Устройство для односторонней автоматической сварки деталей

Устройство для односторонней автоматической сварки деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинн

Социалистичесимк

Реслублии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п> 872157 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2866558/25 — 27 (22) Заявлено 07.01.80 (21) 2865925/25 27

2866051/25-27 с присоединением заявки №(5! )М. К,я.

В 23 К 37/06

В 23 К 37/02

Ркудяратеенный квинтет

СССР яо делаи нзебретеинй и откритнй (28) Приоритет

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (53) ДК 621.791.

75 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Буженецкий, П. П. Тихончук, В. И. Махненкв и А. Е. Коротынский 1

Ордена Ленина завод "Ленинская кузница" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к сварочной технике, может использоваться при сварке листовых конструкций, кроме того, при электрошлаковой сварке для принудительного формирования шва.

Известно устройство для односторонней автоматической сварки изделий, содержащее смонтированную на основании приводную тележку со сварочной головкой, опорные колеса

- которой выполнены магнитными 111.

Однако тележка, опорные колеса которой выполнены магнитными, не обладает достаточно 1О высоким дополнительным сцеплением с обрабатываемыми деталями, в особенности тонкостенными, что часто не позволяет их использовать в сварочных тракторах, предназначенных для работы в положениях, существенно отличаю- шихся от положения над горизонтальной поверх. ностью (т. е. при выполнении наклонных, верти.кальных или потолочных швов). Кроме того, тележки с магнитными колесами не способны обеспечить дополнительное сцепление при работе на деталях из немагнитных материалов.

Gem иэобретечия — повышение качества путем повышения точности установки сварочной головки в рабочей зоне, повышение точности совмещения кромок и, кроме того, повышение качества при сварке с принудительным;формированием обратной стороны шва.

Указанная цель достигается тем, что устройство для односторонней автоматической сварки деталей, содержащее смонтированную на основании приводную тележку со сварочной головкой, опорные колеса которой выполнены магнитными, снабжено смонтированной на основании кареткой, колеса которой выполнены также магнитными, при этом каждая пара колес тележки и каретки расположена в одной плоскооти, перпендикулярной основанию.

При этом устройство снабжено смонтированными на основании опорами для иэделия, а каретка с магнитными колесами размещена между основанием и упомянутыми опорами для изделия.

Кроме того, устройство снабжено формирующим элементом, смонтированным на каретке.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг.3— устройство для совмещения кромок свариваемых

2157

3 87 деталей, общий вид; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; .на фиг. 5 — устройство для совмещения кромок тонколистовых деталей, общий вид; на фиг. 6 — то же, вид,сбоку; на фнг. 7—

1 устройство для совмещения кромок неподвиж. ных деталей; на фиг. 8 — вид В на фиг. 7; на фиг. 9 — устройство с принудительным формированием обратной стороны шва; на фиг. 10 — вид Г на фиг. 9.

Устройство содержит тележку 1, на которой смонтированът привод передвижения 2 и сварочное устройство 3. На осях 4 млежки 1, кинематически связанных с приводом 2, установлены опорные магнитные колеса 5, опирающиеся на свариваемые детали 6. С противоположной стороны деталей размещена каретка 7 с осями 8, параллельными осям 4 (фиг. 1).

На осях 8, расстояние между которыми равно расстоянию между осями 4, смонтированы дополнительные магнитные колеса 9, идентичные колесам 5, идентичные и другие намагничены в направлениях, совпадающих с направлениями осей 4 и 8. К.каждому из колес 5 с противоположной стороны детали 6 примыкает одно . из колес 9, между которым и упомянутым колесом 5 установлена магнитная связь вдоль магнитных силовых линий, пересекающих детали 6, благодаря наличию которой основная часть устройства, составленная из элементов

1 — 5 и ее вспомогательная часть, составленная иэ элементов 7 — 9, образуют единое целое.

Как это видно из фиг, 2, каждая пара связанных между собой колес 5 и 9 имеет общую плоскость симметрии (например, плоскости

М вЂ” М и Р— P на фиг. 2), перпендикулярную осям 4 и 8, причем одноименные полюса колес каждой пары расположены по разные стороны от этой плоскости, благодаря чему магнитная связь между колесами 5 и 9 характеризуется значительной прочностью.

Устройство для совмещения кромок свариваемых деталей, представленных на фиг. 3 и 4, содержит нижние магнитные ролики 10 и связанные с ними силами магнитного сцепления верхние магнитные ролики 11. Ролики 10 и 11, между которыми на чертеже показаны собираемые детали, выполнены магнитными (либо на постоянных магнитах, либо в виде электромагнитов), а наматниченът в направлении осей их вращения, причем ролики 10 и 11, прижимаемые с противоположных сторон к деталям 6, имеют общие плоскости симметрии, перпендикулярные осям вращения роликов,, одноименные магнитные полюса которых

Г ! размещены по разные сторонът от этих плоскостей. Ролики 11,связаны между собой осъю 12, а ролики 10 закреплены на валу 13, установленном, с одной стороны, s подшипнике 14, закрепленном на опоре 15 основания 16 и, с другои стороны, в подшипнике кинематически связанного с валом 13 привода 17, установленного на основании 16 и примыкающего к опоре для деталей 18. На опорах 15 и 18 имеются передние направляющие полки 15а и 18а и задние направляющие полки (не показаны).

Рабочие поверхности направляющих полок, предназначенные для поддержания деталей 6;наклонены к горизонту под углом, величина котороО .го может находиться в пределах 3 — 10 . Кроме того,. на основании 16 закреплено сварочное устройство 19, работа которого синхронизирова. на с приводом 17.

Для совмещения кромок неподвижных тонкостенных деталей предложен вариант исполнения устройства, изображенный на фит . 5 и б; В этом варианте исполнения устройство содержит нижний магнитный ролик 20 и верхний магнитный ролик

21, которые в рабочем положении притянуты друг к друту силами магнитного сцепления. Упомянутые силы, во-первых, не позволяют нижнему ролику 20 оторваться от верхнего ролика 21, и во- вторых, сводят свариваемые кромки деталей 6 в одну плоскость. Как видно из фиг. б, ролики 20 и 21 намагничены в направлении осей их вращения и имеют перпендикулярную этим осям плоскость симметрии, общую для обоих роликов, одноименные магнитные полосы которых расположены по разные стороны от этой плоскости.

Ролик 21 закреплен с возможностью вращения .

30 в обойме 22, имеющей ручку 22а для перемещения относительно деталей 6 в направлении сва риваемого шва.

Для совмещения кромок неподвижных деталей, ориентированных в произвольных пространственных положениях, предложен вариант испол нения устройства, изображенный на фнг. 7 и 8.

Устройство содержит две пары магнитных роликов 23, расположенных под,обрабатываемыми деталями 6 и две пары магнитных роликов 24 магнитосвязанных с роликами 23 и расположенных над деталями 6. Ролики 23 и 24 (фиг 7) намагничены вдоль осей их вращения имеют для каждой магнитосвязанной пары общую плоскость симметрии, перпендикулярную этим

4> осям. Ири этом одноименные магнитные полю. са роликов каждой из этой пар расположены по обе стороны от этой плоскости. Ролики 23 и 24 попарно связаны между собой осями 25 н 26, на которые опираются рамы тележки 27

so и каретки 28. На раме тележки 27 размещен привод 29, кинематически связанный с осями

25.

Устройство . для односторонней автоматической сварки с принудительным формированием обратной стороны шва, представленное на фиг. 9 и

10, содержит тележку 30, на раме 31 которой размещен привод 32 и сварочная горелка 33.

На раме тележки 30 установчены приводные а условия удержания тележки на вертикальной поверхности имеют вид

3ЛNF ><, где — полный вес тележки.

Если конструкция 6 выполнена из ферро магнитного материала, дополнительное сцепле= ние значительно усиливается за счет мапппных сил сцепления между нею и колесами 5 и 9.

Перед началом работы устройства для свомещения кромок свариваемых деталей ролики 11 должны быть разъединены с роликами 10 и находиться в положении, не препятствующем укладке деталей б в исходное положение, при котором они опираются на ролики 10 н задние полки. После укладки деталей поверх них устанавливают в положении, показанном на фиг. 3 и 4, ролики 11 и включают привод 17 н сварочнде устройство 19. При включенном приводе 17 ролики 10 вращаются в плоскости (фнг. 3) против часовой стрелки, вовлекая во вращение по часовой стрелке, вследствие действующих между ними сил магнитного сцепления, ролики 11. Ролики 10 и 11, между которыми зажаты детали 6, вовлекают последние в движение справа налево, во время которого ролики 10 и 11, прижимаемые друг к другу силами магнитного взаимодействия, совмещают подлежащие сварке кромки деталей 6, а устрой. ство 19 выполняет сварку. Перед завершением работы, когда задние кромки деталей 6 уходят с задних полок привод необходимо оста.новить, а ролики 11 оторвать m роликов .1О и отложить в сторону.

5 . 8721 оси 34 магнитных колес 35, намагничивание которых осуществлено вдоль осей их вращения.

Тележка 30 установлена на обрабатываемой ,детали 6, на которую с противоположной стороны опирается формирующий элемент 36, выполненный в виде формирующего ползуна, .смонтированный на раме каретки 37. На раме каретки 37 закреплены оси 38 .магнитных колес

39, намагниченных в направлении осей 38, при этом формирующий ползун 36 связан с рамой о

37 при помощи пружин 40. Как это видно из чертежа, межосевые расстояния 34 — 34 и 38 — 38 между колесами 35 и 39 вдоль осей 34 и 38 равны между собой. При этом колеса 35 и

39 выполнены одинаковыми, а каждое из них симметрично относительно некоторой плоскости,перпендикулярной оси его вращения, указанные плоскости симметрии общие для каждой пары магнитосвязанных колес. При этом колеса каждой магиитосвязанной пары установлены таким образом, как показано на фиг. 10, их одноименные магнитные полюса размещены но разные стороны от этой плоскости.

Устройство для односторонней автоматической сварки иэделий работает следующим образом.

При работе привода 2 приводятся во враще ние (например| по часовой стрелке в плоскости фиг. Ц колеса 5 и основная часть тележки перемещается вверх по верхней наклонной поверхности детали 6. Поскольку колеса 5 и 9 прочно. связаны между собой силами магнитного сцеп- . ления и проскальзывание между ними отсутствует, вспомогательная часть тележки повторяет движе- ние основной, причем колеса 9 обкатываются по нижней поверхности конструкции 6 в точности таким образом, каким обкатываются по ее верхней поверхности колеса.5 с той только разницей, что это вращение происходит в обратном направлении.

Усилия магнитного сцепления между колесами магнитосвязанных пар возникают вследствие замыкания магнитных потоков от полюсов N колес 5 через деталь 6 полюса S, магнитные г системы н полюса и колес 9, вторично через деталь 6, полюса S и мапппные системы колес

5 к уже упомянутым полюсам N последних. 4>

При отсутствии каретки, если детали 6 выполнены из ферромагнитного материала, через него замыкается только незначительная часть магнитного потока; в то время как оставшаяся большая часть теряется в виде потоков рассея- 50 ння.

Дополнительное сцепление тележки с деталью

6, препятствующее ее сползанию вниз по наклонной плоскости, возникает вследствие того, что силы сцепления между колесами магннтосвя. у занных пар, направленные по нормали к поверхности деталей 6, вызывают появление дополнительных снл трения между этими поверхностями, I и колесами 5 и 9.

57 6

Дополнительная сила трения между колеса-, ми 5 и конструкцией 6 равна

P- fNF,,где f —. коэффициент трения скольжения между материалами конструкции и обода колеса;

N — количество пар магнитосвязанных колес;

F — усилие магнитного сцепления между колесами одной нары.

Дополнительная сила трения между колесами

9 и деталью 6 равна

А1= " %в008 * где — вес вспомогательной части каретки (в общем случае это вес той части каретки, которая находится под обрабатываемой конструкцией) .

Суммарное дополнительное сцепление равно

Уд=g8P =R(Inc ф,Со 4,) ..

При работе на вертикальных поверхностях

cos e 0, поэтому дополнительная сил» трения которая в этом случае является единственной силой, удерживающей тележку на поверхности конструкции, равна

Яд"-И% i

872157 8 (c основными„обеспечить значительное магнитное сцепление между основными колесами и обрабатываемой конструкцией не удается, а также при обработке тонкостенных деталей из немагнитных материалов, когда без дополнительных магнитных колес использовать магнитные

Формула изобретения

Работа устройства для совмещения неподвижных тонкостенных деталей сводится к его перемещению вручную вдоль свариваемого шва, во время которого силы магнитного сцепления сводят кромки деталей в одну плоскость. При этом одновременно можно выполнять либо прихватку кромок, либо их окончательную сварку.

В случае работы устройства, представленного на фиг. 7 и 8, силы магнитного сцепления, притягивающие друг к другу ролики 23 и 24, препятствуют отрыву друг от. друга верхней и нижней тележек и нарушению целостности устройства, которое, благодаря резкому увеличению сил сцепления между поверхностями деталей 6 и роликами 23 и 24, препятствующими их пробуксовке, может во время рабо. ты устройства передвигаться по детали, наклоненным к горизонту под произвольными утлами. Те же силы магнитного сцепления сводят кромки обрабатываемых деталей в одну плоскость, подготавливая их к сварке при помощи сварочного устройства, которое можно установить на одной из этих тележек.

Устройство для односторонней автоматической сварки с принудительным формированием обратной стороны шва работает следующим образом.

При перемещении тележки 30 по детали 6 колеса 35, благодаря наличию между ними и колесами 39 сил магнитного сцепления, вовлекают последние во вращение, при котором скорость обкатывания ободов колес 39 по одной из поверхностей детали 6 равна скорости обкатывания по ее противоположной поверхности ободов колес 35., Так как нри одинаковой скорости обкатывання ободов колес 35 и 39 сами колеса (точнее центры их вращения) перемещаются относительно детали 6 с одинаковой скоростью, формирующий элемент перемещается вдоль сварного шва с той же скоростью, что и тележка 30. При этом, благодаря пружинам 40, формирующий ползун 36 постоянно прижимается с одним и тем же усилием к зоне сварки.

Усилия магнитного сцепления между колесами магнитосвязанных пар возникают вследствие замыкания кольцевых магнитных потоков, путь которых проходит от полюсов и колес 35 через детали 6, полюса S, магнитные системы и полюса N колес 39, вторично через детали 6, полюса S и магнитные системы колес

35 к уже упомянутым полюсам N последних.

Предлагаемое, устройство по сравнению с известным устройством обладает значительно более высоким дополнительным сцеплением с обрабатываемыми деталями. Это преимущество проявляется особенно полно при обработке тонкостенных конструкций, когда без использования дополнительных колес, магнитосвязанных силы для создания дополнительного сцепления вообще невозможно.

Устройство для совмещения кромок сварило ваемых деталей позволяет сводить кромки листовых деталей практически неограниченной ширины, которые, к тому же, могут иметь выступающие конструктивные элементы, например ребра жесткости. Кроме того, при помощи предложенного устройства, возможно выполнять подготовку к сварке конструкций, установленных неподвижно в произвольных пространственных положениях.

Предложенное устройство для односторонней автоматической сварки с принудительным формированием обратной стороны шва обеспечивает полную синхронизацию перемещения сварочной головки и формирующего элемента.

1. Устройство для односторонней автоматической сварки деталей, содержащее смонтированную на основании приводную тележку со сварочной головкой, опорные колеса которой выполнены магнитными, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества путем повышения точности установки сварочной головки в рабочей зоне, устройство снабжено смонтированной на основании кареткой, колеса которой выполнены также магнитными, при этом каждая пара колес тележки и каретки расположена в одной плоскости, перпендикулярной, основанйю.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества путем повышения точности совмещения кромок свариваемых деталей, устройство снабжено

45 смонтированными на основании опорами для изделия, а каретка с магнитными колесами размещена между основанием и упомянутыми опорами для иэделия.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е5О е с я тем, что, с целью повышения качества при сварке с принудительным. формированием обратной стороны шва, устройство снабжено формирующим элементом, cMoHTHposaHHbIM на каретке.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 677858, кл, В 23 К 37/02, 22.06.77 (прототип).

872157

Составитель H. Полякова

Техред А.Савка

Корректор С. Шекмар

Редактор Т. Парфенова

Подписное

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

Заказ 8893/21 Тираж 1151

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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