Устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением

 

(Ii) 517438

ОПИСАНИЕ раап" 11лин

1 (1

I .. j (61) Дополнительное к авт. свид-ву

I (51) М. Кл,2 В 23К 19/02 (22) Заявлено 27.01,75 (21) 2100286/27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 16.07.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР

I по делам изобретений I (53) УДК 621.791.14. .03 (088.8) и атирытий (72) Авторы изобретения

P. Н. Болдырев и В. П. Воинов (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского ко|,сомола (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ

И1ПИНДЕЛЯ МАИ1ИНЫ ДЛЯ СВАРКИ TPEHHEM

Изобретение относится к области сварки трением.

Известно устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением, содержащее фиксатор, снабженный подпружиненным пальцем, шпиндель с винтовым пазом и упор, ограничивающий перемещение подпружиненного пальца по винтовому пазу.

Однако при больших моментах инерции рабочего шпинделя энергия удара и фиксатора значительна, что приводит к быстрому разрушению упора и фиксатора.

Цель изобретения — повышение надежности работы конструкции. Это достигается тем, что шпиндель выполнен полым и снабжен установленным в его полости торсионом, один конец которого жестко связан со шпинделем, а на другом конце установлен упор.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим образом.

После окончания процесса нагрева в момент, когда необходимо произвести торможение свариваемых заготовок, дается команда на перемещение поршня 1 в крайнее положение, противоположное указанному на чертеже, после чего упор фиксаторов 2 освобождает фиксатор 3, и массивный жесткий фиксатор 4 начинает вращаться в опорах неподвижного корпуса 5 по стрелке А с помощью гидродвигателя (на чертеже не показан).

Г ри этом подпружиненный палец 6 утапливается частично в теле массивного жесткого фиксатора 4 и скользит по поверхности вращающегося шпинделя 7 до тех пор, пока ведун ая кромка винтового паза шпинделя 8, вращаясь вместе с последним, не минует подпружиненный палец 6, который опускается в винтовой паз а и, взаимодействуя с ведущей кромкой, начинает ускоренный поворот массивного фиксатора 4. Осуществлению ускоренного поворота благоприятствует муфта свободного хода 9, соединяющая фиксатор 4 с валом 10 гидродвигателя.

Амплитуда ускоренного поворота ограничена поворотом фиксатора 11 до упора фиксаторов 2, который в это время располагается по ходу фиксатора 11. Взаимодействие фиксаторов 2 и 11 исключает подскоки, поскольку

20 в любой момент времени существует подпор массивного жесткого фиксатора 4 через муфт 9 со стороны гидродвигателя.

В конце ускоренного поворота подпружиненный палец 6, взаимодействуя с ведущей

25 кромкой 8 винтового паза а, размещает опорную поверхность 12 фиксатора 4 против упора 13, закрепленного на торсионе 14, расположенном по оси шпинделя 7. В этот же момент времени фиксатор 4 воздействует на ры30 чаг микровыключателя 15, давая тем самым

517438 команду на отключение приводного электродвигателя. В результате контакт упора 13 и фиксатора 4 происходит всегда при одной и той же скорости, а следовательно, и при одной и той же величине энергии шпинделя в момент отключения приводного электродвигателя. Контакт фиксатора 4 и упора 13, расположенного на торсионе 14, приводит к закручиванию торсиона, другой конец которого жестко связан со шпинделем 7. Угол закручивания торсиона 14 пропорционален кинетической энергии шпинделя 7 и определяется жесткими ограничителями 16 и 17, представляющими в данном случае концы паза б.

Энергоемкость торсиона такова, что угол возможного закручивания шпинделя несколько больше угла, определяемого ограничителями

1G и 17. Благодаря этому всегда происходит контакт упора 13 и ограничителя 17 при расчетной угловой скорости шпинделя, величину которой следует выбирать менее 10 рад/сек. (Это легко осуществить, регулируя установочно первоначальный угол закрутки торсиона, когда упор 13 контактирует с ограничителем 16). В результате происходит мгновенная остановка шпинделя 7 всегда в одном и том же положении относительно неподвижного корпуса 5, а следовательно, и относительно неподвижной заготовки.

Ориентация шпинделя является жесткой, ч ак как происходит одновременное взаимодействие ограничителя 17, упора 13 и фиксатора 4, а момент закрученного торсиона меньре момента трения в стыке при остановке шпинделя.

Возвращение деталей устройства в исходное положение достигается при перемещении поршня 1 в положение, указанное на чертеже. При этом упор фиксаторов 2 освобождает фиксатор 11, и гидродвигатель через муфту свободного хода 9 вращает массивный фиксатор 4 до тех пор, пока не наступит взаимо,",с ".ствие фиксатора 3 с упором фиксаторов 2.

b это время исчезает контакт между массив",ым фиксатором 4 и упором 13, расположенíым на закрученном торсионе 14, благодаря чему торсион раскручивается, пока упор 13 не входит в контакт с ограничителем 16. При этом потенциальная энергия торсиона медленно рассеивается в гидродемпфере 18. Обратный клапан 19 гидродемпфера не препятствует быстрому закручиванию торсиона при осуществлении угловой ориентации, но в то же время замедляет обратное движение упора 13 от ограничителя 17 к ограничителю 16, обеспечивая медленную безударную раскрутку торсиона. Рассеивание потенциальной энергии торсиона осуществляется за счет перетекания жидкости в зазорах между лопаткой 20 и корпусом гидродемпфера 18. Поскольку гидродемпфер вращается вместе со шпинделем 7, происходит эффективная теплоотдача поглощенной энергии.

Таким образом, описываемое устройство обеспечивает прекращение вращения заготовок в конце процесса нагрева с угловой ори25 ентацией при нормальном полном контакте упора и фиксатора и минимальных ударных нагрузках при любом моменте инерции шпинделя.

30 Формул а изобретения

Устройство для угловой ориентации шпинделя машины для сварки трением, содержащее фиксатор, снабженный подпружиненным пальцем, шпиндель с винтовым пазом и упор, 35 ограничивающий перемещение подпружиненного пальца по винтовому пазу, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы конструкции, шпиндель выполнен полым и снабжен установленным в его"

40 полости торсионом, один конец которого жест- ко связан со шпинделем, а на другом конце установлен упор.

79 й

Составитель Е. Тютченкова

Редактор Г. Мозжечкова Техред Е, Подурушина

Корректор А. Дзесова

Заказ 1583/17 Изд. № 1451 Тираж 1178 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2