 18 совместно с пазом штока

766787

13 образует самотормоэящуюся клиноную пару. Второй конец штока 20 через ocb 21 соединен с тягой .22, которая через талреп 23 соединена с кон ом днуплечего рычага 6.

Дополнительный цилиндр 4, шарнирно закрепленный на рычаге б, состоит иэ поршня 24 со штоком 25 и второго поршня 26, ограничивающего ход первого поршня со штоком, а также рабочей камеры 27 . Причем на верхней крьааке цилиндра 4 расположен концевой выключатель 28. Для установки необходимогс расстояния между зажимами 1 и 2 предусмотрен талреп 23, Клапанами 29 и

30 осуществляется управление силовыми цилиндрами.

Машина работает следующим образом.

В исходном перед сваркой положении в рабочей камере 27 цилиндра 4 находится сжатый воздух. Под действием сжатого воздуха камеры 27 нижний поршень 24 упирается в упор нижней крьааки цилиндра. В верхнюю камеру цилиндра 7 исходного положения подан сжатый воздух, под действием которого поршень цилиндра 7, воздействуя на конец двуплечего рычага б осадки через дополнительный цилиндр 4 и дополнительный рычаг 11 прижимает копирный ролик 10 к кулачку 9.Причем сила, с которой пораень цилиндра 7 воздействует на цилиндр 4 меныае, чем сила, развиваемая поршнями цилиндра

4. Поэтому между. поршнями сохраняется заранее заданный зазор. Таким образом, с помощью цилиндра 7, привода 9 оплавления и ролика 10 определяется исходное положение двуплечего рычага 6 осадки перед сваркой. С помощью талрепа 23, связанного с приводом подогрева 3 и рычагом 6 осадки, регулируется.положение подвижного зажима по отношению к рычагу осадки и, н конечном итоге, исходное расстояние между токоведущими губками подвижного 2 и неподвижного 1 зажимов. Сила поджатия цилиндром 7 копирного ролика 10 к кулачку 9 превыаает силу привода подогрева, приведенную к кулачку 9. Поэтому во время подогрева положение рычага 6 осадки остается неизменным, остается неизменным также положение сочлененных с концом рычага 6 талрепа

23 с тягой 22 и толкателя 20 со вставкой 18. В исходном положении под действием сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр 12, шток 13 находится в крайнем нижнем положении.

Детали, подлежащие сварке, устанавливаются в зажимах с небольшим (около

1 мм) зазором. С включением сварочного трансформатора на токоведущие губки зажимов подается напряжение. Процесс подогрева начинается с включения клапана 29.и подачи сжатого воздуха в нижнюю камеру 17 цилиндра 12 (камера 16 соединена при этом с атмосферой .и находившийся в ней ранее сжатый воздух выпущен в атмосферу). Поршень 15 толкает шток 13 вверх. Благодаря тому, что в пазу штока 13 находится неподнижная вставка 18, шток 13, перемещаясь внерх, смещается вставкой 18 влево и, упираясь левой плоскостью н корпус 12 привода подогрева, перемещает влево корпус 12 и подвижный зажим 2. При этом корпус 12 смещается относительно неподвижного толкателя

20. Подвижный зажим 2, перемещаясь влево, сжимает торцоные поверхности

cBapHBaeMbtx деталей, замыкая нторичную цепь сварочного трансформатора.

После окончания заданной выдержки времени сжатия снариваемых деталей (нре1S мени отдельного заьыкания) камера 17 цилиндра 12 соединяется с атмосферой, а в камеру 16 подается сжатый воздух.

При этом шток 13 перемещается нниэ, а корпус 12 с подвижным зажимом 2

26 вправо; сваринаемые детали разжимаются, а вторичная цепь размыкается; затем повторяется очередной цикл предварительного подогрева. Во время каждого цикла предварительного подогрена происходит расплавление и выбрасывание из стыка соприкасающихся участков снариваемях деталей, в результате чего увеличиваются амплитуды возвратно- поступательных перемещений псднижного зажима 2 и штока 13. Амплитуда возвратно-поступательных перемещений к концу подогрева при подогреве каждой пары свариваемых деталей .определяется суммарным выпланлением концов деталей (укорочением их длины) и бывает неодинакова (от 5 до 10 мк), она зависит от перпендикулярности обрезки торцовых поверхностей деталей, от вторичного напряжения сварочного трансформатора и других причин.

4О Переход от подогрева к оплавлению осуществляется следующим путем.

По окончании последнего цикла сжатия подогреваемых деталей, сжатый воздух из камеры 17 цилиндра 12, выпус45 кается в атмосферу, причем в камеру

16 цилиндра 12 сжатый воздух не подается. Поэтому шток 13 и подвижный зажим 2 остаются в положении сжатия деталей. Одновременно с этим выпускает щ ся в атмосферу воздух из камеры 27 цилиндра 4..Под действием усилия цилиндра 7 двуплечий рычаг 6 осадки поворачивается по часовой стрелке до тех пор, пока поршень 26 цилиндра 4 5 не приходит в соприкосновение с поршнем 24 цилиндра 4. В результате поворота рычага осадки толкатель 20 ео вставкой 18 смещаются вправо, а вставка 18 прижимается к правой поверхности паза Штока 13. При этом, благода40 ря тому, что клиновая пара (вставка

18 — паз штока 13) выполнена самотормоэящейся, несмотря на отсутстние сжатого воздуха в цилиндре 12 шток

13 удерживается силами трения в своей

65 направляющей корпуса 12. Поэтому под

766787 воздействием вставки 18 привод подогрева как единое целое смещается вправо совместно с подвижным зажимом 2.

Между торцами подогреваемых деталей образуется зазор (около 0,5 мм). Величнна зазора определяется только расстоянием между поршнями цилиндра 4 и соотношением плеч рычагов 6 и 11.

Во время подогрева ролик 10 все время поджат к кулачку 9, поэтому после окончания подогрева с включением двигателя 8 оплавления время перехода от подогрева к оплавлению мало, оно определяется только временем, необходимым для прохождения небольшого зазора между торцами. Для предохранения привода оплавления от перегрузок в случае увеличения по какой-либо причине усилия на перемещение зажима

2 выключается двигатель 8 после .нажатия штока поршня 26 на концевой выключатель 28. При удовлетворительном 29 ходе процесса оплавления в необходимый момент цилиндром 5 производится осадка и процесс сварки заканчивается.

Предлагаемая машина позволяет по- д высить производительность и качество сварки тем, что непосредственно после подогрева начинается процесс оплавления.

Формула изобретения

1. Машина для контактной стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом, содержащая связанные с подвижной плитой пневматический привод подогрева, кулачковый привод оплавления и пневматические привод осадки и привод установки подвижйой плиты в исходное положение, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества соединения путем обеспечения после подогрева минимального зазора между деталями, машина снабжена двуплечим рычагом и шарнирно закрепленным на нем дополнительным пневматическим цилиндром с регулируемым ходом поршня, шток которого установлен с воэможностью взаимодействия с кулачком привода оплавления, цилиндры приводов осадки и установки подвижной плиты в исходное положение спарены, а их поршни связаны общим штоком, соединенным с одним концом двуплечего рычага, пневматический привод подогрева выполнен в виде цилиндра с двумя поршнями разного диаметра, связанными друг с другом штоком, в теле которого под углом к его оси выполнен паз, в котором с возможностью относительного перемещения установлена вставка, соединенная посредством толкателя с другим концом двуплечего рычага, при этом корпус цилиндра подогрева жестко связан с подвижной плитой машины.

2. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что„ с целью предохранения привода оплавления от перегрузок, дополнительный цилиндр снабжен установленным на корпусе концевым выключателем, связанным с приводом оплавления, и вторым поршнем, ограничивающим ход первого поршня, при этом шток второго поршня установлен с воэможностью взаимодействия с концевым выключателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельман А. С. Контактная стыковая сварка труб. M., Машгиэ, 1957, с. 194-195, 2. Гельман А. С. Контактная электросварка, M., Машгиз, 1949, с. 182184.

3. Сорокин Е. С. и др. устройство для автоматического подогрева к контактной стыковой машине. — "Сварочное производство", 1975, м 6, с..50.

766787

1g 13

Фиг. 2

Составитель В. Власова

Редактор Т. Морозова Техред Т.МаточкаКорректорМ. Шароши

Заказ 0 9 Тираж 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4