Машина для инерционной сварки трением

Машина для инерционной сварки трением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАШИНАДЛЯ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ПО авт.св. 795821, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей машины, маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновения этих дисков описываются следующими уравнениями h,-K,,. K,.,.R, h при R 4 : R r 00 при R- : R R; при 0 4 R К; R; где h: - толщина набора дисков от первого по i-ый включительно , , . RJ - радиус наружной поверхности i-ro диска м; , К; ,K,, - коэффициенты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

h;

h= при R е R (ао при К. й. а р.(р, при OiRiK;

- ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 61) 795821 (21) 3445616/25-27 (22) 28.05.82 (46) 23.11.83. Бюл; 9 43 (72) В.К.Лебедев, И.A.×åðíåíêî, Ю.A.Миргород и С.К.Продан (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им.Е.О.Патона (53) 621.791.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 795821, кл. В 23 К 20/12, 1977 (прототип). (54) (57) МАШИНА ДЛЯ ИНЕРЦИОННОИ

CBAPKH TPEHHEN no авт.св. 9 795821, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей машины, маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновения этих дисков описываются следующими уравнениями где h - толщийа набора дисков от ( первого по i-ый включительно T.>), . Pg

- радиус наружной поверхности

i-го диска (м )

К;,К; К, — коэффициенты.

1055613

h, при R; iR coo при К R;(R

55 где h ; — толщина набора дисков от первого по 1 ый включительно (м1, R — радиус наружной поверхности

i-ro диска м), 60

K,К„,К, — коэффициенты.

Максимальное усилие, развиваемое электромагнитом при прочих равных условиях прямо пропорционально площади сечения магнитопровода. При пол- 65

Изобретение относится к сварке, а именно к устройства для инерционной сварки трением.

По основному авт.св. 9 795821 известна машина для инерционной сварки .трением, состоящая из станины, на ко- 5 торой установлен электродвигатель привода вала машины. На валу между подшипниковыми опорами жестко закреплен маховик, являющийся одновременно элементом электромагнитного привода 1О осевого усилия. Установленный на, станине электромагнит для создания осевого давления на свариваемые детали состоит из катушки и кольцевого магнитопровода, отверстие которого 35 соосно с валом машины и имеет диаметр, позволяющий свободное прохождение этого вала. Рабочий торец кольцевого электромагнита обращен в сторону маховика. Между маховиком и электромагнитом имеется регулируемый зазор (равный или больший величины укорочения свариваемых деталей при сварке). На правом конце вала машины установлен зажимной патрон для закрепления вращающейся свариваемой детали. Левый конец вала соединен с приводным двигателем через муфту, обеспечивающую возможность перемешения вала машины в осевом направлении. На задней бабке установлен зажимной патрон для закрепления неподвижной свариваемой детали (1) .

К недостаткам машины относится то, что она обеспечивает сварку узкого диапазона диаметров заготовок.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей машины путем расширения диапазона диаметров свариваемых заготовок.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в машине для инерционной сварки трением маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновения этих дисков описываются следующими урав- 45 нениями ном наборе дисков суммарная площадь их сечения соответствует площади полюсов неподвижной части электромагнита и максимальная сила, развиваемая электромагнитом равна максимальной расчетной силе. При уменьшении количества дисков одновременно с уменьшением момента инерции маховика уменьшается максимальная сила, развиваемая электромагнитом, вследствие уменьшения площади сечЕния магнитопровода. Пределы диаметров свариваемых заготовок с уменьшением количества дисков уменьшаются и появляется возможность сваривать заготовки меньшего диаметра.

Проведенные исследования показали, что форма дисков, соответствующая уравнениям (1) и (2) О л К Кя R

h при R.c R cap при K„R. c R R. при О К 6 KR. где h - толщина набора дисков от

1-ro no i-ый включительно

jar), R; — наружный радиус i-ro диска

Гм), (2) R (Ф\ где R — наружный радиус наружного полюса электромагнита (м1, RA - внутренний радиус наружного полн)са электромагнита (м), h — толщина полного набора диск ков, соответствующего максимальной силе (м

Ro-Ra

2й, (3) где R - наружный радиус внутреннего полюса электромагнита „

h - количество дисков.

О, 85+ К» 3,6 (К К,ъ.б ) (4)

1 4 <

6,85h; K;

3,6

1 (4 1 (5)

Я 2

R -Вм Zh -О Sh где К; =-- --- (-- -- --- — О, Z) (6)

3 Zh;К; hn

K,К1,, К2„- коэффициенты, величина которых зависит от формы катушки применяемого магнитного материала, типа и диаметра провода катушки и других факторов, является оптимальной и отклонения от нее ведут

1055613 либо к проигрышу в силе, либо к увеличению момента инерции. физический смысл такой формы дисков заключается в том, что она обеспечивает постоянство площади сечения, проведенного в диске перпендикулярно линиям магнитного поля. Аналитический расчет такой оптимальной формы дисков затруднителен, вследствие того, что неизвестна точная форма линий магнитного поля.

Каждый дополнительный диск увеличивает площадь любого сечения перпендикулярного линиям магнитного поля на определенную расчетную величину. Этим достигается увеличение максимального усилия при минимальном увеличении момента инерции маховика.

На чертеже изображена машина для инерционной сварки трением. .Машина содержит электромагнит 1, маховик„ состоящий иэ трех состав-. ных дисков 2-. 4 жестко закрепленных на валу 5 с помощью гайки 6 и шпонок 7. Составные диски 2-4 с целью уменьшения зазора между ними соединены жестко болтами 8.

При необходимости сместить диапазон диаметров свариваемых деталей в более низкую зону снимается диск 4 или диски 3 и 4. При этом уменьшается минимальный момент инерции, что уменьшает минимальный диаметр свариваемых заготовок и уменьшает макеимальную силу, что уменьшает максимальный диаметр свариваемых заготовок.

На известной машине для инерционной сварки трением турбин со .сплошным маховиком минимальный момент инерции вращающихся частей составляет 0,45 кг м2 (в том числе момент инерции маховика 0,3 кг м ) при мак2 симально развиваемом усилии 65 кН.

Оптимальные параметры при сварке турбин имеют следующие значения: начальная окружная скорость Voq

=2,2 м/с, давление Poor =120 мПа; удельная энергия + oar =90 мДж/м2.

На основании этих данных по формулам рассчитывается диапазон диаметров свариваемых заготовок

4Гmaa

4 Ропт

=1,6 10 м

10 д

min

=16 мм

=2,6 ° 10 м

=26 мм

При выполнении маховика составным из трех дисков минимальиый момент инерции вращающихся частей машины при одном диске уменьшается до

0,25 кг м (в том числе момент инер2 ции маховика до 0,1 кг м ). Макси 2 мальное развиваемое усилие уменьшается до 20 кН.

Диапазон диаметров свариваемых заготовок при одном диске следующий,3 10 м=

=13 мм

1,45 10 м=

=14,5. мм для сварки заготовок в пределах диаметров 14,5-16 6мм надо добавить еще один диск»

При сплошном диске диапазон диаметров свариваемых заготовок состав40 ляет 10 вел (26-16=10), а при изготов« ленни маховика составным увеличивается до 13 мм (26-13=13).

Таким образом, диапазон диаметров свариваемых заготовок расширяются в

45 1,3 раза.без увеличения производственной площади, габаритов или мощности машины.

1055613

Составитель И.фелицина

Редактор И.Шулла Техред И Гайду. Корректор М.лароши

Заказ 9206/14 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г ужгород, ул.Проектная, 4