Устройство для регулирования давления при сварке трением Советский патент 1987 года по МПК B23K20/12 

113

Изобретение относится к гидрооборудованию машин для сварки трением.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и улучшение качества сварного соединения,

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для регулирования давления при сварке трениемj на фиг.2 - график изменения давления осевого сжатия свариваемых заготовок на котором по оси абсцисс отложено время с момента соприкосновения свариваемых заготовок, а по оси ординат - давление осевого сжатия соединяемых заготовок.

Устройство для регулирования давения при сварке трением содержит цииндр 1 привода осевого сжатия, што- овая полость которого соединена с 20 гидрораспределителем 2 реверса, подключенным к напорной магистрали 3 и сливной магистрали 4, а поршневая полость соединена с одним из выходов гидрораспределителя 5 переключения 25 давления. Один из входов гидрораспределителя 5 переключения давления линией 6 ;ообщен со штоковой полостью мультипликатора 7, поршневая полость которого линией 8 сообщена с одним ЗО из выходов двухстороннего гидрозамка 9, Двусторонний гидрозамок 9 имеет левый и правый обратные клапаны, управляемые поршнем 10, Входы гидрозамка 9 линиями 11 и 12 сообщены с j.j выходами гидрораспределителя 13 управления мультипликатором, входы которого подключены к напорной магистрали 3 и сливной магистрали 4; В линии 12 установлен управляемый обрат- /JQ ный гидроклапан 14. А линия 11 подключена к линии 15 управления гидро- управляемого золотника 16 и через линию 17 - к второму входу гидрораспределителя 5, второй выход которого 45 соединен с вторым выходом гидрозамка 9, Линия 18 управления управляемого обратного гидроклапана 14 соединена с золотником 16, подключенным к напорной и сливной магистралям. Q

Устройство работает следующим образом.

После завершения вспомогательных операций, связанных с загрузкой свариваемых заготовок, подается команда на их сведение, Для этого гидрорасп- ределитель 13 управления мультипликатором занимает правую позицию,гидрораспределитель 5 - левую позицию.

0 5 О .j Q 5 Q

гидрораспределитель 2 - позицию,изображенную на фиг.1, а поскольку линия 15 управления при этом через гидрораспределитель 13 сообщается со сливной магистралью 4, то гидроуправ- ляемый золотник 16 под действием своей пружины также занимает позицию изображенную на фиг.1. При этом линия 18 управления управляемого обратного гидроклапана 14 через золотник 16 сообщается с напорной магистралью 3, что вызывает принудительное открытие обратного.гидроклапана 14.

Рабочая жидкость из напорной магистрали 3 через гидрораспределитель 13, открытый обратный гидроклапан 14, далее по линии 12, открывая правый обратный клапан гидрозамка 9, через гидрораспределитель 5 подается в {поршневую полость цилиндра 1 привода осевого сжатия, который перемещает одну из заготовок. При этом из штоковой полости цилиндра 1 масло через гидрораспределитель 2 реверса вытесняется в сливную магистраль 4.

Давление в поршневой полости цилиндра 1 во время сведения заготовок определяется в основном трением в подвижных парах машины и составляет 2-3 МПа, Под действием этого давления поршень 10 двустороннего 1 идро- замка 9 перемещается влево и открывает левый обратный клапан гидрозамка, сообщая поршневую полость мультипликатора 7 через линии 8 и 11 и гидрораспределитель 13 со сливной полостью. Одновременно через гидрораспределитель 5 по линии 6 жидкость подается в штоковую полость мультипликатора 7. Таким образом, завершение цикла сведения свариваемых заготовок обеспечивает крайнее левое (исходное) положение поршня мультипликатора 7 перед нагревом.

При соприкосновении соединяемых заготовок подается команда на их нагрев ,

Для этого гидрораспределитель 2 продолжает занимать позицию, изображенную на фиг,1, гидрораспределитель 5 переключается и занимает правую позицию, а гидрораспределитель 13 - левую позицию, дифференциально подключая мультипликатор 7. Поскольку линия 15 управления золотника 16 теперь через гидрораспределитель 13 сообщается с напорной магистралью 3, то золотник 16 занимает правую по

.

313

зицию. При этом линия 18 управления гидроклапана 14 через золотник 16 сообщается со сливом и гидроклапан 14 начинает работать в режиме обратного гидроклапана.

Рабочая жидкость из напорной магистрали 3 через гидрораспределитель 13 поступает в линию 11 (линия 12 отсечена обратным гидроклапаном 14), откуда через линию 17 и гидрораспределитель 5 - в поршневую полость цилиндра 1 привода осевого сжатия . Из линии 11, открывая левый обратный клапан гидрозамка 9 и смещая вправо поршень 10, по линии 8 масло поступает также в поршневую полость мультипликатора 7, Во время перемещения поршня мультипликатора 7 вправо в линии 11, а следовательно, и в цилиндре 1, давление нарастает незна чительно. Жидкость под мультиплицированным давлением из штоковой полости мультипликатора 7 через гидрораспределитель 5 и принудительно откры- тый поршнем 10 правый обратный клапан гидрозамка 9 поступает в линию 12. Хотя линии 11 и 12 сообщены между собой гидрораспределителем 13, однако между ними устанавливается неко торый перепад давления из-за потерь напора по длине трубопровода и местных потерь в гидрораспределителе 13 и гидроклапане 14. Таким образом, за счет кгультипликации давление в линии 12 становится несколько боль)ле, чем в линий 11. Этот перепад давления вызывает перемещение поршня 10 влево и снятие принудительного открытия правого обратного клапана гидрозам- ка 9. Если перепад давления между линиями 11 и 12 недостаточный для перемещения поршня 10, в линии 12 может дополнительно устанавливаться дроссель. Как только закроется пра- вый обратный клапан гидрозамка 9, штоковая полость мультипликатора 7 запирается и дальнейшее перемещение его поршня прекращается. Но остановка поршня мультипликатора вызывает резкое нарастание давления в линии 11 и цилиндре 1 от давления, при котором происходит сведение свариваемых заготовок, до некоторого давления PJ . Давление же в линии 12 не нарастает, поскольку она отсечена от линии 11 гидроклапаном 14, а от линии 6. - гидрозамком 9. Одновременно за счет мультипликации нарастет дав

fO

15

20

016

5

- .., -о „

35

134

ление и в штоковой полости мультипликатора 7, что увеличивает усилие прижатия к седлу правого обратного клапана гидрозамка 9. Но усилие, действующее на поршень 10 слева, обусловленное давлением Р превосходит усилие, действугацее на поршень справа, обусловленное давлением в линии 12 и усилием прижатия к седлу правого обратного клапана гидрозамка 9, Таким образом, при достижении в линии 11 давления Р поршень 10 перемещается вправо и опять открывает правый обратный клапан гидрозамка 9. Открытие правого обратного клапана гидрозамка 9 обеспечивает перемещение поршня мульт1-шликатора 7 на малую величину вправо, В зтот период дальнейшее нарастание давления в линии 11, а следовательно, и в полости Ц1-1линдра 1 привода осевого сжатия, почти прекращается за счет поступления расхода насоса (не показан) в полость мультипликатора. На поддержку в этот период давления нагрева на заданном уровне значительное влияние оказывает длина и упругость трубопровода.

Перемещение поршня мультипликатора и поддержание давления Р происходит до тех пор, пока давление в линии 12 не превосходит давление в линии 11, Этот перепад давления вызывает перемещение поршня 10 влево и закрытие правого обратного клапана гидрозамка 9. При этом щтоковая полость мультипликатора 7 запирается и дальнейшее перемещение его поршня прекращается. Но остановка поршня мультипликатора 7 вызывает резкое нарастание давления в линии Ii и цилиндре 1 от давления Р, до некоторого давления Р. Давление же в линии 12 не нарастает, поскольку она отсечена от линии 11 гидроклапаном 14, а от линии б - гидрозамком 9, Но усилие, действующее на поршень 10 слева, обусловленное давлением Р, превосходит усилие, действующее на поршень справа, обусловленное давлением в линии 12 и усилием прижатия к седлу правого обратного клапана гидрозамка 9.Таким образом, при достижении в линии 11 давления Рг, поршень 10 перемещается вправо и опять открывает правый обратный клапан гидрозамка 9.

Открытие правого обратного клапана гидрозамка 9 обеспечивает даль-

513

нейшее перемещение поршня нуль-. типликатора 7 на малую величину вправо и прекращение нараста-- ния давления в цилиндре осевого сжатия.

Процесс дальнейшего ступенчатого нарастания давления нагрева происхо- дит в последовательности аналогичной описанной,

Верхний предел давления нагрева может быть задан реле давления, установленным в линии 11, либо реле времени, которые подают команду на про- кову-сжатие свариваемых заготовок максимальным давлением.

При подаче команды на проковку гидрораспределители 2 и 13 продолжают занимать левые позиции, золотник 16 сообщает линию 18 управления со сливом и гидроклапан 14 продолжает работать в режиме обратного гидроклапана, а гидрораспределитель 5 переключения давления занимает среднюю позицию .

Рабочая жидкость из напорной магистрали 3 через гидрораспределителъ 13 по 1инии 11 (линия 12 от сечена обратным гидроклапаном 14), открывая левый обратный клапан гидрозамка 9, через линию 8 поступает в поршневую полость мультипликатора 7. Из штоко- вой полости мультипликатора по линии 6 через гидрораспределитель 5 под мультиплицированным давлением маспо поступает в поршневую полость цилиндра 1 привода осевого сжатия, обеспечивая резкое нарастание давления от максимального давления нагрева до Р„. - давления проковки,

После завершения сварочного цикла поступает команда на отвод в исходные левые положения цилиндра 1 и мультипликатора 7,

Для этого гидрораспредепителя 2,5 и 13 занимают правые позиции и давлением через золотник 16 принудительно открывается управляемый обратный гидроклапан 14,

Масло из напорной магистрали 3 через гидрораспределитель 2 реверса поступает в штоковую полость цилиндра 1 , из поршневой полости которого через гидрораспределитель 5, линии 17 и 11 и гидрораспределитель 13 мае ло вытесняется в сливную магистраль |4, Одновременно из напорной магистрали 3 через гидрораспределитель 13, открытый обратный гидроклапан 14 по

0

г

5

Q р

г

д 5

5

линии 12, открывая правый клапан гидрозамка 9 и смещая его поршень влево, рабочая жидкость через гидрораспределитель 5 по линии 6 поступает в щтоковую полость мультипликатора 7, из поршневой полости которого масло по линии 8 через принудительно открытый поршнем 10 левый обратньй клапан гидрозамка 9 и по линии 11 через гидрораспределитель 13 управления мультипликатором вытесняется в сливную магистраль 4,

Таким образом, из работы устройства для регулирования давления при , сварке трением видно, что цикл нагрева представляет собой переходной процесс многократно повторяющейся релейной функции, обеспечивая без применения задающего программного устройства либо вмешательство оператора машины, стабильное ступенчатое нарастание давления, что повьшзает надежность устройства и расширяет его технологические возможности. Ступенчатое нарастание давления нагрева при ограниченном числе элементов гидропривода повышает экономичность машины и улучшает качество сварного соединения,

Формула из обретения

Устройство для регулирования давления при сварке трением, содержащее цилиндр осевого сжатия, штоковая полость которого соединена с гидрораспределителем реверса, подключенным к напорной и сливной магистралям, а поршневая полость соединена с одним из выходов гидрораспределителя переключения давления, и регулятор давления, отличающееся тем, что, с целью повьшгения надежности устройства и улучшения качества сварного соединения, регулятор давления снабжен мультипликатором, штоковая полость которого соединена с одним из входов гидрораспределителя переключения давления, двусторонним гидрозамком, один выход которого сообщен с поршневой полостью мультипликатора, другой выход сообщен с вторым выходом гидрораспредё лителя переключения давления, а один из входов - с вторым входом гидрораспредепителя переключения давления, двухпозиционным гидрораспределителем управления мультипликатором, входы которого сообщены с напорной и сливной магистралями, а выходы - с входами двустороннего гидрозамка, при этом одна из его позиций сообщает оба входа двустороннего гидрозамка с напорной магистралью, управляемым обратным гидроклапаном, установленным в линии, сообщающейся со штоковой полостью мультипликатора между гидрораспределителем управления мультипликатором и двусторонним гидрозамком, гидро

управляемым золотником управления обратным гидроклапаном, линия управления которого подключена к линии, сообщающейся с порщневой полостью мультиплика- ора между гидрораспределителем управления мультипликатором и двусторонним гидрозамком, при этом линия управления обратного гидроклапана соединена с гидроуправляемым золотником, подключенным к напорной и сливной магистралям.

Иэобретенне относится к гидрооборудованию, машин для сварки трением. Изобретение обеспечивает ступенчатое нарастание давления в цилинд- .ре 1 привода осевого сжатия свари- ваемых деталей без применения задающего устройства или вмешательства оператора. Для этого мультипликатор 7 дифференциально подключается к гидрораспределителю 13, а между ними устанавливается двусторонний гидрозамок 9 и управляемый обратный гидроклапан 14. При этом поршень мультипликатора 7 перемещается прерывисто за счет периодического запирания двусторонним гидроза1 1ком 9 линии 6 и попеременного нарастания давления в линиях 11 и 12. Ступенчатое нарастание давления в линии 11 через гидрораспределитель 5 передается в поршневую полость цилиндра 1 привода осевого сжатия. Проковка осу ществляется за счет мультипликации мультипликатором 7 давления насоса до давления проковки. 2 ил. . i (Л САЭ О ОО

Редактор И.Рогулич

Составитель Э.Ветрова Техред Н.Глущенко

Заказ 1183/15 Тираж 976Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг. 2

Корректор Л.Патаи