Малогабаритное переносное устройство для сварки трением Советский патент 1983 года по МПК B23K20/12 

13

,, vfsa

(Л

о:

о: Изобретение относится к сварке трением, а именно к оборудованию для сварки трением. Известна машина для сварки трением содержащая шпиндель с зажимным устройством, связанный с приводом вращения посредством механической передачи, магнитный привод осевого давления с магнитопроводом. Для ее работы не требуется промышленный источник, энергии 1. Недостаток машины заключается в сложности конструкции и низком КПД из-за необходимости преобразования механической энергии в электрическую, а затем опять в механическое перемещение. Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение КПД расширение технологических возможностей путем увеличения размера сечения привариваемой де тали. Цель достигается тем, что в малогабаритном переносном устройстве для сварки трением, содержащем шпиндель с зажимным устройством, связанный с приводом вращения посредством механической передачи, магнитный привод осевого давления с магнитопроводом, привод осевого давления выполнен в виде постоянного магнита жестко связанного с корпусом зажимного устройства, а корпус магнитопровода, выполненный в виде скобы, сна0жен шунтом, установленным с возможностью поворота относительно него на 90° Устройство получается проще конструктивно, так как в нем отсутствуют обмотка ротора, токоподводы с коллекторами, катушка электромагнита, и имеет более высокий КПД за счет того, что не нужно преобразовывать механическую энергию в электрическую, а затем опять в поступательное механическое перемещение, так как привод вращения и привод давления конструктивно не объединены, то удается вручную запасти большее количество энергии, а следовательно, приварить деталь, имеющую большее сечение, т. е. расширяются технологические возможности машины. На фиг. 1 показана конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из корпуса магнитопровода 1, выполненного из ферромагнитного материала и жестко с ним соединенного алюминиевого корпуса 2. В корпусе 2 смонтирована механическая шестеренчатая передача 3, на валу 4 которой установлена пружина 5, снабженная стопором 6. Вращение от пружины 5 на вал 4 передается через маховичок 7 и обгонную муфту 8 (храповик с собачкой). На подшипниках 9 смонтирован шпиндель 10, несущий цангу 11 с корпусом 12. Корпус 12 установлен с возможностью осевого перемещения относительно шпинделя 10 и жестко связан с постоянным магнитом 13 (постоянный магнит не обязательно должен быть смонтирован на шпинделе, он может быть установлен на любом участке магнитопровода). Конец цанги 11 соединен со шпинделем 10 через предварительно сжатую пружину 14. Шунт 15 с направляющим кольцом служит для перераспределения магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом 13, и смонтирован в подшипниках 16 с возможностью поворота на 90°. На чертеже шунт 15 установлен в позиции, когда магнитный поток зашунтирован (проходит по линии I) и давление в сварочном стыке практически отсутствует. При повороте шунта 15 с помощью рычага (не показан) на 90° магнитный поток проходит по линии II и магнит 13, притягиваясь к ферромагнитной детали 17, создает давление в сварочном стыке. Кроме того, устройство оказывается зафиксированным на детали 17. Привариваемая деталь - шпилька обозначена позицией 18. Устройство работает следующим образом. Сварщик рукой нажимает на конец цанги 11. При этом сжимается пружина 14. Цанга 11 разжимается и в нее устанавливается шпилька 18. При снятии усилия с конца цанги шпилька 18 зажимается. Затем при помощи рычага взводится пружина 5, которая ставится на стопор 6. Устройство устанавливается на позицию сварки. Убирается стопор 6, который освобождает пружину 5. Последняя через механическую передачу раскручивает шпиндель 10 с магнитом 13. При ДОСТИЖ-с :ИИ DJOHHделем 10 максимальных оборотов шунт 15 при помощи рычага поворачивают на 90°. Магнитный поток, проходя по пути II, притягивает магнит 13 к детали 17. При этом создается давление в сварочном стыке. В процессе осадки магнит 13 вместе с корпусом 12 и цангой 11 перемещается вниз, преодолевая усилие пружины 14. Происходит инерционный цикл сварки. После остановки шпинделя и проковки шунт 15 поворачивают в исходную позицию. Нажимают рукой на конец цанги 11. Перемещают корпус 12 вверх. При этом шпилька 18 освобождается. Устройство убирается с позиции сварки. В настоящее время разработан технический проект устройства для сварки трением шпилек диаметром до 15 мм. Основные конструктивные данные устройства следующие: диаметр оксидно-бариевого магнита Ф150 мм; усилие, разв иваемое при нулевом рабочем зазоре, равно 1500 кгс; усилие при зазоре, равном 7 мм (величина осадки при сварке), составляет 300 кгс; жесткость кручения пружины 14 С 10 нм/рад;при повороте маховичка 7 при помощи рычага на десять оборотов запасается энергия Е где - угол поворота, при ср 2х-10 Е 18000 Дж, с учетом потерь на трение в подшипниках, полезная энергия составит не менее 10000 Дж; мощность в процессе сварки составит не менее 2000 Вт, что достаточно для сварки шпилек сечением 200 мм2; приведенный момент инерции шпинделя t) 25 максимальные обороты шпинделя, раскрученного при помощи пружины, составят не менее 300 1/с.

Мащина позволит осуществить приварку мелких деталей к крупным ферромагнитным деталям сваркой трением в нестационарных условиях, когда отсутствуют какиелибо промышленные источники энергии. Она обладает более широкими технологически 1«и возможностями по сравнению с известной, так как позволяет осуществлять сварку деталей большего сечения.

Изобретение может использоваться в строительстве (в качестве шпилечника) на железнодорожном транспорте для приварки алюминиевых токоотводов к рельсам.

МАЛОГАБАРИТНОЕ ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ преимущественно шпилек с массивными ферромагнитными деталями, содержащее; шпиндель с зажимным устройством, связанный с приводом вращения посредством механической передачи, магнитный привод осевого давления с магнитопроводом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения КПД, привод осевого давления выполнен в виде постоянного магнита, жестло связанного с корпусом зажимного устройства, а корпус магнитопровода, выполненный в виде скобы, снабжен шунтом, установленным с возможностью поворота относительно него на 90°.