Машина для сварки трением

Машина для сварки трением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машинам для сварки трением. Цель изобретения - упрощение конструкции машины для сварки трением, уменьшение ее габаритов и массы, а также повышение качества сварного соединения. Машина снабжена гидроклапаном давления, установленным в сливной гидролинии гидромотора, и устройством для отвода шпинделя 2 и вала 7 гидромотора в исходное положение перед сваркой. При работе гидромотора усилие, создаваемое давлением рабочей жидкости в камерах 17, через плунжеры 13 передается на наклонную шайбу 8. Одна составляющая этого усилия создает крутящий момент на валу 7 гидромотора, а вторая, параллельная оси вала 7, через кольцо 9 и муфту 18 передает усилие на шпиндель 2, сдавливая свариваемые заготовки. При проковке обе полости гидромотора сообщаются с нагнетанием, резко прекращая вращение шпинделя 2 и увеличивая усилие, передаваемое на шпиндель. Использование гидромотора с нечетным количеством плунжеров в качестве привода осевого давления позволяет создать пульсирующее усилие осевого сжатия, что повышает качество сварного соединения. 2 з.п. ф=лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (б11 4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1299745 (21) 4263052/31-27 (22) 16.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. h- 18 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) Я.М.Гостомельский, В.И.Тишура, И.А.Черненко, Ю.А.Миргород, В.И.Замаев, В.В.Лукьянов и В.С.Шевченко (53) 621.791.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,¹ 1299745, кл. В 23 К 30/12, 1986.

;(54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к машинам для сварки трением. Цель изобретения — упрощение конструкции машины для сварки трением, уменьшение ее габаритов и массы, а также повышение качества сварного соединения.

Машина снабжена гидроклапаном давления, установленным в сливной гидролинии гидромотора, и устройством для

„„SU„„1479242 отвода шпинделя 2 и вала 7 гидромотора в исходное положение перед сваркой. 11р« работе гидромотора усилие, создаваемое давлением рабочей жидко ти в камерах 17, через плунжеры 13 передается на наклонную шайбу 8. Одна составляющая этого усилия создает крутящий момент на валу 7 гидромотора, а вторая, параллельная оси нала 7, через кольцо 9 и муфту

18 передает усилие на шпиндель 2, сдавливая свариваемые заготовки. При проковке обе полости гидромотора сообщаются с нагнетанием, резко прекращая вращение шпинделя 2 и увеличивая усилие, передаваемое на шпиндель.Использование гидромотора с нечетным количеством плунжеров в качестве привода осевого давления позволяет создать пульсирующее усилие осевого сжатия, что повышает качество сварного соединения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1479242

Изобретение относится к классу машин, в которых шпиндель в процессе вращения должен создавать осевую нагрузку, и может найти преимущественное применение в машинах для сварки трением, Цель изобретения — уменьшение габаритов и массы машины, а также упрощение ее конструкции и повышение 10 качества сварного соединения.

На фиг.1 изображена машина для сварки трением, разрез1 на фиг.2 схема объемной гидропередачи машиньц на фиг.3 — вариант выполнения уст- 15 ройства для отвода шпинделя в виде подпружиненной относительно корпуса втулки.

Машина для сварки трением содерO .жит зажим 1 невращающейся заготовки, 20 шпиндель 2, установленный на подшипниках 3 в корпусе 4. Шпиндель 2 имеет бурт 5, который упирается во внутреннее кольцо подшипника 3. Привод вращения шпинделя 2.выполнен в виде аксиально-плунжерного гидромотора 6.

На валу 7 гидромотора установлена наклонная шайба 8, зафиксированная стопорным кольцом 9. В корпусе 10 гидромотора смонтирован блок 11 цилиндров, который удерживается от поворота в корпусе 10 шпонкой 12. Подпружиненные плунжеры 13 блока 11. цилиндров взаимодействуют с наклонной шайбой 8. В корпусе 10 гидромо- 35 тора установлена втулка 14, которая совместно с валом 7 образует подвижное соединение каналов поворотного типа, связанное каналами 15 и

16 с рабочими камерами 17 плунжеров 40

13. Каналы 15 и 16 разделены трубой, установленной в отверстии вала 7.

Блок 11 цилиндров в осевом направлении прижат к корпусу 10, а вал 7 гидромотора и наклонная шайба 8 имеет 45 возможность осевого перемещения относительно блока 11 цилиндров и корпуса 10. Вал 7 и блок 11 цилиндров образуют вращающийся распределитель подвода рабочей жидкости в камеры 17.50

Шпиндель 2 и вал 7 гидромотора соединены муфтой 18 с возможностью передачи вращения и осевого усилия.

Корпусы 4 и 10 соединены стаканом

19. Напорная и сливная полости гидромотора 6 через трехпозиционный гидрораспределитель 20 соединены соответственно с нагнетательной и всасы-вающей полостями гидронасоса 21. Максимальное допустимое давление в напорной полости гидромотора 6 устанавливается предохранительным клапаном 22, а давление в его сливной полости регулируется гидроклапаном 23 давления, параллельно которому установлен обратный клапан 24,.

Машина также снабжена устройством для отвода валов шпинделя и гидромотора в исходное положение перед сваркой, выполненным в виде установленной в корпусе 4 шпинделя с возможностью перемещения втулки 25, взаимодействующей через подшипник 3 с валом шпинделя. Втулка 25 может быть подпружинена относительно корпуса 4 в направлении гидромотора (фиг. 3) или через радиальное отверстие в корпусе 4 связана цилиндром 26 с этим же корпусом 4. Зажимное устройство 1 невращающейся заготовки и шпиндель машины установлены на основании 27.

Машина для сварки трением работает следующим образом.

В исходном положении гидрораспределитель 20 занимает среднюю позицию, разгружая гидронасос 21, а полости цилиндра 26 сообщены со сливом. После соприкосновения торцов свариваемых заготовок гндрораспределитель 20 занимает левую позицию, сообщая напорную и сливную полости гидромотора 6 соответственно с нагнетательной и всасывающей полостями гидронасоса 21.

Рабочая жидкость через один из каналов в валу 7 и вращающийся распределитель поступает в рабочие камеры 17 плунжеров, сообщенные с напорной полостью. Из рабочих камер плунжеров, сообщенных со сливной полостью, масло через вращающийся распределитель и второй канал в валу 7 вытесняется в сливную полость мотора.

При вращении вала 7 относительно блока 11 цилиндров рабочие камеры плунжеров 13 попеременно сообщаются с напорной и сливной полостями мотора.

Усилие, создаваемое давлением жидкости в рабочих камерах 17 блока 11 цилиндров, через плунжеры 13 с шариками передается на наклонную шайбу 8.

Одна из составляющих этого усилия создает крутящий момент на валу 7 гидромотора, а другая, параллельная

1479242 оси вала 7 гидромотора, не принимающая производительного участия в его работе, от наклонной шайбы 8 через стопорное кольцо 9 передается на вал 7.

Поскольку вал гидромотора и шпин— дель соединены муфтой 18 с воэможностью передачи осевого усилия, то осевая составляющая усилия плунжеров

13 от вала 7 передается на шпиндель 2.

В процесса нагрева свариваемых заготовок осевое усилие их сжатия составляет

Иг К+1 сс.м «с и 4 (Гаг Z-1

20 с 4 2 где Р„ давление в нагнетательной полости гидромотора 6, давление в сливной полости гидромотора, диаметр плунжеров 13 гидромотора, количество плунжеров 13 гид- 25 ромотора, сообщенных в данный момент с нагнетательной полостью, общее количество плунжеров гидромотора. до с частотой (d,= (d Z

11 Дг i(дг

Рос Рн n + Pc (Z n)ü вать гидромотор в качестве приве д» осадки.

Таким образом, основной закон изменения усилия осевого сжатия заготовок в процессе нагрева в описанной машине регулируется гидраклапаном 23 давления с электромагнитным управлением, а пульсирующее значение Р, реализуется при использовании гидромотора с нечетным количеством Е плунжеров 13.

В этом случае для заданного по основной программе среднего значения

Р„ его амплитуда будет изменяться от

1i Йг Z-1

Рсс чин =Р к () +

Гсвг 2+1

4 2

В то же время перепад давления в нагнетательной и сливной полостях гидромотора зависит от крутящего мо.мента, развиваемого гидромотором, т.е. от момента трения в сварочном стыке

2ii

РЯ-Pc = — M«p y о где U — рабочий объем гидромотора, M — крутящий момент на валу ар гидромотора.

Поскольку момент трения в сварочном стыке зависит от свойств соединяемых заготовок и влиять на его 45 значение, а следовательно, и на значение перепада давления и Р практически невозможно, то автоматически изменяя гидроклапаном 23 давления в процессе нагрева значение давления

Рс в сливной полости гидромотора 6, а следовательно, и значение давления

Р.> в его нагнетательной полости,достигаются заданные значения осевого

Усилия Рос развиваемые гидромотором 55

6, независимо от момента трения в стыке, что позволяет испольэовать это усилие для осевого сжатия свариваемых заготовок, т.е. использогде ш — частота вращения вала гидромотора.

Создание пульсирующего усилия осевого сжатия заготовок повышает качество их соединения

Гидромотор с нечетным количеством плунжеров имеет пульсацию создаваемого крутящего момента, которая определяется

Й вЂ” 2 sin

4Z что также способствует улучшению качества сварного соединения.

В процессе укорачивания заготовок при нагреве изменяется рабочий объем

Ч гидромотора 6 эа счет увеличения хода плунжеров 13, что влечет изменение частоты вращения шпинделя. Для предупреждения этого (если в этом есть необходимость) может корректироваться производительность насоса

21, поддерживая необходимые обороты шпинделя.

При проковке, когда заготовки испытывают максимальное усилие осевого сжатия, гидрораспределитель 20 занимает правую позицию, сообщая напорную и спивную полости гидромотора 6

1479242 через обратный клапан 24 с нагнетательной полостью гидронасоса 21. Рабочая жидкость по каналам 15 и 16 поступает одновременно в рабочие камеры 17 всех плунжеров 13 блока 11 цилиндров. При этом вал 7 гидромотора и шпиндель 2 резко прекращают вращение И увеличивается передаваемое усилие от плунжеров 13 через шайбу

8, кольцо 9, вал 7 и муфту 18 на шпиндель 2, в котором закреплена одна из заготовок.

После торможения вращения шпинделя 2 при проковке давление в рабочих камерах блока 1 1 цилиндров возрастает до давления Р=Р„ Р, обусловленного настройкой предохранительного клапана 22.

Усилие осевого сжатия соединяемых заготовок при проковке определяется (Д2

Poc

По завершении сварочного цикла шпиндель 2 и вал 7 совместно с шайбой 8 выдвигаются.в направлении зажимного устройства 1 невращающейся заготовки на величину осадки свар- ного соединения. Поэтому для обеспечения проведения последующего цикла сварки их необходимо возвратить в исходное положение. Возврат в исходное положение осуществляется втулкой 25, воздействующей через подшипник 3 на вал шпинделя. Воздействие может осуществляться пружиной (фиг.3) или подачей давления в поршневую полость цилиндра 26.

Предлагаемая машина для сварки трением позволяет регулировать величину осевого усилия, создаваемого гидромотором, независимо от величины крутящего момента на его валу, т.е. от величины момента трения в сварочном стыке, что дает возможность использовать гидромотор не только в качестве привода вращения и торможения шпинделя, не только для разгруэки его подшипникового узла, но и как привод осадки сварочной машины. Сочетание одновременно в одном устройст5 ве — гидромоторе — функций нескольких . устройств упрощает конструкцию ма-. шины.

Использование гидромотора в качестве привода осадки исключает в сварочной -машине автономный (электромагнитный или гидравлический) приI вод осадки, что существенно снижает габариты и массу сварочной машины, а использование в качестве приводаосадки гидромотора с нечетным количеством плунжеров позволяет создавать пульсирующее усилие осевого сжатия соединяемых заготовок в процессе их нагрева, что повышает качество сварнбго соединения.

Формула изобретения

1. Машина для сварки трением по

25 авт.. св. N- 1299745, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы машины, а также упрощения ее конструкции и повышения качества сварного соединения путем обеспечения использования гидромотора в качестве привода осевого давления, она снабжена гидроклапаном давления, установленным в сливной гидролинии гидромотора, и устройством для отвода вала гидромотора и шпинделя в исходное положение перед сваркой, выполненным в виде приводной втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения

40 и взаимодействия с подшипником шпинделя.

2. Машина по п. 1, о, т л и ч а ющ а я с я тем, что привод втулки выполнен в виде связанного с корпу45

3. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что привод втулки выполнен в виде связанной с корпусом пружины.

1479242 7ружиий

Составитель И.Фелицина

Редактор M.Ïåòðoâà. Техред Л.Сердюкова Корректор И. Васильева

Заказ 2484/12 Тираж 895 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101