Устройство для сварки вибротрением

Устройство для сварки вибротрением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иф 000200

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.06.81 (21) 3298689/25-27

РЦМ К з

В 23 К 20/12 с присоединением заявки №

Государственный комнтет

СССР по делам изооретеинй н открытий (23) Приоритет Опубликовано 280283, Бюллетень ¹ 8 (531УДК 621.791. .14(688.8) Дата опубликования описания 28 ° 02 83

;,- "-с :у - «

4,,,;,-,". и Д :":"« --= =

« „ .".";. ".::. ;«а

Уральский филиал . Научно-исследовательского института

Ф автомобильного транспорта (72) Авторы изобретения

В.И.Дыскин, О.А.Рыков, A.À.Èñàåâ и Е.П.Мерку (71) Заявитель

« (54 ) УСТРОЯСТВО ДЛЯ СВАРКИ ВИБРОТРЕНИЕМ

2 с=тлю qq

Изобретение относится к сварке, а именно к устройствам для сварки вибротрением, и.может быть использовано также при наплавке трением.

Известно устройство, содержащее корпус, привод ддя создания колебаний, привод. осевого давления и зажи. мы для неподвижной и вибрирукиаей де «(17

Однако известное устройство может применяться только при небольшой массе вибрирующей детали. При увеличении массы вибрирующей детали и связанного с ней эажимного устройства значительно возрастают инерционные нагрузки, что приводит к значительно му увеличению энергозатрат на сварку. Усилие привода, в основном, тратится не для преодоления сил трения в стыке, а на преодоление сил инерции вибрирукщнх масс эажимного устройства и самой свариваемой детали.

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на сварку путем исключения энергозатрат на преодоление . сил инерции вибрирующих масс зажим ного устройства с деталью и жестко связанных с ними инерционных масс привода колебаний и привода осевого давления.

Для достижения указанной цели уст ройство для сварки вибротрением, со-I держащее корпус, привод для создания колебаний, привод осевого. давления и зажимы для неподвижной и вибрирующей деталей, снабжено установленным между зажимом для вибрирующей детали и корпусом упругим элементом, жесткость которого определяется исходя из следующей формулы где С - жесткость упругого элемента, Н/м

m - -массы эажимного устройства с деталью и жестко связанных с ними инерциоиных масс привода колебаний и привода осевого давления, кг;

Ш- круговая частота колебаний привода, 1/g.

В этом случае частота собственных колебаний упругого элемента и связанных с ним инерционных масс равна

25 частоте колебаний привода.

Энергия привода расходуется, в основном, на преодоление сил трения в стыке -и не расходуется на преодо! ление сил инерции, что значительно

ЗО снижает энергозатраты на сварку.

1000200

Данная формула выводится исходя иэ широко известной формулы теории колебаний, определякщей частоту . собственных колебаний пружины и свяэанной с ней инерционной массой.„> с где р — круговая частОта собственных колебаиий, которая равна 10 Ж с = — (T — период колебаний) .

Т

На чертеже схематично показана конструктивная схема предлагаемого устройства.

55

Устройство состоит из корпуса 1, на котором закреплено эажимное устройство 2 для неподвижной детали 3.

Зажимное устройство 4 для вибрирукщей детали 5 установлено в направлякщих б корпуса; между зажимным устройством 4 и направляющими б установлены пружины 7. Приводом дпя создания колебаний является вибратор

8, закрепленный на эажимном устройстве 4. Привод 9 служит для создания . сварочного давления. Частоты свободных колебаний пружины и связанной с ней инерционной массы зажимного устройства 4, детали 5 и вибратора

8, подбирают равными частоте колеба- ЗО ний вибратора.

Величина возбуждакщей силы, действующей со стороны центробежного вибратора 8, регулируется путем изменения массы эксцентриков.. Массы 35 эксцентриков подбираются таким обра. зом, чтобы энергия колебаний целиком рассеивалась в сварочном стыке. В случае, когда амплитуда колебаний в определенной стадии сварочного цик- 40 ла начинает превышать определенную величину, сигнал от датчика амплитуды колебаний (устройство, снабжено индукционным датчиком ) подается на привод осевого давления. При этом увеличивается давление в сварочном стыке, повышается сила трения, а следовательно, увеличивается и величина энергии, выделяемой в сварочном стыке. Устройство снабжено также предохранительным демпфером (не.показан), который срабатывает при увеличении амплитуды колебаний выше заданного значения, вызванного отклонением параметров сварочного цикла, в частности изменением програмьы осевого сварочного давления. Он представляет собой резиновую подушку, конструкция которой аналогична автомобильным демп " ферам. На более мощных устройствах 60 для сварки вибротрением можно осуществлять дополнительное рассеивание (демпфирование) в направляющих б путем их сжатия при помощи индивидуального привода. 65

Например, если вибратор имеет угловую скорость вращения Си

300 /с (3000 об/мин), то при суммарной массе m зажимного устройства 4, детали 5 и вибратора 8, равной 100 кг, жесткость пружин С долж. на равняться С = 9 10 Н/м или С

900 кг/мм. Центробежные массы виб . ратора при вращении должны обеспечивать центробежное усилие, достаточное для преодоления сил трения в стыке. !

Устройство работает. следующим образом.

После э ажима дет алей 3 и 5 в 3 ажимных устройствах 2 и 4 включают вибратор 8. Вибратор 8 начинает раскачивать инерционные массы 4, 5 и 8.

При достижении заданной амплитуды колебаний 5 мм (имеется датчик ам плитуды1 не показан) включается привод 9, создающий давление в сварочном стыке. Происходит разогрев стыка. После разогрева вибратор 8 отключается,: колебания прекращаются, проковкой завершается цикл сварки.

В случае, когда колебания превышают заданную амплитуду, срабатыва-, ет демпфер (не показан), гасящий колебания. При амплитуде 5,мм и ٠— 300 1/с максимальная линейная скорость 7 = 1,5 м/с.

Предлагаемое устройство позволя- ет затрачивать минимальную энергию на преодоление сил инерции вибриру.— кщих масс, так как частота свободных колебаний инерционной массы с пружиной равна. частоте возбуждающей силы.

Формул а и з обре те ни я

Устройство для св арки вибротрением, содержащее корпус, привод для создания колебаний, привод осевого давления и зажимы для неподвижной и вибрирующей деталей,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на сварку, оно снабжено установленными между зажимом:для вибрирующей детали и корпусом упругим элементом, жесткость которого определяется исходя из следукщей формулы

c=rn e где С - жесткость упругого элемента, н/м

Ф вЂ” массы зажимного устройства с дет алью и жест ко свя э анных с ними инерционных масс привода колебаний и привода осевого давления, кг, N — круговая частота колебаний привода, 1/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 141053, кл. В 23 К 20/12, 19б1 (прототип ).

« юСоставитель B. Чабуркин

Редактор Л. Филь Техред A.Ач Корректор A. Дзятко

Заказ 1232/11 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Pаушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4