Машина для сварки трением Советский патент 1990 года по МПК B23K20/12 

1

Изобретение относится к оборудова

нию для сварки трением, а именно к машинам для одновременного соединения трех деталей под действием общег привода осевого сжатия.

Цель изобретения - упрощение конструкции машины для сварки трением.

На чертеже изображена схема машины для сварки трением.

Машина для сварки трением имеет основание 1, на котором жестко смонтированы стойки 2 и неподвижная ко- :лонна 3. На направляющих основания 1 с возможностью перемещения от цилиндра 4 привода осевого сжатия установлены подвижная крайняя колонна 5 и подвижная средняя колонна 6, Колонны 3.и 5 имеют автономные приводы 7 и 8

По команде на нагрев гидрораспрепостоянного тока свариваемых 20 Делитель 17 устанавливается в соепнйю

ГТЛТЯГТой TJ TTT TTTJtlrrr tl Q -rw 1Г1.тпт.f, n.

деталей и цилиндры 9 и 10, штоки которых связаны с подвижной средней колонной,6. Штоковые полости цилиндров 9 и 10 сообщены с атмосферой, а поршневые полости по гидролиниям 11 и 12 соединены с входами сумматора 13 потока, выход которого сообщен со. сливной магистралью 14. К гидролиниям 11 и 12 подключены задающие гидроцилиндры 15 и 16 с подпружиненными поршнями и гидрораспределитель 17, входы которого сообщены с напорной гидролинией 18 и сливной гидролинией 14. Шток задающего гидроцилиндра 15 соединен с корпусом потенциометра 19. поворотного типа, на ползуне которого закреплена шестерня 20. На штоке задающего гидроцилиндра 16 смонтирована зубчатая рейка 21, взаимодействующая с шестерней 20 ползуна потенциометра 19. В случае использования в качестве задатчика скорости приводов 7 и 8 вращения потенциом етра линейного перемещения его корпус кре-. пится к П1ТОКУ гидроцилиндра 15, а ползун - к штоку гидроцилнндра 16. В зажиме подвижной средней колонны 6 закреплена i невращающаяся деталь 22 На колонне 3 закреплена свариваемая деталь 23, связанная с приводом 7 вращения, а на колонне 5 закреплена свариваемая деталь 24, связанная с приводом 8 вращения.

Кашина для сварки трением работает в следующей последовательности.

В исходном положении колонны разведены и между деталью 22 и деталями 23 и 24 имеется некоторый зазор.

25

30

35

40

45

50

55

позицию, приводятся во вращение приводы 7 и 8 вращающихся деталей 23 и 24 и соединяемые детали сдавливаются приводным цилиндром 4.

За счет укорачивания свариваемых деталей в процессе нагрева 1срлонны 5 и 6 продолжают перемещаться, в связи с чем левый стык будет испытывать усилие осевого сжатия больше, чем правый стык на величину силы трения подвижной средней колонны 6, о направляющие основания 1.

Из-за различной интенсивности разогрева стыков, связанной с различ- ным усилием осевого сжатия деталей 22 и 24, 22 и 23, а также из-за возможной разнородности свариваемых деталей и чистоты их соединяемых поверхностей величина осадки стыков может быть различной. Особенно ощутим будет этот эффект при сварке деталей больших сечений, когда продолжительность фазы нагрева составляет 60-80 с.

Для обеспечения равенства величин осадки обоих свариваемых стыков при нагреве их полостей цилиндров 9 и 10 рабочая жидкость по гидролиниям 11 и 12 поступает к входам сумматора 13 потока. При данной связи цилиндров 9 и 10 с колоннами 3, 5 и 6 потоки в гидролиниях 11 и 12 будут пропорциональны скоростям осадки деталей. Сум- матор 13 потока настраивается таким образом, чтобы его входы принимали равные потоки (сама же величина потока может быть переменной), поэтому если поток на кдком-либо входе сум- станет больше, чем на втооом

По команде на сведение свариваемых деталей гидрораспределитель 17 занимает правую позицию и полости гидроцилиндров 9 и 10 сообщаются со сливной гидролинией 14, а цилиндр 4 привода осевого сжатия начинает перемещать колонну 5. После соприкосновения деталей 22 и 24 под действием усилия цилиндра 4 придет в движение средняя колонна 6. Перемещние колонн прекратится после соприкосновения деталей 22 и 23. При сведении свариваемых деталей штоки цилиндров 9 и Ю поочередно втягиваются, а рабочая жидкость из их полостей через гидрораспределитель 17 поступает в сливную гидролинию 14.

По команде на нагрев гидрораспреДелитель 17 устанавливается в соепнйю

20 Делитель 17 устанавливается в соепнйю

f, n.

5

0

5

0

5

0

5

позицию, приводятся во вращение приводы 7 и 8 вращающихся деталей 23 и 24 и соединяемые детали сдавливаются приводным цилиндром 4.

За счет укорачивания свариваемых деталей в процессе нагрева 1срлонны 5 и 6 продолжают перемещаться, в связи с чем левый стык будет испытывать усилие осевого сжатия больше, чем правый стык на величину силы трения подвижной средней колонны 6, о направляющие основания 1.

Из-за различной интенсивности разогрева стыков, связанной с различ- ным усилием осевого сжатия деталей 22 и 24, 22 и 23, а также из-за возможной разнородности свариваемых деталей и чистоты их соединяемых поверхностей величина осадки стыков может быть различной. Особенно ощутим будет этот эффект при сварке деталей больших сечений, когда продолжительность фазы нагрева составляет 60-80 с.

Для обеспечения равенства величин осадки обоих свариваемых стыков при нагреве их полостей цилиндров 9 и 10 рабочая жидкость по гидролиниям 11 и 12 поступает к входам сумматора 13 потока. При данной связи цилиндров 9 и 10 с колоннами 3, 5 и 6 потоки в гидролиниях 11 и 12 будут пропорциональны скоростям осадки деталей. Сум- матор 13 потока настраивается таким образом, чтобы его входы принимали равные потоки (сама же величина потока может быть переменной), поэтому если поток на кдком-либо входе сум- станет больше, чем на втооом

5

входе, то на входе, где поток боль давление жидкости увеличится.

Таким образом, если-скорость оски левого стыка больше, чем правого т.е. взаимоукорачивание деталей 22 24 происходит быстрее, чем деталей 22 и 23, то поток в гидролинии 12 будет больше, чем в гидролинии П Поскольку гидролинии 11 и 12 подключены к входам сумматора 13 потока, то давление жидкости в магистрали 1 увеличится и вызовет перемещение задащего гидроцилиндра 16 со скоростью пропорциональной разности потоков в магистралях 12 и 11, т.е. величина перемещения гйдроцилиндра 16 в кажд момент времени будет пропорциональн разности перемещений цилиндров 10 и а следовательно, и разности осадки стыков. При этом от сумматора 13 в сливную магистраль 14 поступает пот равный удвоенному значению потока в гидролинии 11. При выдвижении штока с рейкой 21 гйдроцилиндра 16 щестерн 20 потенциометра 19 поворачивается п часовой стрелке.

Изменение сопротивления потенциометра, 19 через тиристорный привод (не показан) обеспечивает плавное уменьшение скорости вращения детали 24 до установления равной величины осадки в обоих стыках.

Be время уменьшения скорости вращения детали 24 возрастает скорость осадки правого стыка относительно левого стыка и увеличивается поток жидкости в гидролинии 11, Тогда во второй вход сумматора 13 потока в гидролинию 12 сможет поступить поток не только от цилиндра 10, но и из гидроцилиндра 16, который вытесняется под действием его пружины. тидроцилиндра 16 втянется и возврати шестерню 20 потенциометра 19 в исходное положение против часовой стрелки увеличивая скорость вращения детали 24 до скорости вращения детали 23.

При достижении равных величин осадки стыков потоки в гидролиниях 11 и

12 уравняются и полностью будут про- пуп1ены сумматором 13 потока в сливную магистраль 14.

Если по каким-либо причинам увеличится скорость осадки правого стыка, то увеличится поток и давление в гидролинии 11 по сравнению с гидро- лииией 12 и начнет выдвигаться шток

10

20

,

, 25

П

5

задающего гидроцилиндра 15 относительно цилиндра 16.

Перемещение корпуса потенциометра 19 относительно-неподвижной теперь рейки 21 вызовет поворот шестерни 20 против часовой стрелки и уменьшение скорости вращения привода 7 и детали 23 до установления равной величины осадки стыков.

Применяя описанную схему регулирования скорости вращения свариваемых деталей, целесообразно выбрать диаметры цилиндров 9 и 10 больше, J5 чем диаметры цилиндров 15 и 16, которые в этом случае будут масштабировать разность перемещений цилиндров 9 и .10 с коэффициентом, равным отношению площадей дополнительных щшиндров 9 и 10 и задающих гидроцилиндров 15 и 16, что повысит точность автоматической системы н ее быстродействие.

Учитывая, что в предложенном при- ьоде к гидролиниям подключены только одни полости цилиндров 9, 10, 15 и 16, конструкция сварочной машины может быть несколько упрощена заменой этих цилиндров на сильфоны.

Кроме того, поскольку зубчатое за- 30 цепление между шестерней 20 и рейкой 21 является практически несиловым, для повышения стабильности работь; следящего привода целесообразно ::- пользование люфтовыборной шестерни 20.

После завершения сварки -.дрорас- пределитель 17 зашпает левую позицию, сообщая полости цилиндров 9 и 10 с напорной магистраг1ью 18 низкого давления, и разжимается деталь 23. После чего колонны 5 и 6 приводным пи- линдром .( отводятся влево до заданно- го положения сро,чкей колонны 6. При этом полость 41ил1 ндра 9 пополняется из магистрали 18. Затем разжимается деталь 24 и дополнительно цилиндром 4 отводится влево колонна 5, а полость цилиндра 10 пополняется из магистрали 18.

35

40

СП

5

Сваренное изделие снимается со средней колонны 6.

Таким образом, привод описанной машины для сварки трением представляет собой автоматическую систему регулирования скорости вращения свариваемых деталей и обеспечивает равенство величин осадки стыков изделий, к которым предъявляется требо- мние симметрии. При этом привод

имеет один- потенциометр,что упрощает его конструкцию.

Форму

л а

изобретени

Машина для сварки трением одновременно трех деталей, содержащая подвижную и неподвижную крайние колонны с автономными приводами вращения )о свариваемых деталей, подвижную среднюю колонну с зажимом, дпя невращающейся свариваемой детали, гидроцилиндры, связывающие среднюю колонну с крайними колоннами, сумматор по то- .fj

ка, входы которого соединены с этими гидроцилиндрами, а выход сообщен со сливной магистралью, задающие гидроцилиндры, подключенные к входам сумматора потока, и задатчик скорости вращения в виде потен циометра, ползун которого связан с одним из задающих гидроцилиндров, отличающая- с я тем, что, с целью упрощения конструкции, задающие гидроцилиндры установлены параллельно и их штоки направлены в одну сторону, а корпус потенциометра закреплен на втором задающем гидроцилиндре.

Изобретение относится к оборудованию для сварки трением, а именно к машинам для одновременного соединения трех деталей под действием общего привода осевого сжатия. Цель изобретения - упрощение конструкции машины. Задающие гидроцилиндры 15 и 16 установлены параллельно и их штоки направлены в одну сторону, а корпус потенциометра 19 закреплен на штоке задающего гидроцилиндра 15. При нагреве свариваемых деталей 22-24 за счет их взаимного укорочения колонны 3, 5 и 6 сближаются друг с другом и жидкость из цилиндров 9 и 10 поступает к сумматору потока 13. По различным причинам величины осадки левого и правого стыков могут отличаться. Если в левом стыке скорость осадки будет больше, то увеличится давление в гидролинии 12 и придет в движение задающий гидроцилиндр 16, который, взаимодействуя с потенциометром, уменьшит частоту вращения привода 8 и детали 24 до установления равной величины осадки в обоих стыках. Как только величины осадки сравняются потоки и давления в гидролиниях 11 и 12 уравняются, шток гидроцилиндра 16 возвратится в исходное положение. Использование одного потенциометра для регулирования скоростей вращения приводов упрощает конструкцию и техническое обслуживание сварочной машины. 1 ил.