Устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением Советский патент 1976 года по МПК B23K19/02 

1

Изобретение относится к области сварки трением.

Известно устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением, содержащее фиксатор, снабженный подпружиненным пальцем, шпиндель с винтовым пазом и упор, ограничиваюш,ий перемещение подпружиненного пальца по винтовому пазу. Однако при больших моментах инерции рабочего шпинделя энергия удара и фиксатора значительна, что приводит к быстрому разрушению упора и фиксатора.

Цель изобретения - повышение надежности работы конструкции. Это достигается тем, что шпиндель выполнен полым и снабжен установленным в его полости торсионом, один конец которого жестко связан со шпинделем, а на другом конце установлен упор.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим образом.

После окончания процесса нагрева в момент, когда необходимо произвести торможение свариваемых заготовок, дается команда на перемещение поршня 1 в крайнее положение, противоположное указанному на чертеже, после чего упор фиксаторов 2 освобождает фиксатор 3, и массивный жесткий фиксатор 4 начинает вращаться в опорах неподвижного корпуса 5 по стрелке Л с помощью

гидродвигателя (на чертеже не показан). Гфи этом подпружиненный палец 6 утапливается частично в теле массивного жесткого фиксатора 4 и скользит по поверхности вращающегося шпинделя 7 до тех пор, пока ведущая кромка винтового паза шпинделя 8, вращаясь вместе с последним, не минует подпружиненный палец 6, который опускается в БИНТОВОЙ паз а и, взаимодействуя с ведущей кромкой, начинает ускоренный поворот массивного фиксатора 4. Осуществлению ускоренного поворота благоприятствует муфта свободного хода 9, соединяющая фиксатор 4 с валом 10 гидродвигателя.

Амплитуда ускоренного поворота ограничена поворотом фиксатора 11 до упора фиксаторов 2, который в это время располагается по ходу фиксатора 11. Взаимодействие фиксаторов 2 и 11 исключает подскоки, поскольку в любой момент времени существует подпор массивного жесткого фиксатора 4 через муфту 9 со стороны гидродвигателя.

В конце ускоренного поворота подпружиненный палец 6, взаимодействуя с ведущей кромкой 8 винтового паза а, размещает опорную поверхность 12 фиксатора 4 против упора 13, закрепленного на торсионе 14, распоочоженном по оси шпинделя 7. В этот же момент времени фиксатор 4 воздействует на рычаг микровыключателя 15, давая тем самым

команду на отключение приводного электродвигателя. В результате контакт упора 13 и фиксатора 4 происходит всегда при одной и той же скорости, а следовательно, и при одной и той же величине энергии шпинделя в ivoMeHT отключения приводного электродвигателя. Коптакт фиксатора 4 и упора 13, расположенного на торсионе 14, нриводит к закручиванию торсиона, другой конец которого жестко связан со шпинделем 7. Угол закручивания торсиона 14 пропорционален кинетической энергии шпинделя 7 и определяется жесткими ограничителями 16 и 17, представляющими в данном случае концы паза б. Энергоемкость торсиона такова, что угол возможного закручивания шпинделя несколько больше угла, определяемого ограничителями 1G и 17. Благодаря этому всегда происходит контакт упора 13 и ограничителя 17 при расчетной угловой скорости шпинделя, величину которой следует выбирать менее 10 рад/сек. (Это легко осуществить, регулируя установочно первоначальный угол закрутки торсиона, когда упор 13 контактирует с ограничителем 16). В результате происходит мгновенная остановка шпинделя 7 всегда в одном и том же положении относительно неподвижного корпуса 5, а следовательно, и относительно неподвижной заготовки.

Ориентация шпинделя является жесткой, так как происходит одновременное взаимодействие ограничителя 17, упора 13 и фиксатора 4, а момент закрученного торсиона меньре момента трения в стыке при остановке шпинделя.

Возврашение деталей устройства в исходное положение достигается при перемещении поршня 1 в положение, указанное на чертеже. При этом упор фиксаторов 2 освобождает фиксатор 11, и гидродвигатель через муфту свободного хода 9 вращает массивный фиксатор 4 до тех пор, пока не наступит взаимоле/ствие фиксатора 3 с упором фиксаторов 2. Б это время исчезает контакт между массивным фиксатором 4 и упором 13, расположенным на закрученном торсионе 14, благодаря чему торсион раскручивается, пока упор 13 не входит в контакт с ограничителем 16. При этом потенциальная энергия торсиона медленно рассеивается в гидродемпфере 18. Обратный клапан 19 гидродемпфера не препятствует быстрому закручиванию торсиона при осуществлении угловой ориентации, но в то же время замедляет обратное движение упора 13 от ограничителя 17 к ограничителю 16, обеспечивая медленную безударную раскрутку торсиона. Рассеивание потенциальной энергии торсиона осуществляется за счет перетекания жидкости в зазорах между лонаткой 20 и корпусом гидродемпфера 18. Поскольку гидродемпфер вращается вместе со шпинделем 7, происходит эффективная теплоотдача поглощенной энергии.

Таким образом, описываемое устройство обеспечивает прекращение вращения заготовок в конце нроцесса нагрева с угловой ориентацией при нормальном полном контакте упора и фиксатора и минимальных ударных нагрузках при любом моменте инерции шпинделя.

Формула изобретения

Устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением, содержащее фиксатор, снабженный нодпружиненным пальцем, шпиндель с винтовым пазом и упор,

ограничивающий перемещение подпружиненного пальца по винтовому пазу, отличающееся тем, что, с целью новышения надежности работы конструкции, шпиндель выполнен полым и снабжен установленным в его

нолости торсионом, один конец которого жестко связан со шпинделем, а на другом конце установлен упор.

75