Машина для сварки трением

 

Изобретение относится к машинам для сварки трением с гидравлическим приводом осадки. Цель изобретения - расширение технологических возможностей машины, повышение ее надежности и экономичности, а также улучшение качества сварного соединения. Для этого вход гидрораспределителя 14 по линии 15 подключен между редукционным клапаном 13 и золотником 9. Гидропривод снабжен регулируемым дросселем 16 с обратным клапаном, установленным между гидрораспределителем 14 и пневмогидравлическим аккумулятором 17. Перед сварочным циклом аккумулятор 17 заряжен маслом под давлением P2, на которое настроен редукционный клапан 13. При сближении заготовок через золотник 9 в поршневую полость цилиндра 6 жидкость поступает на напорной магистрали 11 и от аккумулятора 17, который к моменту соприкосновения заготовок разряжается до давления P1. При соприкосновении заготовок за счет сжатия газа в пневматической полости аккумулятора 17 нарастает давление нагрева. Время нарастания давления нагрева от P1 до P2 регулируется проходом дросселя 16. Дальнейшая фаза нагрева проходит при постоянном давлении P2. При проковке рабочая среда из напорной магистрали 11 под давлением P3 через золотник 10 поступает в цилиндр 6 привода осевого сжатия. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН..SUa (51)5 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4379784/25-27 (22) 1 8.02 ° 88 (46) 30.10.90. Бюл. У. 40 (75) Я.М.Гостомельский . (53) 621.791 .1 4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 73051 2, кл. В 23 К 20/-12, 1 977.

Патент Великобритании

9 1456461, кл. В 3R,; 1973.

2 (54) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к машинам для сварки трением с гидравлическим приводом осадки. Цель изобретения— расширение технологических возможностей машины, повышение ее надежности и экономичности, а также улучшение качества сварного соединения. Для

1602650 этого вход гидрораспределителя 14 по линии 15 подключен между редукционным клапаном 13 и золотником 9.

Гидропривод снабжен регулируемым дросселем 16 с обратным клапаном, установленным между гидрораспределителем 14 и пневмогидравлическим аккумулятором 17, Перед сварочным циклом аккумулятор 17 заряжен маслом под . давлением Р, на которое настроен редукционный клапан 13. При сближении заготовок через золотник 9 в поршневую полость цилиндра 6 жидкость пос."упает по напорной магистрали 11 и

Ъ

Изобретсние относится к оборудованию машин для сварки трением с гидравлическим приводом осадки.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей машины, повышение ее надежности и экономичности, а также улучшение качества сварного соединения.

На фиг,1 схематично изображена машина для сварки трением с приводом осевого сжатия; на фиг.2 — график изменения давления в цилиндре привода осевого сжатия с момента начала сведения свариваемых заготовок до завершения проковки; на фиг.3 — график кривых изменения давления в цилиндре привода осевого сжатия в фазе нарастания давления .нагрева; на фиг ° 4 — график изменения крутящего момента на валу привода вращения сварочной машины в период нагрева заготовок.

Машина для сварки трением содержит корпус 1, зажимные устройства

2 и 3 свариваемых заготовок. Зажимное устройство 2 вращающейся заготовки связано с .приводом 4 вращения машины.

Зажимное устройство 3 невращающейся заготовки установлено на направляющих

5 с возможностью перемещения приводом осевого сжатия. Привод осевого сжатия состоит из цилиндра 6, полости которого по гидролиниям 7 и 8 через параллельно подключенные золотники

9 и 10 переключения давления сообщены с напорной и сливной магистралями

11 и 12. Золотник 9 сообщен с напорной магистралью ll через редукционный клапан 13. Привод машины имеет гидрораспределитель 14, один вход от аккумулятора 17, который к моменту соприкосновения заготовок разряжается до давления Р . При соприкосновении заготовок за счет сжатия газа в пневматической полости аккумулятора 17 нарастает давление нагрева.

Время нарастания давления нагрева от

Р< до Р регулируется проходом дросселя 16. Дальнейшая фаза нагрева проходит при постоянном давлении Р .

При проковке рабочая среда иэ напорной магистрали 11 под давлением Р через золотник 10 поступает в цилиндр

6 привода осевого сжатия. 4 ил. которого по гидролинии 15 подключен между редукционным клапаном 13 и его золотником 9, второй вход сообщен со сливной магистралью 1 2, а выход через дроссель 16 с обратным клапаном,сообщен с пневмогидравлическим аккумулятором 17.

Машина для сварки трением работает в следующей последовательности.

В исходном положении все золотники занимают положения, изображенные на чертеже, шток гидроцилиндра 6 втянут, гидравлическая полость аккумулятора 17 через обратный клапан дросселя 16 и гидрораспределитель 14 сообщена со сливной магистралью 12.

После установки соединяемых заготовок в зажимные устройства 2 и 3 при сварке трением в режиме заданного времени нарастания давления нагрева

40 гидрораспределитель 14 переключают в левое положение.

Пневмогидравлический аккумулятор

17 через дроссель 16, распределитель

14 по линии 15 под давлением настройки редукционного клапана 13 (давления нагрева} запитывается от напорной магистрали 11.

При команде на сведение свариваемых заготовок распределитель 14 продолжает занимать левую позицию, золотник 10 остается в среднем положении, а золотник 9 занимает правую позицию. Рабочая жидкость из гидравлической полости заряженного аккумулятора 17 через обратный клапан дросселя 16, распределитель 14 по линии 15, где суммируется с потоком из напорной магистрали ll, далее через золотник

9 по линии 7 поступает .в поршневую

160 полость цилиндря 6 привода осевого

1 сжатия, из IIITOKQBoA полости которо- I

ro жидкость па линии 8 через золотник 9 поступает в спивную магистраль

12. Сближая свариваемые детали,выдвигается шток цилиндра б, При этом npouc-f ходит разрядка пневмогидравлического аккумулятора 1 7. В конце сближения заготовок давление в поршневой полости цилиндра б и аккумуляторе 17 достигнет малой величины P (фиг.2), определяющейся в основном силами трения в контактирующих парах узлов сварочной машины.

В момент времени t< произойдет соприкосновение торцов сваривлемых заготовок, резко уменьшается скорость выдвижения штока цилиндра б, сжимается газ в пневматической полости аккумулятора 17, в нем и в поршневой полости цилиндра осевого сжатия начинает возрастать давление нагрева от величины P(до Р, обуслов-! ленной настройкой редукционного клапана 13. В начальной фазе нагрева резко возврастает момент трения в сварочном стыке,. обусловленный большим коэффициентом трения, а следовательно, возрастает и крутящий момент привода вращения машины дпя сварки трением.

Поскольку момент трения в стыке в начальной фазе нагрева во многом зависит от усилия осевого сжатия свариваемых загатавак, то предварительной регулировкой дросселя 16 можно выбрать такое время- от t< до

t< нарастания давления от Р, да Р (см. фиг.3), при котором величина крутящего момента привода вращения практически не будет иметь пикового значения, показанного на фиг.4 пунктирной линией, а плавно перейдет от своего максимального значения до значения в остальной фазе нагрева от

t до

Выбор оптимального времени нарастания давления нагрева для предупреждения пикового значения крутящего момента машины зависит от параметров процесса сварки и свариваемых деталей, и потому сварочная машина должна иметь широкие технологические возможности в отношении регулировки этой величины.

Очевидно, что при увеличении прохода дросселя 16 будет происходить более быстрое заполнение гидравли2650

6 ческой полости аккумулятора 17, л следовательно, и быстрое возрастание давления сжимаемого газа в пневматической полости лккум>лятарл, которое

5 и влияет на время нарастания давления нагрева в цилиндре аслгого сжатия, При уменьшении прохода дросселя

16 процесс нарастания давления нагре-. ва будет происходить замецленно.

Таким образом,. регулировкой условного прохода дросселя 16 можно получать. ра-.личное время нарастания давления нагрева or P, pn P<.

В случае технологической необходимости конструкция описываемого гидропривода позволяет производить и резкое нарастание давления нагрева за малый прам=-жуток времени от t до при отключенном аккумуляторе

17 от напорной магистрали 1) и цилиндра б. Для этого гидрарлспределитель 14 в течение всего сварочного цикла занимает правую позицию, изображенную на фиг,1 . Такой режим более приемлем в инерционной сварке трением.

При нарастании дяEëåíèÿ нагрева в цилиндре 6 да величины Р дальнейZ ший нагрев происходит . ац этим уста30 новившимся давлением да момента времени t, когда поступает команда на праковку.

В заключительной фазе нагрева в промежуток времени ат t.; до t » проходящей при стабильном дявле.;ии Р исключено увеличение крутящего момента привода вращения сварочной машины из-за уменьшения предела текучести .разогретого металла свлривлемых детащ лей и уменьшения коэффициента трения из сглаженных трущихся поверхностей. . При команде на прокавку в момент времени прекращается вращение свариваемых заготовок, золотник 10 занимает правую позицию, л золотник 9 становится в среднее. полажение.

Рабочая среда пад давлением проковки Р> в нагорной магнстрлл1 11 через золотни < 10 поступает па линии 7 в поршневую полость цилиндра б, штоковая полость которого па линии 8 через золотник 10 сообщается са сливной магистралью 1 2.

Цилннд привода осевага сжатия сдавливает детали под наибольшим усилием проковки.

Поскольку пневмогидравлический аккумулятор 17 по линии 15 подключен к напорной магистрали 11 после редук1602650 ционного клапана 1 3, настроенного на давление нагрева, и в период проковки разобщен с цилиндром 6 золотником 9, то при переключении привода с нагрева на проковку давление в линии

15, а следовательно, и в аккумуляторе

17 не нарастает и не будет происходить отбор жидкости от напорной магистрали 11 в гидравлическую полость аккумулятора 17. Это обеспечит резкое нарастание давления проковки в заданный момент времени, которое необходимо по технологическим требованиям процесса сварки для быстрого выдавли- 15 вания неостывших окислов металла из сварочного стыка, что, уменьшая теплоотдачу стыка, повышает экономичность сварки и способствует улучшению качества сварного соединения.

В заданный момент времени Сц со свариваемых деталей снимается осевое давление цилиндром 6, при этом золотники 9 и 10 занимают средние позиции. 25

Один конец изделия разжимается в устройстве 2 и по команде на подачу сваренного изделия на линию выгрузки золотник 9 занимает левую позицию.

Масло из аккумулятора 17, заряжен- 30 ного при нагреве до давления Р через обратный клапан дросселя 16 распределитель 14 и от напорной магистрали 11 через золотник 9 по линии 8 поступает в штоковую полость цилиндра 6, из поршневой полости которого жидкость по гидролинии 7 через золотник 9 вытесняется в сливную магистраль 1 2. Шток цилиндра привода осевого сжатия втягивается. Сварочный цикл 40 завершается установкой золотника 9 в среднюю позицию, определяющую остановку цилиндра 6 и выгрузку сваренного изделия.

Для очередного сварочного цикла, если он должен происходить при заданном времени нарастания давления нагрева, распределитель 14 продолжает оставаться в левом положении. Если по технологическим условиям необходимо организовать быстрое нарастание давления нагрева от и < до t.,ðàñïðåäåëèтель 14 перед сварочным циклом переключают в правую позицию, изображенную на чертеже. 5S

Переключение распределителя 14 в правую позицию необходимо в соответствии с правилами техники безопасности производить также в конце рабочей смены для полной разрядки аккумулятора 1 7 через обратный клапан дросселя 16 и распределитель 14 в сливную магистраль 1 2 и исключения случайного движения рабочего органа при выключенной насосной станции.

Из цикла работы машины для сварки трением видно, что переключение распределителя 14 производится крайне редко и не во время сварочного цикла, поэтому при проектировании описанного привода целесообразно применять распределитель 14 с ручным управлением.

В предлагаемой машине пневмогидравлический аккумулятор используется не только для выдвижения цилиндра при ускоренном сведении заготовок, но и в качестве широкодиапазонного автоматического регулятора усилия сжатия соединяемых .заготовок, что расширяет ее технологические возможности.

В свою очередь выбор оптимального времени нарастания давления нагрева для различных параметров сварки и деталей способствует лучшему прогреву сварочного стыка и повышению качества сварного соединения, а также уменьшает экстремальное значение крутящего момента привода вращения сварочной машины, что позволяет уменьшить усилие эажатия соединяемых> заготовок в зажимных устройствах и в целом повышает экономичность сварочной машины.

Исключение пикового значения момента трения в сварочном стыке в начальной фазе нагрева предупреждает.возникновение пиковых токов в обмотках электродвигателя привода вращения сварочной машины, что повышает ее надежность.

Формула изобретения

Машина для сварки трением, содержащая зажимные устройства, одно из которых связано с приводом вращения машины, а второе установлено на направляющих с возможностью перемещения приводом осевого сжатия, выполненным в виде цилиндра, полости которого через параллельно подключенные золотники переключения давления сообщены с напорной и сливной магистралями, при этом один из золотников сообщен с напорной магистралью через редукционный клапан, и гидрораспределиСоставитель И.Фелицина

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимншинец

Редактор А.Долинич

Заказ 3350 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

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

160 теля, выход которого соединен с пневмогидравлическим аккумулятором, о т— л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей машины, повышения ее надежности и экономичности, а также улучшения качества сварного соединения, 2650 . 0 машина снабжена регулируемым дросселем с обратным клапаном, установленным между гидрораспределителем н пневмогидравлическим аккумулятором, а вход гидрораспределителя подключен между редукционным клапаном и его золотником переключения давления.