Зажимное устройство

Зажимное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к вспомогательному оборудованию для центрирования и зажима деталей при сварке трением. Цель изобретения - повьшение точности центрирования деталей и расширение технологических возможностей путем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси. При подаче управляющего сигнала f на золотник

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 В 23 К 37/04, 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я, К ABTOPCHOM J СВИДЕТЕЛЬСТВУ Юя( (54) ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к вспомогательному оборудованию для центрирования и зажима деталей при сварке трением.

Цель изобретения — повьппение точности центрирования деталей и расширение технологических возможностей путем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси. При подаче управляющего сигнала f на золотник

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4123590/31-27 (22) 29 ° 09.86 (46) 15.04.88. Бюл. Р 14 (71) Гомельский политехнический институт (72) В.Ф.Аникии, Е.П.Борисов, В.Д.Волох, Ю.В. Сериков и Н.А;Старовойтов (53) 621.791.039 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1219296, кл. В 23 К 20/12,30.12.84. (Jz

I ю! !

I

I

1

1

I

) 1388245

17 бесштоковая полость левого гидроцилиндра 2 соединяется с магистралью, Поршень 4 начинает двигаться к центру зажима. Электрический сигнал рас согласования Ь П, формируемый в усилителе-сумматоре 19 как разность сигналов U u U, поступающих с датчиков 15 и 16, усиливается и подается на электромеханический преобразователь 29, смещая заслонку 26 распределителя сопло — заслонка 25 влево на величину, пропорциональную ЬП. В

Изобретение относится к сварке, в частности к вспомогательному оборудованию для закрепления изделий, и может быть использовано, например, для центрирования и зажима деталей при сварке трением.

Цель изобретения - повышение точности центрирования деталей и расширение технологических возможностей путем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси.

На чертеже представлена схема зажимного устройства.

Устройство содержит корпус 1, левый 2 и правый 3 гидроцилиндры, закрепленные в корпусе 1 и имеющие поршни 4 и 5 со штоками 6 и 7, левую 8 и правую 9 зажимные колодки, соединенные со штоками 6 и 7, направляющую корпуса 10, в которой установлены зажимные колодки 8 и 9, штанги 12 и.11, одним концом неподвижно соединенные со штоками 6 и 7, другим — с подвижными элементами 13 и 14 электрических датчиков линейных перемещений 15 и 16, двухпозиционный четырехлинейный золотник 17, редукционный клапан 18, электрический усилитель-сумматор 19, гидрораспределитель 20 с пропорциональным электрическим управлением, включающий четырехкромочный проточный гидрораспределитель 21 с плунжером 22, пружинами 23 и 24, гидрораспределитель типа сопло — заслонка 25 с заслонкой 26, датчик местной обратной электрической связи 27, редукцион5 l0

35 управляющих гидролиниях распределителя 21 возникает перепад давлений, плунжер 22 смещается вправо, а поток рабочей жидкости из магистрали в бесштоковую полость гидроцилиндра 3 возрастает. Поршень 5 начинает движение к центру зажима, причем его перемещение отслеживается в соответствии с перемещением поршня 4. Благодаря такой конструкции осуществляется автоматическое выравнивание усилий на штоках поршней. 1 ил. ный клапан 28, электромеханический преобразователь 29, при этом вход

"а" гидрораспределителя 20 соединен с магистралью рабочей жидкости, выи и ход б — со штоковой полостью правого гидроцилиндра 3, выход "в" - с бесштоковой полостью правого гидроцилиндра выходы г H д cQ сли вом, бесштоковая полость левого гидроцилиндра 2 через редукционный кла" пан 18 и золотник 17 соединена с магистралью, штоковая полость через золотник 17 — со сливом, усилительсумматор 19 соединен на входе электрическими связями с датчиками линейных перемещений 15 и 16, а на выходе — с электрическим преобразователем 29. !

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала

Е на золотник 17 бесштоковая полость левого гидроцилиндра соединяется с магистралью. Поршень 4 гидроцилиндра 2 начинает двигаться по направлению к центру зажи а. Электрический сигнал рассогласования gU, формирующий в усилителе-сумматоре 19 как разность сигналов U, и U, поступающих с датчиков 15 и 16, усиливается и подается на электромеханический преобразователь 29 гидрораспределителя 20 с пропорциональным электрическим управлением, смещая заслонку

26 гидрораспределителя сопло-заслонка 25 влево на величину, пропорцио- нальную сигналу рассогласования LU, 1388245 в результате чего в управляющих гидролиниях распределителя 21 возникает перепад давлений, который смещает плунжер 22 вправо, увеличивая поток рабочей жидкости, поступающей из напорной магистрали в бесштоковую полость правого гидроцилиндра 3. Поршень 5 начинает движение по направI лению к центру зажима. Таким образом, перемещение поршня 5 автоматически отслеживается в соответствии с перемещением поршня 4, что обеспечивает равенство скоростей движения зажимных колодок 8 и 9 при их встречном движении.

Если при захвате детали зажимными колодками 8 и 9 усилия на колодках окажутся не равными между собой, то система деталь — зажим начнет сме20 щаться в сторону поршня, усилие на штоке которого меньше. При смещении системы в ту или иную сторону сигнал рассогласования по положению вызывает пропорциональное смещение плунжера 22 и перераспределение давлений в бесштоковой и штоковой полостях .правого гидроцилиндра 3 до значений, выравнивающих усилия .на штоках левого и правого поршней. Таким образом, в данном устройстве осуществляется автоматическое выравнивание усилий на штоках поршней, что обеспечивает фиксацию зажимаемой детали только при ее точном центрировании относительно вращающейся детали. Кроме того, на вход усилителя-сумматора 19 можно подавать электрический сигнал управления Ul, который смещает систему зажимные колодки — деталь на величину, пропорциональную сигналу управления, при этом осуществляется регулировка положения центра зажимаемой детали относительно задаваемой оси.

При снятии управляющего сигнала f золотник 17 переключается в обратную сторону. Поршень левого гидроцилиндра начинает смещаться влево от центра зажима, сигнал рассогласования смещает плунжер 22 влево и направЛяет поток рабочей жидкости в штоковую полость правого гидроцилиндра. Порш-. ни возвращаются в исходное положение, колодки 8 и 9 освобождают деталь.

Точность центрирования свариваемых деталей определяется величиной рассогласования следящего привода правой эажимной колодки под воздействием нагрузки, создаваемой леной зажимной колодкой, при этом последняя играет роль активного зажимного элемента, а правая — управляемого упора.

Для анализа зависимости рассогласования от величины зажимного усилия используют известный метод, учитывая что поршни в гидроцилиндрах зажимного устройства одноштоковые.

Р„

Р,,Р давление питания, давления в рабочей (бесштоковой) и сливной полостях праaoro гидроцилиндра; нагрузка на правой зажимной колодке (усилие зажима), расходы рабочей жидкости через каналы "в" и "б" гидрораспределителя, расходы рабочей жидкости через каналы "г" и "д" гидрораспределителя; плотность рабочей жидкости; коэффициент расхода, скорость поршня правого гидроцилиндра, площадь поршня гидроцилиндра в бесштоковой полости; площадь поршня гидроцилиндра в mTQKQBQH полости отношение площадей поршня в штоковой и бесштоковой поQ . 4

Г

Ч

Рит а=—

Р лостях длина рабочего окна гидрораспределителя, начальное открытие окна гидрораспределителя, смещение плунжера гидрораспределителя от среднего .положения, рассогласование правой зажимной колодки; передаточное отношение между правой зажимной колодкой и плунжером гидрораспределителя; начальная площадь рабочего окна.

Для упрощения анализа пренебрегаем утечками по радиальному зазору между корпусом гидрораспределителя и плунжером, кромки их считаем острыми, без закруглений, а коэффициент расхода по всем его четырем каналам— равными. Принимаем следующие значения параметров:

1388245

При их использовании уравнение для V можно привести к виду

Рассмотрим уравнение расходов рабочей жидкости в бесштоковой и U)To ковой полостях гидроцилиндра

V V=, Д ((I+V) 1) 0— †(1-8) a+Rj.

Разрешив его относительно 3, получим 1+a

Ч 2 — a+R - 1-К (1+а) -

V+ a+R+ 1+% -)а+В. + 1-К

Просуммировав левые и правые части уравнений расходов и выразив результат относительно V получим

V = „.1- ((S,+40)(„-P, +

+.ГР,)-(0.-40)(V„-0,+.ГР, )).

Принимая во внимание уравнение статического равновесия поршня

FP -aFP0 и зависимость межцу давлениями

Р, + Р = Р„, справедливую для гидропривода с четы- 35 Принимая h = 15 мкм, рехкромочным проточным золотником при солютное рассогласование вычисляем любых значениях Ч, находим по формуле

1 Р

Р = — - (аР+-); н р () = ц —. =О 61 — = 9 мкм

h 15

1 R

Р =,- (Р,— — ). ф- 1+а

Полученный результат свидетельствует о высокой жесткости привода. В общем случае жесткость привода можно

После подстановки выражений Р, и

Р s уравнение для V и преобразоваЯ ний получим и R оценить параметром К = —. -, который для расСматриваемо4 о случая оп- ределяется формулой

l(1 ), 1- —1+a 1+а " Ьд ) P„

h R

=-(1- — ) a+

О P„F где К

Введем безразмерные параметры

V if — R

V = —; 8 = —; R

R vh 11 о

Q4 Q> где Q, =(S +ЬБ)

Q =(s.- s)r —, P, Q, =(s,++s )р — „Р,, Г2

Q, =(s,- s) (.—,).

Данное выражение определяет зависимость рассогласования следящего привода от скорости поршня и действующей на него нагрузки. Необходимо заметить, что рассматриваемый привод во время рабочего хода работает в двух режимах: сближение зажимных колодок (V P О, R = О) и зажим детали (V = 0i R Ф О).

Пример. Определим относительное рассогласование привода для следующих значений диаметров поршня, штока и относительной нагрузки: D ==140 мм; d>ò =60 мм» R = ОP9

2 2 2 1

D -d(0v 1 40 -60

D* \40ч — 0,816, a+ R — 1-Г

0,816+0 9-1-0,9 О 6, 0,816+0,9+1-0,9

При подстановке в нее К = 1 получаем К = О, т.е. при равенстве усилий на штоках поршней при зажю1е детали

55 привод утрачивает жесткость. Для ее обеспечения усилие на штоке левого поршня должно быть меньше, чем на штоке правого поршня (R Р„F) .

1388245

Составитель Е. Крюкова

Редактор В.Ковтун Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 1517/19 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В данной конструкции эажимного устройства это достигается настройкой редукционного клапана 18 на давление, меньшее по величине, чем давление питания золотника.

Такая конструкция зажимного устройства обеспечивает более высокую точность центрирования одной из сва1 риваемых деталей относительно задан- 1О ной оси по сравнению с базовым объектом.

Формула из обре тения

Зажимное устройство, преимущественно для центрирования и зажима деталей при сварке трением, содержащее корпус с направляющей, два смонтированных в корпусе гидроцилиндра 20 с одноштоковыми поршнями и закрепленными на штоках зажимными колодками, расположенными в направляющей корпуса, двухпозиционный четыпехлинейный золотник, редукционный клапан, 25 синхронизатор перемещения поршней гидроцилиндров, магистраль рабочей жидкости и слив, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности центрирования деталей и расширения технологических возможностей путем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси, синхронизатор перемещения поршней гидроцилиндров выполнен в виде гидрораспределителя с пропорциональным электрическим управлением и системы управления с двумя электрическими датчиками линейных перемещений и усилителем-сумматором, входы которого соединены с электрическими датчиками, а выход — с управляющим входом гидрораспределителя, при этом подвижные элементы электрических датчиков жестко соединены с зажимными колодками, вход гидрораспределителя соединен с магистралью,два средних выхода гидрораспределителя соединены с полостями одного из гицроцилиндров, два крайних выхода соединены со сливом, а полости второго гидроцилиндра соединены через двухпозиционный четырехлинейный золотник и редукционный клапан с магистралью и со сливом.