УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2011 года по МПК B23K37/04 

Изобретение относится к устройствам для сварки в вакууме или контролируемой атмосфере, в частности может быть использовано при электроннолучевой сварке поворотных стыков цилиндрических изделий в вакууме.

Известно устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий, содержащее смонтированные в вакуумной камере сварочный инструмент и многопозиционный манипулятор, выполненный в виде поворотного барабана со шпинделем на каждой позиции опорного диска, взаимодействующего с ним упора для фиксации барабана на каждой позиции и реверсивного привода для вращения шпинделей и смены позиций барабана (А.С. СССР № 556017, кл. B23K, 37/04, 1975 г.).

Однако схема управления требует дополнительного вакуумного ввода, что усложняет конструкцию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий по А.С. СССР № 996149, кл. B23K, 37/14, 1981 г., выбранное за прототип, содержащее смонтированные в вакуумной камере сварочный инструмент и многопозиционный манипулятор, выполненный в виде поворотного барабана со шпинделями на каждой позиции, опорного диска, взаимодействующего с ним упора для фиксации барабана на каждой позиции и реверсивного привода для вращения шпинделя и смены позиций барабана, на каждом шпинделе смонтирован фрикционный элемент, опорный диск выполнен в виде колеса, закрепленного на барабане, упор выполнен в виде собачки, смонтированной в корпусе камеры.

Недостатком известного устройства является невозможность сварки изделия без центрального отверстия и наличие на каждой позиции фрикционного элемента, что усложняет конструкцию.

Техническим эффектом является упрощение конструкции и расширение номенклатуры свариваемых изделий.

Указанный технический эффект достигается тем, что в устройстве для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий, включающем размещенные в вакуумной камере сварочный инструмент и многопозиционный манипулятор, содержащий на каждой позиции установки свариваемых изделий шпиндели, на которых смонтированы зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом, направляющую, установленный на ней подвижно опорный диск с поддерживающими центрами для закрепления свариваемых изделий, фрикционный элемент, а также упор для фиксации манипулятора на каждой установочной позиции и реверсивный привод для вращения шпинделей и смены позиций манипулятора, в соответствии с данным изобретением фрикционный элемент смонтирован на центральном зубчатом колесе с возможностью получения суммарной величины сопротивления вращению шпинделей больше величины момента сопротивления вращению манипулятора, поддерживающие центры на опорном диске снабжены пружинами и выполнены цельными с обеспечением закрепления изделий без центрального отверстия, а на внешней поверхности корпуса манипулятора выполнены пазы, взаимодействующие с упорами для его фиксации.

На фиг.1 изображено устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий, общий вид; на фиг.2 - вид А.

Устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий содержит вакуумную камеру 1, сварочный инструмент 2, например электронно-лучевую пушку и многопозиционный манипулятор 3 с направляющей 4, закрепленный в вакуумной камере с помощью заднего центра 5 и фланца 6 и приводимый во вращение от реверсивного привода 7, расположенного вне камеры. На внешней поверхности корпуса манипулятора имеются пазы 8, взаимодействующие с упором 9. В манипуляторе на каждой позиции закреплены шпиндели 10, на которых смонтированы зубчатые колеса 11, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом 12. На направляющие 4 манипулятора 3 подвижно установлен опорный диск 13 с подпружиненными цельновыполненными центрами 14 для крепления к шпинделям свариваемых изделий 15. На центральном зубчатом колесе 12 смонтирован фрикционный элемент 16, обеспечивающий величину сопротивления вращению шпинделей, большую момента сопротивления вращению манипулятора.

Устройство работает следующим образом. При открытой вакуумной камере 1 с помощью опорного диска 13, направляющей 4 и подпружиненных цельновыполненных центров 14 устанавливают свариваемые изделия 15. После герметизации камеры и ее вакуумирования наводят сварочный инструмент - электронно-лучевую пушку 2 на свариваемый стык. При вращении вала реверсивного привода 7 в направлении, при котором манипулятор заторможен упором 9, происходит вращение шпинделей 10 и свариваемых изделий 15 с помощью зубчатых колес 11, 12. При этом происходит проскальзывание фрикционного элемента 16 на центральном зубчатом колесе 12.

При изменении направления вращения вала реверсивного привода 7 на обратное манипулятор начинает поворачиваться во фланце 6 и заднем центре 5, при этом упор 9 выходит из зацепления с пазами 8 и начинает проскальзывать по наружной поверхности корпуса манипулятора ввиду меньшего момента сопротивления вращению манипулятора 3 по сравнению с суммарным моментом сопротивления шпинделей 10, определяемым фрикционным элементом 16. Поворот манипулятора 3 производят на угол, больший угла между установочными позициями, а затем очередным изменением направления вращения вала привода 7 производят доворот корпуса манипулятора до очередной позиции, которая определяется при остановке, осуществляемой при взаимодействии упора 90 с очередным пазом 8 манипулятора 3.

Такое конструктивное решение устройства позволяет расширить номенклатуру свариваемых изделий - изделия могут быть без центрального отверстия, и за счет сокращения количества фрикционных элементов упростить конструкцию.

Устройство может быть использовано при электронно-лучевой сварке поворотных стыков цилиндрических изделий в вакууме. При открытой вакуумной камере 1 с помощью опорного диска 13, направляющей 4 и подпружиненных цельновыполненных центров 14 устанавливают свариваемые изделия 15. После герметизации камеры и ее вакуумирования наводят сварочный инструмент - электронно-лучевую пушку 2 на свариваемый стык. При вращении вала реверсивного привода 7 в направлении, при котором манипулятор заторможен упором 9, происходит вращение шпинделей 10 и свариваемых изделий 15 с помощью зубчатых колес 11, 12. При этом происходит проскальзывание фрикционного элемента 16 на центральном зубчатом колесе 12. При изменении направления движения вала реверсивного привода 7 на обратное манипулятор 3 начинает поворачиваться во фланце 6 и заднем центре 5 с помощью фрикционного элемента 16, установленного на центральном зубчатом колесе 12 вместе с поддерживающими центрами 14, выполненными цельными и снабженными пружинами. Устройство позволяет расширить номенклатуру свариваемых изделий, поскольку обеспечивает закрепление изделий, не имеющих центрального отверстия, при этом оно имеет упрощенную конструкцию за счет сокращения количества фрикционных элементов. 2 ил.

Устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий, включающее размещенные в вакуумной камере сварочный инструмент и многопозиционный манипулятор, содержащий на каждой позиции установки свариваемых изделий шпиндели, на которых смонтированы зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом, направляющую, установленный на ней подвижно опорный диск с поддерживающими центрами для закрепления свариваемых изделий, фрикционный элемент, а также упор для фиксации манипулятора на каждой установочной позиции и реверсивный привод для вращения шпинделей и смены позиций манипулятора, отличающееся тем, что фрикционный элемент смонтирован на центральном зубчатом колесе с возможностью получения суммарной величины сопротивления вращению шпинделей больше величины момента сопротивления вращению манипулятора, поддерживающие центры на опорном диске снабжены пружинами и выполнены цельными с обеспечением закрепления изделий без центрального отверстия, а на внешней поверхности корпуса манипулятора выполнены пазы, взаимодействующие с упорами для его фиксации.