Зажимное устройство
Патент 1505724
Авторы
Классы МПК
Зажимное устройство
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к сварке , в частности, к оборудованию для закрепления изделий и может быть использовано, например, для центрирования и зажима деталей при сварке трением. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности центрирования деталей и быстродействие системы. Устройство содержит корпус 1, закрепленные в нем гидроцилиндры 2 и 3 одинакового диаметра с одноштоковыми поршнями, зажимные колодки 8 и 9, соединенные со штоками поршней, штанги 11 и 12, одним концом связанные неподвижно со штоками поршней, другим - с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, гидрораспределитель 19 с пропорциональным электрическим управлением. Вход последнего соединен через двухпозиционный четырехлинейный золотник 17 с напорной магистралью, два средних выхода его соединены с бесштоковыми полостями гидроцилиндров, два других выхода - со сливом. Штоковые полости гидроцилиндров через двухпозиционный четырехлинейный золотник 17 соединены со сливом. Зажимные колодки 8 и 9 жестко связаны с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, соединенных электрической связью с усилителем-сумматором 18, управляющим гидрораспределителем 19. При подаче управляющего сигнала на золотник 17 поршни правого и левого гидроцилиндров начинают двигаться к центру. При появлении сигнала рассогласования по скорости ΔU, усиленного в усилителе-сумматоре, гидрораспределитель 19 соответственно изменяет расходы жидкости, поступающей в бесштоковые полости правого и левого гидроцилиндров до величин, выравнивающих скорости движения поршней. При захвате зажимными колодками сигнал рассогласования по положению ΔU перераспределяет давления в бесштоковых полостях правого и левого гидроцилиндров таким образом, что встречные усилия на штоках поршней выравниваются, что обеспечивает фиксацию детали. При подаче на усилитель-сумматор управляющего сигнала U<SB POS="POST">у</SB> положение зажатой детали можно изменить. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А1
„„Я0„„1505724 (5g) 4 В 23 К 20/12, 37/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
75 75
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4367330/31-27 (22) 25.01.88 (46) 07.09.89. Бюл. № 33 (71) Гомельский политехнический институт (72) В. Ф. Аникии, Е. П. Борисов и Ю. В. Сериков (53) 621.791.039 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1219296, кл. В 23 К 20/12, 1984.
Авторское свидетельство СССР № 1388245, кл. В 23 К 20/12, 30.03.87.
2 (54) ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для закрепления изделий, и может быть использовано, например для центрирования и зажима деталей при сварке трением. He;
7/у I
1, ЮI
21 ! ! ! !
22 ! ! ! ! ! ! ! !
I ! !
1505724
3 поршнями, зажимные колодки 8 и 9, соединенные со штоками поршней, штанги 11 и 12, одним концом связанные неподвижно со штоками поршней, другим — с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, гидрораспределитель 19 с пропорциональным электрическим управлением. Вход последнего соединен через двухпозиционный четырехлинейный 30лотник 17 с напорной магистралью, два средних выхода его соединены с бесштоковыми полостями гидроцилиндров, два других выхода — со сливом. Штоковые полости гидроцилиндров через двухпозиционный четырехлинейный золотник 17 соединены со сливом. Зажимные колодки 8 и 9 жестко связаны с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, соединенных электрической связью с усилителем-сумматором 18, управляющим
Изобретение относится к сварке, в частности, к оборудованию для закрепления изделий, и может быть использовано, например для центрирования и зажима деталей при сварке трением.
Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение точности центрирования деталей и быстродействия системы.
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 10 корпуса, в которой установлены зажимные колодки 8 и 9, штанги 11 и 12, одним концом неподвижно соединенные со штоками 6 и 7, а другим — с подвижными элементами 13 и 14 электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, двухпозиционный четырехлинейный золотник 17, электрический усилитель-сумматор 18, гидрораспределитель 19 с пропорциональным электрическим управлением, включающий четырехкромочный проточный гидрораспределитель 20 с плунжером 21 и пружинами 22 и 23, гидрораспределитель 24 типа сопло— заслонка с заслонкой 25, датчик 26 местной обратной электрической связи, редукционный клапан 27 и электромеханический преобразователь 28.
При этом вход а гидрораспределителя 19 соединен с магистралью рабочей жидкости, выход б — с бесштоковой полостью левого гидроцилиндра, выход в — с бесштоковой полостью правого гидроцилиндра, а выходы г и д — со сливом. Штоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 через золотник 17 соеди5
4 гидрораспределителем 19. При подаче управляющего сигнала на золотник 17 поршни правого и левого гидроцилиндров начинают двигаться к центру. При появлении сигнала рассогласования по скорости AU, усиленного в усилителе-сумматоре, гидрораспределитель 19 соответственно измеряет расходы жидкости, поступающей в бесштоковые полости правого и левого гидроцилиндров до величин, выравнивающих скорости движения поршней. При захвате зажимными колодками сигнал рассогласования по положению AU перераспределяет давления в бесштоковых полостях правого и левого гидроцилиндров таким образом, что встречные усилия на штоках поршней выравниваются, что обеспечивает фиксацию детали. При подаче на усилитель-сумматор управляющего сигнала У„положение зажатой детали можно изменить. 1 ил. иены со сливом, усилитель-сумматор 18 на входе электрическими связями с датчиками 15 и 16 линейных перемещений, а на выходе — с электромеханическим преобразователем 28.
Устройство работает следующим образом.
При подаче управляющего сигнала переключается золотник 17 и одновременно замыкается электрическая цепь, соединяющая усилитель-сумматор 18 с электромеханическим преобразователем 28. Рабочая жидкость из магистрали поступает в бесштоковые полости гидроцилиндров 2 и 4, а частично — на слив. При этом поршни 4 и 5 начинают двигаться навстречу друг другу.
Сигналы U, и (l, поступающие с датчиков 15 и 16, суммируются в усилителе-сумматоре 18 с противоположными знаками, а сигнал рассогласования ЛU усиливается и поступает затем на электромеханический преобразователь 28, При равенстве скоростей движения поршней 4 и 5 сигнал рассогласования
AU равен нулю. При изменении скорости одного из поршней, например увеличении скорости левого поршня, усиленный сигнал рассогласования AU поступает на электромеханический преобразователь 28, который смещает заслонку 25 гидрораспределителя 24 сопло — заслонка вправо на величину, пропорциональную AU . В результате в управляющих гидролиниях распределителя 20 появляется перепад давлений, который смещает плунжер 21 влево, что увеличивает подачу рабочей жидкости в бесштоковую полость правого гидроцилиндра и уменьшает подачу рабочей жидкости в бесштоковую полость левого гидроцилиндра до тех пор, пока скорости поршней 4 и 5 не становятся
1505724 равными. Таким образом обеспечивается автоматическое выравнивание скорости движения поршней, начиная с момента начала движения.
Если при захвате детали зажимными колодками 8 и 9 усилия на колодках оказываются не равными между собой, система деталь — зажимные колодки начинает смещаться в сторону поршня, усилие на штоке которого меньше. При смещении системы в ту или иную сторону сигнал рассогласования по положению вызывает пропорциональное смещение плунжера 21 и перераспределение давлений в бесштоковых полостях правого 3 и левого 2 гидроцилиндров до значений, выравнивающих усилия на штоках 15 левого и правого поршней. Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется автоматическое выравнивание усилий на штоках поршней, что обеспечивает жесткую фиксацию зажимаемой детали без наличия редукционного клапана, только при ее точ- 20 ной установке в заданном положении. Это положение может не совпадать с осью вращения детали и определяется величиной сигнала управления U„.
При снятии управляющего сигнала t зо- 25 лотник 17 переключается в обратную сторону. Одновременно прерывается электрическая связь между усилителем-сумматором 18 и электромеханическим преобразователем 28, а пружины 22 и 23 устанавливают плунжер 21 в нейтральное положение. При этом Зр штоковые полости левого и правого гидроцилиндров через золотник 17 соединяются с магистралью, а бесштоковые полости через гидрораспределитель 19 — со сливом. Поршни возвращаются в исходное положение, колодки 8 и 9 освобождают деталь. 35
Точность центрирования свари ваемых деталей оп редел яется жесткостью з ажи ма, т. е. разностью усилий между правой и левой зажимными колодками при нейтральном положении плунжера 21.
Для анализа зависимости рассогласования от величины зажимного усилия используют известный метод. Для упрощения анализа пренебрегают утечками по радиальному зазору между корпусом гидрораспределителя и плунжером, кромки их считают острыми, без закруглений, а коэффициент расхода по всем четырем каналам — равным
Принимают следующие обозначения:
Т вЂ” разность технологических сил, действующих на правук и левую зажимные колодки, направлен- 5р ная в сторону левой зажимной колодки;
V — скорость движения системы зажимные колодки — деталь;
Qi и Q — расходы рабочей жидкости через каналы б и в гидрораспредели- 55 теля;
® и Q4 — расходы рабочей жидкости через каналы г и д гидрораспределителя;
Є—
P H Р— давление питания; давление в рабочих полостях (бесштоковых) правого и левого гидроцилиндров; плотность рабочей жидкости; коэффициент расхода; площадь поршня в бесштоковой полости правого и левого гид.роцилиндров; отношение площадей поршней правого и левого гидроцилиндров; длина рабочего окна гидрораспределител я; начальное открытие окна гидрораспределителя; смещение плунжера гидрораспределителя от среднего положения; рассогласование зажим ных колодок; передаточное отношение между зажимной колодкой и плунжером гидрораспределителя; начальная площадь рабочего окна; приращение проходного сечения вследствие смещения золотника из нейтрального положения.
Р
F(иц2
llo—
5о—
Рассматривают уравнение расходов рабочей жидкости в бесштоковых полостях правого и левого гидроцилиндров:
aFV=Яз — Qi, РГ= Я вЂ” Q4, .цц Qi=(S+ASlpql — {Рц — Р,);
Я= — (S — Л Я р- ф-(Є— P.,2);
Яз=(8 — Ю) р" Р;
Q4=(S+AS)Р „ — Р .
Просуммировав левые и правые части уравнений расходов и выразив результат относительно V. получают:
P = — (Є+ — );
1 т, 1+а " Р м р р+.. — (+ ) (Рн — P i + Pg))
Принимая во внимание уравнение статического равновесия поршня
P aF — Р Р=Т и зависимость между давлениями
Р +Р>=Р„ справедливую для гидропривода с четырехкромочным проточным золотником при любых значениях V, находят