Машина для сварки трением Советский патент 1982 года по МПК B23K20/12 

(54) MAUJMHA ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

1

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

Известна машина для сварки трением, выполненная на базе униполярного электродвигателя, в которой магнитный поток статора используется одновременно для создания крутящего момента и осевого усилия, действующих на ротор электродвигателя. Зажимные устройства закреплены на торцах ротора и статора. Машина конструктивно очень проста, имеет небольшие габариты и вес l .

Недостатком данной машины является наличие нескольких обмоток, для питания которых необходим постоянный ток относительно большой величины, что требует, в свою очередь, дополнительного оборудования.

Известна также машина для сварки трением, содержащая связанный с ротором электродвигателя вал, в котором с. возможностью осевого перемещения от упругого элемента смонтирован зажим

для вращающейся детали и привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, в которой для вращения детали используется электродвигатель, а в качестве привода, аккумулирующего энергию в упругом элементе, впоследствии расходуемую на создание осевого усилия в стыке, используется электромагнит 2j,

Наличие двух приводов, питающихся от электросети, требует существенных электрических затрат, а также усложняет конструкцию машины.

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение энергетических затрат путем выполнения машины на базе элект родвигателя.

Цель достигается тем, что привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, выполнен в виде винтовой передачи, посредством которой ротор, связанный с упругим элементом, имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно вала.

На чертеже показана конструктивная схема предлагаемой машины для сварки трением.

Машина выполнена на базе асинхронного электродвигателя, который выбирается с пусковым моментом в несколько раз (в 3-4) большим момента трение и сотоит из статора 1, обмотки 2 статора, короткозамки о о ротора 3, установленного на валу 4 с возможностьювинтового перемещения .

Для передачи осевого усилия от ротора 3 к зажиму 5 для вращающейся детали, имеющему возможность осевого перемещения относительно вала 4, установлены упорный подшипник 6, вилка .7 продетая сквозь паз в валу 4, и упругий элемент 8, выполненный в виде пакета тарельчатых пружин.

Вал 4 смонтирован в статоре 1 на подшипниках 9. Зажим 1О для неподвижной детали установлен на штангах, за. крепленных в статоре.

Необходимый момент инерции вала 4 достигается установкой сменных инерционных масс 1J..

Для ограничения перемещения ротора 3 в оревом направлении на валу 4 смонтированы упоры 12 и 13.

Пружина 14 служит для возврата вилки 7 с зажимом 5 в исходную позицию после сварки.

Машина работает следующим образом

После установки деталей в зажимах 5 и 10 подается питание на обмотку 2 статора 1. При этом на ротор 3 действует пусковой момент электродвигателя Ротор 3, поворачиваясь,, перемещается по резьбе влево относительно вала и передает усилие через упорный подшипник 6 и вилку 7 упругому элементу 8, который, сжимаясь, аккумулирует энергию. После достижения номинальных оборотов.обмотка 2 отключается и происходит инерционный цикл сварки, при котором осевое усилие создается при помощи разжимающегося упругого элемента 8. Во время торможения вала 4 (на вал действует момент трения в стыке) на ротор 3 действует момент от инерционных сил, направленный в ту же сторону, что и пусковой момент при разгоне вала 4, поэтому ротор остается замкнут: на упор 13.

Величина действующего момента инер. ционных сил равна произведению вели.чины момента инерции ротора 3 на ветчину ускорения замедления вала 4.

Величина ускорения замодденпя, в свою очередь, прямо пропорциональна моменту трения в стыке и обратно пропорциональна общему моменту инерции

вращающихся acтeй.

В данной машине происходит не чисто инерционный цикл сварки, так как тепловыделение в стыке начинается сразу же во время разгона вала 4 с ротором 3.

Но поскольку время разгона незначительно (около 1 - 1,5 с) по сравнению с общим временем сварки (4 - 5 с), в Основном процесс нагрева происходит по инерционному циклу после отключения обмотки 2 статора 1 при торможении вала 4 с ротором 3.

При переходе на сварку заготовок другого диаметра необходимо только сменить комплект, тарельчатых пружин

упругого элемента 8. Усилие на сжатие утпругого элемента при этом не должно превышать усилие, развиваемое винтовой парой при перемещении ротора 3. Возврат ротора 3 в исходное положение

производится при кратковременном включении обратного хода электродвигателя. Варьируя скоростью электродвигателя, инерционными массами, устанавливаемыми на вал, величиной напряжения,

подаваемого на обмотку статора, можно всегда подобрать оптимальный сварочный цикл.

В некоторых случаях, когда необходимо иметь минимальный момент инерции вращающихся частей, например при сварке деталей минимального диаметра, можно дополни тельные инерционные массы не устанавливать, а необходимую задержку времени для сжатия упругого элемента осуществить за счет установки тормоза для вала, который в момент пуска электродвигателя некоторое время находится во включенном состоянии.

Предлагаемое техническое решение позволяет значительно упроСтить конструкг 1шю машины для сварки трением. Появ- пяется возможность сделать эту машину lia базе широко распространенных асин- фонных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отсутствие в машине индивидуального питающегося от электросети привода осевого давления, предГназначенного для нагрева стыка при сварке, снижает энергетические затрать на сварку.

Наиболее целесообразно применение подобных конструкций для сварки заготовок небольших сечений, диаметром 5 15 мм, т. е. там, где максимальное осевое усилие не превышает 1,5 -2т.

Форм.ула изобретения

Машина для сварки трением, содержащая связанный с ротором электродвигателя вал, в котором с возможностью осевого перемещения от упругого элемента смонтирован зажим для вращающейся детали и привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, отличаюш а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения энергетических затрат путей выполнения машины на 9 W 7 / 6

базе электродвигателя, привод, аккумулирующий энергию в упругом элементе, выполнен в виде винтовой передачи, посредством которой ротор, связанный с упругим элементом, имеет возможность ограниченного осевого перемещения отнсхтельно вала.

Источники информации, i принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 742О8О, кл. В 23 К 19/О2, 04.05.78 (прототип). J 2 2