Машина для ориентированной сварки трением длинномерных изделий из 3-х деталей

 

Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для сварки трением, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства , где применяется сварка трением при производстве сварных изделий из трех деталей, состоящих из длинномерной центральной и взаимоориентированных .относительно друг друга концевых деталей. Цель - расширение технологических возможностей существующего Б (Л 22 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 23 К 20/12

-3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТ8ЕННЪ|Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 4183265/23-27 (22) 16.01.87 (46) 23.08.88. Бюл, У 31 (71) Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) П.М.Сутовский, Ю.А.Ткачев, Н.В.Семкин, Б.О.Френкель и С,К.Рахимов (53) 62).79).14(088.8) (56) Сварка трением в автомобилестроении..РТМ-37.002.0365-72,-Челябинск, )982, с.6)-62. рис,42б.

„„Я0„„1418018 А 1 (54) МАШИНА ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ДЛИННОМЕРНЦХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

ТРЕХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для сварки трением, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется сварка трением при производстве сварных изделий из трех деталей, состоящих из длинномерной центральной и вэаимоориентированных .относительно друг друга концевых деталей. Цель — расширение технологических возможностей существующего

1418018 оборудования для сварки трением путем обеспечения сварки на нем длинномерных изделий из трех деталей с большой площадью свариваемых деталей, За невращающимся зажимом 2 на станине 1 установлен с ограничением проворота фиксатор-центратор (ФЦ) 13. ФЦ 13 содержит корпус с фиксирующими элемен- . тами (ФЭ ), которые расположены в заданном положении относительно элементов, определяющих корректирующий поворот вращающегося патрона и регулируемые по высоте центрирующие ролики (ЦР) 14, UP 14 установлены перед ФЭ и служат для соосной установки центральной длинномерной детали 4 относительно ФЭ вращающегося патрона 6 и

Изобретение относится к области сварки, в частности к оборудованию для сварки трением, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется сварка трением при производстве сварных изделий из трех деталей, состоящих из длиномерной центральной и взаимоориентированных относительно друг друга концевых деталей, Цель изобретения — расширение технологических возможностей машины путем обеспечения сварки длинномерных деталей с большой площадью свариваемых сечений.

На фиг.1 представлена машина для ориентированной сварки трением длинномерных изделий из трех деталей, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.l.

Машина для ориентированной сварки трениемдлинномерных изделий из трех деталей, состоящих из длиномерной центральной (толстостенная труба площадью под сварку F à-10000 мм и длиной L 3 10000 мм) и взаимоориентнрованных относительно друг друга концевых деталей, содержит станину 1, невращающийся зажим 2, установленный с возможностью осевого перемещения от силового привода 3 и служащий для

ФЦ 13, Длинномерную деталь 4 закрепляют в невращающемся зажиме 2, а концевую деталь 7 — во вращающемся зажиме 6 и производят сварку, Механизм ориентации 1О отключен,т.е. сварку производят неориентированно. После этого другую концевую деталь 7 устанавливают во вращающийся зажим, а сваренную деталь разворачивают и устанавливают одним концом в губки зажима 2, а другим — на ЦР 14 и ФЭ ФЦ 13. Маши.на позволяет взаимоориентировать концевые детали, привариваемые к центральной длинномерной, больших сечений и сложных форм поверхностей ориентации. 3 ил. закрепления центральной длинномерной детали 4, шпиндельную бабку 5 с вращающимся патроном 6 для фиксированной установки одной из свариваемых

5.концевых деталей 7 (проушины). На внутренней поверхности патрона 6 выполнены фиксирующие элементы 8, форма их выполнения и количество зависит от конфигурации поверхности привариваемых концевых деталей, они выполнены в виде двух прямоугольных углублений, повторяющих конфигурацию .проушины 7 тяги, и служат для фиксированной установки одной из привариваемых проушин 7. На наружной поверхности патрона 6 выполнены выступы 9, равные по количеству и угловому рас- . положению фиксирующих элементов 8, определяющим поверхности ориентации профиля 7 (концевых деталей).

Механизм 10 ориентации выполнен с гибким тяговым органом 11 (например

25 стальным TPocoM) и cHJ1QElblM EIPEEBQ дом 12 (например,гидромотор), осуществляющими корректирующий поворот в процессе ориентированной сварки. Меха низм 10 ориентации служит для взаим30 ной ориентации одной из привариваемых проушин 7, установленной в фиксирующих элементах 8 патрона 6 относительно, другой после окончания нагре1418018 ва в процессе ориентированной сварки.

Возможно применение иных известных устройств для ориентации принариваемых заготовок, 3а невращающимся зажимом 2 на станине установлен с ограничением проворота фиксатор-центратор 13, служащий для взаимоориентации и. соосной установки концевых деталей 7 (проушин), привариваемых к длиномерной детали 4, и выполненный в виде регулируемых по высоте центрируюших роликов 14, Последние установлены на корпусе 15 перед фиксирующими элементами 8 и слу- 15 жит для соосной установки центральной длинномерной детали 4 относительно фиксирующих элементов 8 патрона 6 и фиксатора-центратора 13.

Фиксирующие элементы 8 фиксатора- 20 центратора 13 выполнены в виде прямоугольных углублений на корпусе 15, количество их и форма выполнения аналогичны, что и на внутренней поверхности патрона 6. При этом угловое 25 расположение их осуществлено так, что они всегда находятся в заданном положении относительно элементов (в данном случае ориентаторов 16), определяющих корректирующий поворот ме- 30 ханизма 10 ориентации при его крайнем положении после окончания процесса ориентированной сварки.

Привод 17 служит для регулирования центрирующих роликов 14 по высоте, выполнен в виде направляющих, перемещающихся от затяжки винтов, и. установлен на корпусе 15 фиксаторацентратора 13, Ограничитель 18 поворота закреплен 40 на раме 19 с возможностью регулировки углового поворота при наладочных работах и служит для ограничения поворота, фиксатора-центратора 13 (фиксирующих элементов 8) B процессе ори- 45 ентированной сварки.

Ограничитель может быть выполнен (фиг.1 и 3) в виде скалок 20, закрепленных к корпусу 15 фиксАторацентратора 13 и свободно перемещающих"БО ся в отверстиях диска 21, Количество скалок 20. и их установка зависят от конструкции ограничителя 18 поворота (в данном случае их четыре и они равномерно расположенй по окружнбсти кор-55 пуса 15 фиксатора-центратора )3).

Гидроцилиндр 22 прикреплен к диску 21, связан штоком с корпусом 15 фиксатора-центратора \3 и служит для осевого его перемещения, При этом величина осевого перемещения фиксаторацентратора 13 (ход гидронилиндра 22) больше рабочего хода ненращающегося зажима 2, т.е. L, I. . Этим неравенством обеспечивается возможность установки длинномерной центральной детали 4 с приваренной к ней одной концевой деталью 7 на фиксирующих элемен—

rax 8 фиксатора-центратора 13 (в прямоугольных углублениях).

Машина работает следующим образом, Перед началом процесса сварки одну из концевых деталей 7 устанавлиBàþт и закрепляют в фиксирующих элементах 8 вращающегося патрона 6, а длинномерную центральную деталь 4 (толстостенную трубу длиной 1. 10000 мм и свариваемой площадью F), 10000 мм все трубы порядка 500 кг) одним концом устанавливаются в губках зажима 2 (суммарная максимальная длина . зажимных губок на существующих машинах сварки трением порядка 1000 мм), Другой конец центральной длинномерной детали 4 устанавливают на центрирующих ролики 14 фиксатора-центратора 13, предварительно отрегулированные по высоте так, что при установке на них детали 4, оси ее, патрона 6 и фиксатора-центратора 13 совпадают, Такой установкой длинномерной детали 4 добиваются соосной установки свариваемых деталей (концевой 7 и центральной длинномерной 4 деталей), что является необходи."ым условием для получения качественных сварных изделий, отвечающих требованиям по прямолинейности и соосности приварки, После этого длинномерную центральную деталь 4 закрепляют в невращающемся зажиме 2, имеющем возможность осевого перемещения от силового привода 3, Затем производят сварку трением известным способом, при этом привод механизма 10 ориентации отключен (т,е. сварку производят неориентированно).

После этого другую концевую деталь 7 устанавливают и закрепляют в фиксирующих элементах 8 вращающегося патрона 6, а сваренную деталь разворачивают концами и устанавливают одним концом в губки зажима 2 другим на центрирующие ролики 14 фиксаторацентратора 13 установленные перед фиксирующими элементами 8 на расстоянии, превышающем максимальную длину привариваемых концевых деталей 7

1418018 (в данном случае проушины), т.е, 1f7 1 Кh

При этом приваренную концевую де" таль 7 уже ориентируют установочными поверхностями (ориентированными) относительно фиксирующих элементов 8 фикса. гора-центратора 13, а затем устанавливают концевую деталь 7 этими поверхностями в фиксирующие элементы 8 фиксатора-пентратора 13 перемещением корпуса 15 от штока гидроцилиндра 22, При этом фиксирующие элементы 8 фиксатора-центратора 13 предварительно установлены в заданном уг- 15 ловом положении относительно ориентаторов 16, определяющих корректирующий поворот механизма 10 ориентации при его крайнем положении после окон20 чания процесса ориентированной сварки. После этого закрепляют деталь 4 (длинномерная центральная) в зажиме 2, находящемся в это время в крайнем исходном положении. Такой установкой сварной детали, состоящей из одной концевой детали, приваренной к центральной длинномерной детали 4, на центрируюших роликах 14, установленных перед фиксирующими элементами 8, на едином корпусе 15 Фиксатора-цент25

30 ратора 13 на расстоянии, превышающем максимальную длину привариваемых концевых деталей 7, обеспечивается соосное фиксированное ее закрепление, так как центрирующие ролики 14 находятся гарантированно за сварным сты35 ком и своими установочными поверхностями соприкасаются с гладкой наружной поверхностью длинномерной детасварки не мешает перемещению центрирующих роликов). Закрепление центральной детали 4 с приваренной концевой деталью 7 с поверхностями ориентации, установленными (зафиксированными) в фиксирующих элементах 8 фиксатора-центратора 13, в заданном положении относительно ориентато

45 ров 16, определяющих поворот механизма 10 ориентации, обеспечивает получение заданной взаимоориентации ориентируемых поверхностей на концевых

50 деталях (проушинах) относительно друг друга после окончания ориентированной сварки. 55

Затем начинают процесс ориентированной сварки трением., При этом концевая деталь 7, установленная и закрепленная в фиксирнюцих элементах 8 ли 4 (образовавшийся грат в процессе 40 патрона 6, начинает вращаться в корпусе шпиндельной бабки 5 от привода вращения машины, Невращающийся зажим 2 вместе с закрепленной в нем длинномерной центральной деталью 4 (толстостенная труба) с уже приваренной концевой деталью 7, установленной в фиксирующих элементах 8 фиксатора-центратора 13, и одновременно каждый от своих приводов начинает перемещаться на вращающуюся концевую деталь 7. Благодаря тому, что ход привода (ход гидроцилиндра 22) фиксатора-центратора l3 превышает ход невращающегося зажима 2 (ход гидроцилиндров силового привода 3), т,е. Lp 7 L>, обеспечивается гарантированная установка свариваемой детали (толстостенная труба с приваренной проушиной) в фиксирующих элементах 8 фиксатора-центратора 13, Дальше процесс сварки трением про-. изводится известным способом. При этом после окончания нагрева свариваемых торцов привариваемой концевой детали 7 и центральной длинномерной детали 4 до заданной температуры (метапл стыка находится в пластичном состоянии) вращение патрона 6 прекращают (шпиндельную бабку 5 выводят из зацепления с приводом вращения).Одновременно включают силовой привод 12, например гидромотор, механизм )0 ориентации, При этом ориентаторы 16 (элементы, определяющие корректирующий поворот привариваемой концевой детали 7) входят в зацепление с вы ступами 9 патрона 6 и создают усилием силового привода 12 через гибкий тяговый орган 11 (например, стальной трос) механизм lO ориентации крутящий момент, под действием которого

/ патрон 6 и закрепленная в нем в фиксирующих элементах 8 концевая деталь 7 совершают корректирующий по- ворот. Этот поворот на заданный угол обеспечивает заданную необходимую ориентацию ориентируемых поверхностей одной концевой детали 7 относит"тельно таких же поверхностей другой концевой детали 7, приваренной ранее.

После окончания процесса взаимоориентации концевых деталей 7 относительно друг друга производят проковку (осадку). Затем после окончания проковки патрон 6 раскрепляют и зажим 2 вместе с закрепленным в нем

14180 |8 сварным изделием из трех деталей и фиксатор-центратор 13 возвращают в исходное положение перед сваркой. Так как ход привода .(гидроцилиндра 22)

5 фиксатора-центратора 13 превышает ход привода 3 осевого усилия, этим обеспечивается освобождение одной из приваренных концевых деталей 7 из фиксирующих элементов фиксатора-центрато-10 ра 13, После этого полученное сварное изделие из трех деталей, состоящее из длинномерной центральной (1. 10000 мм и F), 10000 мм ) и взаимоориентированZ ных относительно друг друга концевых деталей, удаляют из машины, Предлагаемая машина обеспечивает сварку длинномерных сварочных изделий из трех деталей, состоящих из длинномерной центральной детали и взаимоориентированных относительно друг друга концевых деталей, без создания новых 25 конструкций дорогих специализированных машин сварки трением.

Машина позволяет взаимоориентировать концевые детали, привариваемые к .центральной длинномерной (Ь ), 30

310000 мм, F 7i 10000 мм ), больших сечений и сложных форм поверхностей ориентации. 18

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Машина для ориентированной сварки трением длинномерных изделий из трех деталей, центральной длинномерной и взаимоориентированных относительно друг друга концевых деталей, включающая станину, невращающийся зажим, привод осевого усилия, шпиндельную бабку с вращающимся патроном, выполненным с фиксируюшими элементами для закрепления концевых деталей и меха" низм ориентации с элементами, определяющими корректирующий поворот вращающегося патрона, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей машины путем обеспечения сварки деталей с большой площадью свариваемых сечений, она снабжена фиксаторомцентратором, установленным на станине за невращающимся зажимом и выполненным в виде корпуса, снабженного фиксирующими элементами, расположенными в заданном положении относительно элементов, определяющих корректирующий поворот вращающегося патрона, и регулируемыми по высоте центрирующими роликами, установленными на корпусе перед фиксирующими элементами, при этом невращающийся зажим и фиксаторцентратор установлены с возможностью осевого перемещения..

1418018

РигЗ

Составитель И.Фелицнна

Техред И.Верес Корректор В.Бутяга

Редактор О.Головач

Заказ 4099/11

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-поль графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4