RU152056U1

RU152056U1 - DEVICE FOR FASTENING PARTS WHEN WELDING WITH THEIR RING SEAM

Info

Publication number: RU152056U1
Application number: RU2014143925/02U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Кулик; Анатолий Владимирович Гудков; Людмила Ильинична Черкасова; Николай Игоревич Созонович; Николай Иванович Макаревский; Александр Викторович Шаров; Никита Олегович Картузов
Original assignee: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш"
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-04-27

Abstract

Устройство для закрепления деталей при сварке их кольцевым швом, содержащее приводную и поддерживающую стойки, в которых установлены центры, центрирующие элементы которых предназначены для установки, фиксации и приведения во вращение подлежащих сварке кольцевым швом деталей, а также привод вращения центрирующего элемента приводной стойки, отличающееся тем, что привод вращения выполнен в виде электродвигателя и зубчатой передачи, ведущее зубчатое колесо которой закреплено на выходном валу электродвигателя, а ведомое - на центрирующем элементе, причем устройство оснащено кронштейном, закрепленным на центре приводной стойки, а электродвигатель закреплен на кронштейне, при этом фиксация кронштейна на центре, ведущего зубчатого колеса на выходном валу электродвигателя и ведомого зубчатого колеса на центрирующем элементе осуществляется посредством цанговых зажимов.A device for fixing parts when welding them with an annular seam, containing a drive and supporting racks in which centers are installed, the centering elements of which are designed to install, fix and rotate the parts to be welded with an annular seam, as well as a rotation drive of the centering element of the drive rack, characterized in that the rotation drive is made in the form of an electric motor and a gear transmission, the leading gear of which is fixed on the output shaft of the electric motor, and the driven one on the centering element, and the device is equipped with a bracket mounted on the center of the drive rack, and the motor is mounted on the bracket, while fixing the bracket on the center, the driving gear on the output shaft of the electric motor and the driven gear on the centering element is carried out by collet clips.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для закрепления деталей при сварке их дуговой, плазменной, лазерной, электроннолучевой и другими видами сварки и может применяться для изделий, закрепление которых на сварочной позиции требует их вращения вокруг продольной оси, например, законцовок трубопроводов камер сгорания ракетных двигателей.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for fixing parts when welding them by arc, plasma, laser, electron beam and other types of welding and can be used for products, fixing them at the welding position requires their rotation around the longitudinal axis, for example, pipe ends pipe combustion rocket engines.

Известно устройство для сварки кольцевых швов цилиндрических изделий, в котором подлежащее сварке изделие закрепляют с возможностью вращения от электропривода в многопозиционном манипуляторе, а сварочный инструмент устанавливают с возможностью наведения на сварной стык. Каждая позиция манипулятора представляет собой неподвижный корпус, выполненный в виде диска, в котором установлен шпиндель, связанный с приводом его вращения через зубчатое зацепление. На корпусе манипулятора параллельно оси вращения изделия закреплены направляющие, в которых с возможностью линейного перемещения установлен опорный корпус, выполненный в виде диска. В опорном корпусе соосно со шпинделем установлен подпружиненный центр, служащий для поджатая к шпинделю подлежащего сварке изделия.A device is known for welding circumferential seams of cylindrical products, in which the product to be welded is fixed rotatably from an electric drive in a multi-position manipulator, and the welding tool is mounted with the possibility of pointing at a welded joint. Each position of the manipulator is a fixed housing made in the form of a disk in which a spindle is mounted, connected to the drive of its rotation through gearing. On the case of the manipulator parallel to the axis of rotation of the product are fixed guides in which, with the possibility of linear movement, a support case is made in the form of a disk. A spring-loaded center is installed coaxially with the spindle in the support housing, which serves to tighten the item to be welded to the spindle.

(см. патент РФ №2417144, B23K 37/04, 2011 г.).(see RF patent No. 2417144, B23K 37/04, 2011).

В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно обеспечивает сварку только одного или нескольких типов изделий небольших габаритов, следовательно, данное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями. Необходимо также отметить, что недостаточная величина хода подпружиненного центра, ограниченная величиной сжатия пружины, существенно сокращает номенклатуру свариваемых изделий по длине.As a result of the analysis of a known device, it should be noted that it provides welding of only one or several types of products of small dimensions, therefore, this device has limited functionality. It should also be noted that the insufficient value of the stroke of the spring center, limited by the amount of compression of the spring, significantly reduces the range of welded products along the length.

Известно устройство для сварки кольцевых швов, состоящее из корпуса, в котором установлен шпиндель, связанный с электроприводом посредством зубчатой передачи. На шпинделе имеется центрирующий элемент для установки свариваемого изделия. На корпусе параллельно оси шпинделя установлены направляющие, на которых с возможностью перемещения установлен опорный корпус. Сварочный инструмент, например горелка для сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа, и механизм наведения на сварной стык, закреплены на установленной на корпусе стойке. В опорном корпусе с возможностью продольного перемещения установлен цилиндрический шток. На конце штока в подшипниках, установлен подпружиненный центр, предназначенный для поджима свариваемого изделия к центрирующему элементу шпинделя. Также в опорном корпусе установлен механизм зажима штока, состоящий из имеющего внутреннюю коническую поверхность и неподвижно закрепленного в опорном корпусе кольца, внутри которого с возможностью продольного перемещения установлена втулка. Торец втулки, расположенный внутри неподвижного кольца, контактирует с шариками, расположенными между внутренней конической поверхностью неподвижного кольца и наружной поверхностью штока. Между шариками и опорным корпусом установлена пружина. Второй торец втулки выполнен в виде кулачка, имеющего криволинейную поверхность, которая контактирует с криволинейной поверхностью торцевого кулачка. Также втулка снабжена упорами, расположенными во внутренних пазах опорного корпуса. Торцевой кулачок установлен в опорном корпусе с возможностью вращения и снабжен расположенной радиально рукояткой. На правом конце штока закреплена рукоятка ручного перемещения.A device for welding circumferential seams is known, consisting of a housing in which a spindle is mounted connected to the electric drive by means of a gear transmission. On the spindle there is a centering element for installing the welded product. On the casing parallel to the axis of the spindle, rails are mounted on which a supporting casing is mounted with the possibility of movement. A welding tool, such as a torch for welding with a consumable electrode in a carbon dioxide medium, and a guidance mechanism on the welded joint, are mounted on a rack mounted on the housing. A cylindrical rod is mounted in the support housing with the possibility of longitudinal movement. At the end of the rod in the bearings, a spring-loaded center is installed, designed to compress the welded product to the centering element of the spindle. Also, in the support case, a rod clamping mechanism is installed, consisting of a ring having an inner conical surface and fixedly mounted in the support case of the ring, inside of which a sleeve is mounted with the possibility of longitudinal movement. The end face of the sleeve, located inside the fixed ring, is in contact with the balls located between the inner conical surface of the fixed ring and the outer surface of the rod. A spring is installed between the balls and the support housing. The second end face of the sleeve is made in the form of a cam having a curved surface that is in contact with the curved surface of the end cam. The sleeve is also equipped with stops located in the internal grooves of the support housing. The end cam is rotatably mounted in the support housing and equipped with a radially located handle. A handle for manual movement is fixed on the right end of the stem.

(см. патент РФ на полезную модель №139695, кл. В23К 37/04, 2013 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent for utility model No. 139695, class B23K 37/04, 2013) - the closest analogue.

В результате анализа данного устройства необходимо отметить, что наличие в известном устройстве шпинделя, в котором устанавливается центрирующий элемент усложняет конструкцию, увеличивает ее габариты и снижает точность установки подлежащей сварке детали.As a result of the analysis of this device, it should be noted that the presence of a spindle in the known device in which the centering element is installed complicates the design, increases its dimensions and reduces the accuracy of the installation of the part to be welded.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение качества сварки кольцевых швов за счет сборки-сварки детали в центрах с высокой точностью по радиальному биению и вращения свариваемой детали с точно заданной скоростью.The technical result of the claimed utility model is to improve the quality of welding of fillet welds due to the assembly-welding of the part in centers with high accuracy in radial runout and rotation of the welded part with a precisely specified speed.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для закрепления деталей при сварке их кольцевым швом, содержащем приводную и поддерживающую стойки, в которых установлены центры, центрирующие элементы которых предназначены для установки, фиксации и приведение во вращение подлежащих сварке кольцевым швом деталей, а также привод вращения центрирующего элемента приводной стойки, новым является то, что привод вращения выполнен в виде электродвигателя и зубчатой передачи, ведущее зубчатое колесо которой закреплено на выходном валу электродвигателя, а ведомое - на центрирующем элементе, причем устройство оснащено кронштейном, закрепленным на центре приводной стойки, а электродвигатель закреплен на кронштейне, при этом фиксация кронштейна на центре, ведущего зубчатого колеса на выходном валу электродвигателя и ведомого зубчатого колеса на центрирующем элементе осуществляется посредством цанговых зажимов.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for fixing the parts when welding them with an annular seam, containing the drive and supporting racks, in which centers are installed, the centering elements of which are designed to install, fix and rotate the parts to be welded by the annular seam, as well as the drive rotation of the centering element of the drive rack, new is that the rotation drive is made in the form of an electric motor and gear transmission, the leading gear of which is fixed to the output the bottom of the electric motor shaft, and the driven one on the centering element, the device being equipped with a bracket fixed to the center of the drive column, and the electric motor is mounted on the bracket, while fixing the bracket on the center, the driving gear on the output shaft of the electric motor and the driven gear on the centering element by means of collet clips.

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials on which:

- на фиг. 1 показан общий вид устройства;- in FIG. 1 shows a general view of the device;

- на фиг. 2 - место 1 на фиг. 1.- in FIG. 2 - place 1 in FIG. one.

Устройство для закрепления деталей при сварке их кольцевым швом состоит из приводной 1 и поддерживающей 2 стоек. Стойки могут быть установлены на базовой плите или на столе сварочного приспособления. Для обеспечения поджатая свариваемых деталей стойка 2 может быть установлена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и фиксации в заданном положении. Стойка 2 может быть закреплена на столе или плите. В данном случае фиксация деталей осуществляется перемещением пиноли. В любом случае конструкция стойки 2 является известной и она не составляет предмета патентной охраны. В стойке 2 установлен центр 3, а в стойке 1 - центр 4. Центры являются стандартными конструктивными элементами. Каждый центр выполнен в виде корпуса, закрепленного в стойке и смонтированного в нем в подшипниковых опорах с возможностью вращения центрирующего элемента. Центрирующий элемент центра 4 является приводным. Привод вращения центрирующего элемента центра 4 выполнен в виде электродвигателя 5, кинематически связанного с центрирующим элементом центра 4. Данная кинематическая связь выполнена в виде зубчатой передачи, ведущее зубчатое колесо 6 которой закреплено на выходном валу электродвигателя 5, а ведомое 7 - на центрирующем элементе центра 4. В качестве электродвигателя наиболее целесообразно использовать шаговый двигатель с широким диапазоном регулирования скорости вращения его выходного вала (например, FL86STH156 - 4208А).A device for fixing parts when welding with an annular seam consists of a drive 1 and supporting 2 racks. Racks can be mounted on the base plate or on the table of the welding fixture. To ensure preloaded welded parts, the rack 2 can be installed with the possibility of axial reciprocating movement and fixation in a predetermined position. Stand 2 can be mounted on a table or stove. In this case, the parts are fixed by moving the pins. In any case, the design of the rack 2 is known and does not constitute patent protection. Center 3 is installed in rack 2, and center 4 is installed in rack 1. Centers are standard structural elements. Each center is made in the form of a housing mounted in a rack and mounted in it in bearing bearings with the possibility of rotation of the centering element. The centering element of the center 4 is a drive. The rotation drive of the centering element of the center 4 is made in the form of an electric motor 5, kinematically connected with the centering element of the center 4. This kinematic connection is made in the form of a gear transmission, the driving gear 6 of which is fixed to the output shaft of the electric motor 5, and the driven 7 - on the centering element of the center 4 As the electric motor, it is most expedient to use a stepper motor with a wide range of regulation of the rotation speed of its output shaft (for example, FL86STH156 - 4208A).

Ступица ведущего зубчатого колеса 6 имеет резьбовую часть 8, а также коническую часть, на которой образованы упругие лепестки 9, полученные прорезанием в ступице продольных пазов. На резьбовую часть ступицы имеет возможность навинчивания гайка 10, имеющая коническую часть, контактирующую с конической поверхностью лепестков 9.The hub of the driving gear 6 has a threaded part 8, as well as a conical part, on which elastic petals 9 are formed, obtained by cutting longitudinal grooves in the hub. On the threaded part of the hub has the possibility of screwing a nut 10 having a conical part in contact with the conical surface of the petals 9.

На ступице ведомого зубчатого колеса 7 образован конический участок, на котором имеются упругие лепестки 11, полученные выполнением в ней продольных пазов. В ведомом зубчатом колесе 7 также выполнены резьбовые отверстия 12 под крепежные элементы 13, предназначенные для поджима к колесу 7 втулки 14, имеющей внутреннюю коническую поверхность, контактирующую с конической поверхностью лепестков 11.A conical section is formed on the hub of the driven gear 7, on which there are elastic petals 11 obtained by performing longitudinal grooves in it. The driven gear 7 also has threaded holes 12 for fasteners 13 for pressing the sleeve 14 with the inner conical surface in contact with the conical surface of the petals 11 against the wheel 7.

На корпусе центра 4 закреплена цанга 15, к которой посредством крепежных элементов 16 поджат кронштейн 17, имеющий два отверстия, одно из которых имеет коническую форму и предназначено для контакта с лепестками цанги 15 для ее зажима и разжима, а другое предназначено для пропускания через него вала электродвигателя 5, который крепится к кронштейну 17 крепежными элементами 18. Использование кронштейна позволяет без длительной настройки установить электродвигатель в заданное положение, при котором расстояние между осью вращения его выходного вала и осью центра 4 обеспечивает оптимальные условия зацепления зубьев зубчатой передачи. Нетрудно заметить, что для закрепления зубчатых колес использованы цанговые механизмы.A collet 15 is fixed to the center housing 4, to which, by means of fasteners 16, a bracket 17 is drawn, having two holes, one of which has a conical shape and is designed to contact the petals of the collet 15 for clamping and expanding, and the other is intended for passing a shaft through it the electric motor 5, which is attached to the bracket 17 by fixing elements 18. Using the bracket allows you to set the motor in a predetermined position without a long adjustment, at which the distance between the axis of rotation of its output shaft la and the axis of the center 4 provides optimal conditions for the engagement of the gear teeth. It is easy to see that collet mechanisms were used to secure the gears.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для работы устройство устанавливают на стол сварочного устройства (не показано) таким образом, что оси центров 3 и 4 соосны. Если стойка 1 предварительно не собрана, то осуществляют ее сборку. Для этого устанавливают на корпус центра 4 цангу 15. Надевают на ее лепестки коническим отверстием кронштейн 17 и крепежными элементами 16 поджимают кронштейн к цанге, закрепляя ее на корпусе центра 4. Пропускают через второе отверстие кронштейна вал электродвигателя 5 и крепят его к кронштейну крепежными элементами 18. Надевают на вал электродвигателя гайку 10 и ведущее зубчатое колесо 6. Навинчивают гайку 10 на резьбовую часть ступицы колеса 6, в результате чего упругие лепестки 9 фиксируют ведущее зубчатое колесо 6 на валу электродвигателя 5. На центрирующий элемент центра 4 надевают ведомое зубчатое колесо 7 и поджимают к нему посредством крепежных элементов 13 втулку 14, коническая поверхность которой, контактируя с лепестками 11, фиксирует колесо 7 на центрирующем элементе центра 4. Стойка 1 собрана. Устройство готово к работе.For operation, the device is installed on the table of the welding device (not shown) in such a way that the axes of the centers 3 and 4 are aligned. If the rack 1 is not previously assembled, then carry out its assembly. For this, a collet 15 is mounted on the center case 4. A bracket 17 is put on its petals with a conical hole and the fasteners 16 press the bracket to the collet, fixing it on the center case 4. The motor shaft 5 is passed through the second bracket hole and fastened to the bracket by the fixing elements 18 Put a nut 10 and a drive gear onto the motor shaft 6. Screw the nut 10 onto the threaded portion of the wheel hub 6, as a result of which the elastic tabs 9 fix the drive gear 6 to the shaft of the electric motor 5. On the centering element of the center 4 is put on the driven gear 7 and the sleeve 14 is pressed to it by means of the fastening elements 13, the conical surface of which, in contact with the petals 11, fixes the wheel 7 on the centering element of the center 4. The rack 1 is assembled. The device is ready to go.

Устанавливают в устройство подлежащие сварке детали, которые зафиксированы в требуемом относительном положении в приспособлении или предварительно приварены друг к другу точечной сваркой в нескольких местах. Для установки деталей отводят центр 3 или стойку 2, размещают изделие между центрами 3 и 4, сводят центра друг к другу, фиксируя детали в центрах.The parts to be welded are installed in the device, which are fixed in the required relative position in the fixture or pre-welded to each other by spot welding in several places. To install parts, center 3 or rack 2 is diverted, the product is placed between centers 3 and 4, the centers are brought to each other, fixing the parts in the centers.

Включают электродвигатель 5, настроенный предварительно на заданную скорость вращения его выходного вала, вращение с которого через зубчатую передачу передается на центрирующий элемент центра 4, приводя его, а, следовательно, и свариваемые детали во вращение. Подводят к месту сварки сварочное приспособление и осуществляют сварку на изделии кольцевого шва. Процесс сварки является стандартным и не требует дополнительных пояснений. Отключают электродвигатель 5, отводят центр 3 и снимают с приспособления сваренное изделие. Цикл обработки закончен.An electric motor 5 is turned on, which is preliminarily tuned to a predetermined rotation speed of its output shaft, the rotation of which is transmitted through a gear transmission to the centering element of the center 4, bringing it, and therefore the parts to be welded, into rotation. A welding fixture is brought to the place of welding and welding is performed on the product of the annular seam. The welding process is standard and requires no further explanation. The electric motor 5 is turned off, the center 3 is withdrawn, and the welded product is removed from the device. The processing cycle is completed.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет выполнять операции сборки-сварки в центрах с высокой точностью по радиальному биению (0,006 мм), а также обеспечить вращение свариваемой детали с точно заданной скоростью, что позволяет обеспечить качественную сварку кольцевых швов.Using the proposed utility model, it is possible to perform assembly-welding operations in centers with high accuracy in radial runout (0.006 mm), as well as to ensure rotation of the welded part with a precisely set speed, which allows for high-quality welding of ring joints.

Claims

A device for fixing parts when welding them with an annular seam, containing a drive and supporting racks in which centers are installed, the centering elements of which are designed to install, fix and rotate the parts to be welded with an annular seam, as well as a rotation drive of the centering element of the drive rack, characterized in that the rotation drive is made in the form of an electric motor and a gear transmission, the leading gear of which is fixed on the output shaft of the electric motor, and the driven one on the centering element, and the device is equipped with a bracket mounted on the center of the drive rack, and the motor is mounted on the bracket, while fixing the bracket on the center, the driving gear on the output shaft of the electric motor and the driven gear on the centering element is carried out by collet clips.