Машина для сварки трением

 

Союз Советскив

Социапнстическнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву

3 (22) Заявлено 28.03.80 (21) гО1287ЭГ25-27 (51) Щ. Кл.

В 23 К 20/12 с прнспелинением заявки J4

Гасударственный комитет (23) Приоритет— во делам изобретений н открытий

0"Убликовано 15.02.82. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 18 02 82 (53 ) тй K 62 1.7S1.

° 14(088.8) 1 ., ; (з д -..; ., „

В. И. Дыскин, О. А. Рыков, Л. С. Канель и М. В. Кудрявцева

Уральский филиал Государственного научно-исследовательского института автомобильного транспорта (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к сварке, а именно к устройствам для сварки трением.

Известна машина для сварки трением, выполненная на базе униполярного электродвигателя, в которой магнитный поток статора используется одновременно для создания крутящего момента и осевого усилия, действуюших на ротор электродвигателя. Зажимные устройства закреплены на торцах ротора и статора. Машина конструктивно очень проста, имеет небольшие габариты и вес (1) ..

Недостатком данной машины является наличие нескольких обмоток, для питания которых необходим постоянный ток относительно большой величины, что требует, в свою очередь, дополнительного оборудования.

Известна также машина для сварки трением, содержашая связанный с ротором электродвигателя вал, в котором с. воэможностью осевого пепемешения от упругого элемента смонтирован зажим для врашаюшейся детали и привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, в которой для вращения детали используется электродвигатель, а в качест5 ве привода, аккумулируюшего энергию в упругом элементе, впоследствии расходуемую на создание осевого усилия в стыке, используется электромагнит (2j.

Наличие двух приводов, питаюшихся

IO. от электросети, требует сушественных электрических затрат, а также усложняет конструкцию машины.

Пель изобретения — упрошение конструкции и снижение энергетических затрат

ts путем выполнения машины на базе электродвигателя.

Пель достигается тем, что привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, выполнен в виде винтовой передачи, посредством которой ротор, связанный с упругим элементом, имеет возможность ограниченного осевого перемешения относительно вала.

904943 4

Величина ускорения замедления, в свою очередь, прямо пропорциональна моменту трения в стыке и обратно лропорииональна общему моменту инерции вращающихся частей.

В данной машине происходит не чисто инерционный цикл сварки, так как тепловыделение в стыке начинается сразу же во время разгона вала 4 с ротором 3.

10 Но поскольку время разгона незначительно (около 1 — 1,5 с) по сравнению с общим временем сварки (4 — 5 с), в

Основном процесс нагрева происходит по инерционному циклу после отклкчеt5 ния обмотки 2 статора 1 при торможении вала 4 с ротором 3.

При переходе на сварку заготовок другого диаметра необходимо только сменить комплект, тарельчатых пружин щ упругого элемента 8. Усилие на сжатие упругого элемента при этом не должно превышать усилие, развиваемое винтовой парой при перемещении ротора 3.

Возврат ротора 3 в исходное положение

25 производится при кратковременном вклю чении обратного хода электродвигателя.

Варьируя скоростью электродвигателя, инерционными массами, устанавливаемыми на вал, величиной напряжения, подаваемого на обмотку статора, можно всегда подобрать оптимальный сварочный цикл.

45

На чертеже показана конструктивная схема предлагаемой машины для сварки трением.

Машина выполнена на базе асинхрон ного электродвигателя, который выбирается с пусковым моментом в несколь ко раз (в 3-4) большим момента тре ние и сотоит из статора 1, обмотки 2 статора, короткозамкнутого ротора 3, установленного на валу 4 с возможностью винтового перемещения.

М

Для передачи осевого усилия от ротора 3 к зажиму 5 для вращающейся детали, ик еющему возможность осевого перемещения относительно вала 4, установлены упорный подшипник 6, вилка .7, продетая сквозь паз в валу 4, и упругий элемент 8, выполненный в виде пакета тарельчатых пружин. Вал 4 смонтирован в статоре 1 на подшипниках 9. Зажим 10 для неподвиж ной детали установлен на штангах, закрепленных в статоре.

Необходимый момент инерции вала 4 достигается установкой сменных инерционных масс 1 1.

Для ограничения перемещения ротора

3 в осевом направлении на валу 4 смонтированы упоры 12 и 13.

Пружина 14 служит для возврата вилки 7 с зажимом 5 в исходную позишпо после сварки.

Машина работает следующим образом.

После установки деталей в зажимах

5 и 10 подается питание на обмотку 2 статора 1. При этом на ротор 3 действует пусковой момент электродвигателя.

Ротор 3, поворачиваясь,. перемешается по резьбе влево относительно вала и передает усилие через упорный подшипник 6 и вилку 7 упругому элементу 8, который, сжимаясь, аккумулирует энергию. После достижения номинальных оборотов. обмотка 2 отключается и происходит инерционный цикл сварки, при котором осевое усилие создается при помощи разжимающегося упругого элемента 8. Во время торможения вала 4 (на вал действует момент трения в стыке) на ротор 3 действует момент от инерционных сил, направленный в ту же сторону, что и пусковой момент при разгоне вала 4, поэтому ротор остается замкнут на упор 13.

Величина действующего момента инер. ционных сил равна произведению величины момента инерции ротора 3 на ве личину ускорения замедления вала 4.

В некоторых случаях, когда необходимо иметь минимальный момент инерции вращающихся частей, например при сварке деталей минимального диаметра, о можно дополни тельные инерционные масcb1 не устанавливать, а необходимую задержку времени для сжатия упругого элемента осуществить за счет установки тормоза для вала, который в момент пуска электродвигателя некоторое время находится во включенном с ос тоянии.

Предлагаемое техническое решение позволяет значительно упроСтить конструк; пию машины для сварки трением. Появляется возможность сделать эту машину ла базе широко распространенных асинкронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отсутствие в машине индивидуального литакшегося от электросети привода осевого давления, пред.назначенного для нагрева стыка при сварке, снижает энергетические затрать1 на сварку.

Наиболее целесообразно применение подобных конструкций для сварки заготовок небольших сечений, диаметром 5—

904943 6 базе электродвигателя, привод, аккумулируюший энергию в упругом элементе, выполнен в виде винтовой передачи, посредством которой ротор, связанный с упругим элементом, имеет возможность ограниченного осевого перемешения относительно вала.

15 мм, т. е. там, где максимальное осевое усилие не превышает 1,5-2 т.

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР

% 593862, кл. В 23 К 19/02.

2. Авторское свидетельство СССР

% 742080, кл. В 23 К 19/02, 04.05.78 (прототип}.

14 / Q у 12 2

Составитель В. Влодавская

Редактор Л. Алексеенко Техред М. Гергель. Корректор А. Ференц(Заказ 226/2 1 Тираж 1 150 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

Машина для сварки трением, содержашая связанный с ротором электродвигателя вал, в котором с возможностью Источники инФормации, осевого перемешения от упругого элемен- 10 принятые во внимание при экспертизе та смонтирован зажим для врашаюшейся детали и привод, аккумулируюший энергию в упругом элементе, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью упрошения конструкции и снижения энертетических затрат путем выполнения машины на