Машина для сварки трением Советский патент 1980 года по МПК B23K20/12 

(54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

1

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для сварки трением.

Известна машина для сварки трением с ручным приводом накопления энергии, предназначенная для приварки алюминиевых шпилек к стальным рельсам 1.

Необходимая для сварки энергия накапливается во вра1даюш,емся маховике, который связан с ручным приводом двухступенчатой передачей с переменным передаточным отношением.

После раскручивания маховика машины до 4000 об/мин центробежное устройство включает кулачковую муфту, обеспечиваюш.ую передачу вращения от маховика через кинематическую цепь машины к шпинделю с патроном, в котором зажата привариваемая деталь. Механизм, содержаш,ий две пары цилиндрических зубчатых колес, муфту предельного момента и винтовую пару, преобразует вращательное движение во вращение шпинделя с патроном и в поступательное движение шпинделя в сторону неподвижно закрепленной второй свариваемой детали.

После остановки шпинделя механизм преобразует остатки энергии маховика в работу осадки. Машину крепят специальным механическим приспособлением к рельсу, к которому осуществляется приварка алюминиемых шпилек.

Недостатком данной машины является J сложность механического привода, преобразующего часть энергии вращательного движения в поступательное движение шпинделя.

На данной машине довольно сложно осуществить приварку шпильки к массивной 10 ферромагнитной детали, так как это требует специального зажимного устройства для закрепления машины на плите в процессе сварки, вес которого может превысить вес самой машины.

Известна также машина для сварки трением, содержащая корпус, выполненный в виде статора с катушкой и смонтированный в нем с возможностью осевого перемещения ротора с зажимом для привариваемой детали, а также привод вращения ротора 2.

Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению.

Однако эту машину нельзя использовать в тех случаях, когда отсутствуют электрические источники питания; кроме того при применении ее для приварки шпилек к массивной ферромагнитной детали необходимо использовать всмопогательные устройства для закрепления машины на привариваемой детали.

Для осуществления крепления машины на массивной детали предлагаемая машина снабжена механизмом свободного хода, катушка соединена с выводами обмотки ротора, а зажим для привариваемой детали установлен с возможностью вращения относительно ротора и связан с ним механизмом свободного хода.

На чертеже дана конструктивная схема машины для сварки трением.

Она состоит из корпуса 1, который одновременно является статором униполярного генератора, механической передачи 2, связанной с одной стороны с рукояткой 3, с другой стороны - с зажимом 4 для привариваемой детали 5. Ротор 6 униполярного генератора с обмоткой 7 установлен в корпусе 1 на подшипниках 8, допускаюш,их, кроме врашения, осевое перемещение. Зажим 4 установлен в подшипниках 9, которые передают давление от ротора 6 к зажиму 4, а затем - к детали 5. Зажим 4 связан с ротором 6 через механизм 10 свободного хода, что позволяет раскручивать обе инерцион ные массы, ротор 6 и зажим 4 от одной рукоятки 3. Инерционные массы механической передачи 2 и зажим 4, постоянно связанные между собой, составляют в сумме одну общую инерционную массу, ротор 6 - вторую.

Катушка 11 смонтирована в статоре корпуса I, являюшегося униполярным генератором.

Для того, чтобы магнитный поток, показанный на чертеже штриховой линией, замыкался через ферромагнитную деталь 12, опора 13 подшипника 8 сделана из немагнитного материала. Кнопка KHI предназначена для того, чтобы исключить протекание тока в цепи обмотки 7 ротора и катушки 11 во время разгона.

Работает машина следующим образом.

После закрепления детали 5 в зажиме 4 машина устанавливается на ферромагнитную деталь 12. Рукояткой 3 через механическую передачу 2 раскручивается зажим 4, который через механизм 10 свободного хода передает вращение ротору 6.

После раскручивания рукоятки 3 до определенных оборотов (в машине имеется не указанный центробежный датчик оборотов) нажимает кнопку KHI, так как в магнитопроводе машины всегда имеется небольшой остаточный магнитный поток, от вращения ротора в магнитном поле на концах его обмотки статора возникает ЭДС которая создает ток в катушке 11. В момент замыкания KHI происходит самовозбуждение генератора, т. е. резкое увеличение магнитного потока во всей цепи магнитопровода. Возникший магнитный поток создает притяжение ротора 6 к детали 12, осуществляя при этом необходимое давление для сварки и фиксацию машины на деталь 12.

В начале процесса сварки механизм 10

свободного хода автоматически расцепляется и зажим 4 начинает вращаться- в подшипниках 9 относительно ротора 6. Замедление зажима 4 происходит за счет момента трения в стыке, падение его оборотов идет быстрее, чем ротора 6. Степень замедления

О определяется инерционной массой зажима 4. Она подбирается так, чтобы к моменту остановки зажима 4 стык был достаточно разогрет. Одновременно происходит замедление ротора 6 - электродинамическое торможеj ние. Степень замедления ротора б зависит от магнитного потока в цепи магнитопровода и тока в обмотке 7 ротора. Момент инерции сердечника-ротора подбирается, исходя из условия получения необходимой величины ЭДС на концах обмотки ротора 6 -в течение

0 всего процесса сварки.

После остановки зажима 4 ротор 6 продолжает некоторое время вращаться, вырабатывая определенной величины ЭДС, необходимую для питания электромагнита, создающего проковку.

После остановки ротора 6 сварка закончена.

Предлагаемая машина позволяет осуществлять приварку мелких деталей к крупным ферромагнитным деталям сваркой трением в нестационарных условиях, когда нет каких-либо промышленных источников энергии. Она значительно удобней в эксплуатации по сравнению с подобными машинами, имеющими механические зажимы для крепления на крупной свариваемой детали, и позволяет за счет этого повысить производительность сварочных работ.

Формула изобретения

р Машина для сварки трением, преимущественно шпилек с массивными ферромагнитными деталями, содержащая корпус, выполненный в виде статора с катушкой и смонтированный в нем с возможностью осевого перемещения ротора с зажимом для привариваемой детали, а также привод вращения ротора, отличающаяся тем, что, с целью осуществления крепления машины на массивной детали, машина снабжена механизмом свободного хода, катушка соединена с выводами обмотки ротора, а зажим для привариваемой детали установлен с возможностью вращения относительно ротора и связан с ним механизмом свободного хода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. В 3 R, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 593862, кл. В 23 К 19/02, 1976.