RU1770103C

RU1770103C - Machine for resistance flash-butt welding with preheating

Info

Publication number: RU1770103C
Application number: SU904778486A
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Ильин; Юрий Иванович Денисов; Ярослав Иванович Микитин
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Изобретение относитс к сварке, а именно к контактным стыковым машинам дл сварки оплавлением с предварительным подогревом за счет возвратно-поступательных перемещений подвижного зажима, и может быть использовано в машинах, работающих с управлением процессом подогрева по жесткой временной программе, Цель изобретени - снижение трудоемкости изготовлени машины и увеличение производительности за счет обеспечени минимального зазора между детал ми при подо- греве. Машина дл контактной стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом содержит подвижный и неподвижный зажимы, привод оплавлени и осадки и пневматический привод подогрева с пнев- моцилиндром взвода. Корпус пневмоцилин- дра жестко св зан с подвижным зажимом. Машина снабжена самотормоз щимс эксцентриком , ось вращени которого жестко св зана с подвижным зажимом, а также регулировочным устройством. Регулировочное устройство выполнено в виде подпружиненного толкател с регулировочной гайкой ограничител хода, св занной с приводом оплавлени и осадки. Со стороны минимального радиуса эксцентрик подпружинен относительно подвижного зажима, а со стороны большого радиуса св зан со штоком пневмоцилиндра взвода, 1 ил. сл сThe invention relates to welding, namely, contact butt welding machines for pre-heated fusion due to reciprocating movements of the movable clamp, and can be used in machines operating with control of the heating process according to a strict time program. The purpose of the invention is to reduce the complexity of manufacturing a machine and an increase in productivity by providing a minimum clearance between the parts during heating. The pre-heated flash butt welding machine comprises movable and fixed clamps, a fusion and precipitation drive, and a pneumatic heating drive with a platoon pneumatic cylinder. The housing of the pneumatic cylinder is rigidly connected to the movable clamp. The machine is equipped with a self-locking eccentric, the axis of rotation of which is rigidly connected to the movable clamp, as well as an adjustment device. The adjusting device is made in the form of a spring-loaded plunger with an adjusting nut of the travel limiter associated with the flashing and precipitation drive. On the side of the minimum radius, the eccentric is spring-loaded relative to the movable clamp, and on the side of the large radius, it is connected to the stem of the platoon pneumatic cylinder, 1 il. next to

Description

Изобретение относитс к области сварки , а именно к контактным стыковым машинам дл сварки оплавлением с предварительным подогревом за счет возвратно-поступательных перемещений подвижного зажима, и может быть использовано в машинах, работающих с управлением процессом подогрева по жесткой временной программе.The invention relates to the field of welding, and in particular to contact butt welding machines for pre-heated fusion due to reciprocating movements of the movable clamp, and can be used in machines operating with a controlled heating process according to a strict time program.

Известна машина дл контактной стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом (а.с. СССР № 766787 от 06.06.80 г.), в которой имеетс пневматический привод подогрева, обеспечивающий с помощью дополнительного пневматического цилиндра, установленного на двупле- :чем рычаге, минимальный зазор между свариваемыми детал ми только в конце подогрева . В ходе же всего процесса предва- рительного подогрева зазор между детал ми при отходе подвижного зажима увеличиваетс по мере укорочени деталей за счет оплавлени при их разведении. При сведении и разведении подвижного зажима пневматическим приводом клинового механизма сварочна машина, особенно при большом рассто нии между свариваемымиA known machine for flash butt welding with preheating (AS USSR No. 766787 dated 06/06/80), in which there is a pneumatic heating drive that provides, with the help of an additional pneumatic cylinder mounted on a two-sided: minimum lever clearance between the parts to be welded only at the end of the heating. In the course of the entire preheating process, the gap between the parts increases when the movable clamp moves away, as the parts are shortened due to reflow during separation. When reducing and diluting the movable clamp with the pneumatic drive of the wedge mechanism, the welding machine, especially with a large distance between the welded

х|x |

XI оXi o

-л-l

оabout

Сл)C)

детал ми, испытывает значительные динамические нагрузки.details, experiencing significant dynamic loads.

Известна также машина дл контктной стыковой сварки оплавлением с импульсным подогревом (а.с. СССР № 739821 от 14.02.80 г.), прин та за прототип, в которой во врем подогрева подвижный зажим отходит на посто нную величину благодар применению двух клиньев, ст нутых пружиной, пневмоцилиндра подогрева, двух пневматических цилиндров взвода клиньев, а также подпружиненного упорного буртика с выступом, определ ющим отход подвижного зажима при подогреве независимо от диаметров свариваемых деталей.There is also a known machine for flash butt welding with flash heating (AS USSR No. 739821 dated 02.14.80), adopted as a prototype in which the movable clamp moves to a constant value during heating due to the use of two wedges spring, a heating pneumatic cylinder, two pneumatic cylinders of a platoon of wedges, as well as a spring-loaded thrust collar with a protrusion that defines the withdrawal of the movable clamp during heating, regardless of the diameters of the parts to be welded.

Недостатком этой машины с пневматическим приводом предварительного подогрева с посто нным отходом при подогреве вл етс то, что при сварке деталей различных диаметров (например, 20 или 60 мм) необходим различный отход подвижного зажима при подогреве, а также сложность конструкции привода предварительного подогрева из-за наличи большого количества деталей, что приводит к повышению трудоемкости изготовлени , Причем при сварке стержней диаметром 20 мм подвижный зажим при подогреве должен отходить на меньшую величину, чем при сварке стержней диаметром 60 мм. При изготовлении сварочной машины по прототипу вынуждены привод предварительного подогрева собирать таким образом, чтобы обеспечивалс отход подвижного зажима (разрыв вторичной цепи сварочной машины ) в течение всего процесса предварительного подогрева применительно к сварке стержней диаметром 60 мм. Как показали эксперименты, величина отхода подвижного зажима при предварительном подогреве стержней диаметром 60 и 20 мм составила соответственно 2,0 и 0,5 мм.The disadvantage of this machine with a pneumatic preheater drive with constant waste during preheating is that when welding parts of different diameters (for example, 20 or 60 mm), different moving clamp retreats are required during preheating, as well as the complexity of the preheating drive design due to the presence of a large number of parts, which leads to an increase in the complexity of manufacturing. Moreover, when welding rods with a diameter of 20 mm, the movable clamp during heating should be reduced by a smaller amount than when welding st rods with a diameter of 60 mm. In the manufacture of a welding machine according to the prototype, the preheating drive is forced to be assembled in such a way that the movable clamp is removed (breaking the secondary circuit of the welding machine) during the entire preheating process as applied to welding rods with a diameter of 60 mm. As experiments showed, the magnitude of the withdrawal of the movable clamp during the preliminary heating of the rods with a diameter of 60 and 20 mm was 2.0 and 0.5 mm, respectively.

Целью изобретени вл етс снижение трудоемкости изготовлени и увеличение производительности за счет обеспечени минимального зазора между детал ми при подогреве.The aim of the invention is to reduce the complexity of manufacturing and increase productivity by ensuring a minimum clearance between parts during heating.

Поставленна цель достигаетс тем, что известна машина дл контактной стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом , содержаща подвижный и неподвижный зажимы, привод оплавлени и осадки и пневматический привод подогрева с пневмоцилиндром взвода, корпус которого жестко св зан с подвижным зажимом, согласно изобретению снабжена самотормоз щимс эксцентриком, ось вращени которого жестко св зана с подвижным зажимом , регулировочным устройством, выполненным в виде подпружиненногоThis goal is achieved by the fact that the known flash butt welding machine with preheating, comprising movable and fixed clamps, a flashing and draft drive and a pneumatic heating actuator with a platoon pneumatic cylinder, the housing of which is rigidly connected to the movable clamp, is equipped with a self-locking eccentric according to the invention the axis of rotation of which is rigidly connected with a movable clamp, an adjustment device made in the form of a spring-loaded

толкател с регулировочной гайкой ограничител хода, св занной с приводом оплавлени и осадки, со стороны минимального радиуса эксцентрик подпружинен относи5 тельно подвижного зажима, а со стороны большого радиуса св зан со штоком пневмоцилиндра взвода.the pushrod with the adjusting nut of the travel limiter associated with the flashing and draft drive, on the side of the minimum radius, the eccentric is spring-loaded relative to the movable clamp, and on the side of the large radius it is connected to the stem of the cocking pneumatic cylinder.

На чертеже приведена кинематическа схема машины.The drawing shows a kinematic diagram of a machine.

0 Машина состоит из неподвижного зажима 1, подвижного зажима 2, пневматического привода подогрева 3, пневмоцилиндра взвода 4 со штоком 5, ролика 6, кулачка оплавлени и осадки 7, при5 вода оплавлени и осадки 8, регулировочного ограничител хода 9, упора 10, толкател 11, пружины .самотормоз щегос эксцентрика 13, пружины поворота 14 и двух пневмоцилиндров 15 и0 The machine consists of a fixed clamp 1, a movable clamp 2, a pneumatic heating actuator 3, a platoon pneumatic cylinder 4 with a rod 5, a roller 6, a reflow and draft cam 7, at 5 a reflow and draft cam 8, a travel stop 9, a stop 10, a pusher 11 springs. self-locking brackets of an eccentric 13, rotation springs 14 and two pneumatic cylinders 15 and

0 16.0 16.

Машина работает следующим образом.The machine operates as follows.

В исходном положении при подаче наIn the starting position when feeding on

машину сжатого воздуха в пневмоцилиндрыcompressed air machine into pneumatic cylinders

15 и 16 подвижный зажим занимает правое15 and 16 movable clamp occupies the right

5 исходное положение из-за разницы площадей в штоковой и поршневой полост х этих пневмоцилиндров. Одновременно с подачей сжатого воздуха на машину сжатый воздух поступает в поршневую полость5, the initial position due to the difference in area in the rod and piston cavities of these pneumatic cylinders. Simultaneously with the supply of compressed air to the machine, the compressed air enters the piston cavity

0 пневмоцилиндра 4, а шток которого, перемеща сь , повернет самотормоз щийс эксцентрик 13, так что он относительно толкател 11 займет положение с минимальным диаметром. При вращении эксцентрика0 of the pneumatic cylinder 4, and the rod of which, moving, will turn the self-braking eccentric 13, so that it is in relation to the pusher 11 with a minimum diameter. When rotating the cam

5 13 от пневмоцилиндра 4 раст нетс пружина 14. Подвижный зажим, перемеща сь вправо от пневмоцилиндров 15 и 16, через самотормоз щийс эксценрик 13 будет воздействовать на толкатель 11, которы, сжи0 ма пружину 12, преодолеет зазор а, дойдет до соприкосновени с упором 10 и далее через ролик 6 -до кулачка оплавлени и осадки 7. После зажати свариваемых деталей в зажимах 1 и 2 и включени машины5 13 from the pneumatic cylinder 4, the spring 14 is growing. The movable clamp, moving to the right of the pneumatic cylinders 15 and 16, through the self-locking eccentric 13 will act on the plunger 11, which, by compressing the spring 12, will overcome the gap a, will come to contact with the stop 10 and then through the roller 6 to the reflow and precipitation cam 7. After clamping the parts to be welded in clamps 1 and 2 and turning on the machine

5 в автоматическую работу в режиме с предварительным подогревом сжатый воздух в пневмоцилиндре 4 переключаетс в его штоковую полость, поршень убираетс до упора в крышку цилиндра 4 и остаетс там5, in automatic operation in the preheating mode, the compressed air in the pneumatic cylinder 4 is switched to its rod cavity, the piston is fully retracted into the cylinder cover 4 and remains there

0 вплоть до раскрыти зажимов. После подачи команды сжатый воздух из поршневых полостей пневмоцилиндров 15 и 16 соедин етс с атмосферой и под действием сжатого воздуха в штоковых полост х пневмоцилин5 дров 15 и 16 свариваемые детали сближаютс , выбира первоначальный зазор между ними. При этом эксцентрик 13 перемещаетс вместе с кареткой подвижнго зажима, пружина 12 досылает толкатель 11 вперед0 up to the opening of the clamps. After giving a command, the compressed air from the piston cavities of the pneumatic cylinders 15 and 16 is connected to the atmosphere and, under the action of compressed air in the rod cavities of the pneumocylinders 5, firewood 15 and 16, the parts to be welded come together, choosing the initial gap between them. In this case, the eccentric 13 moves together with the carriage of the movable clamp, the spring 12 sends the pusher 11 forward

до упора в эксцентрик до тех пор, пока путьall the way to the eccentric until the path

пройденный подвижным зажимом, не будет больше рассто ни а, после чего толкатель 11 упретс под действием пружины 12 своим выступом в регулировочную гайку 9 ограничител хода, а эксцентрик 13 под дей- ствием пружины 14 повернетс по часовой стрелке, выбира зазор до упора в толкатель 11. При этом усилие пружины 14 много меньше усили пружины 12. После окончани выдержки времени деталей в сведен- ном состо нии, определ емой электрической схемой, полости пневмоци- линдров 15 и 16 соедин ютс с атмосферой и сжатый воздух поступает в их поршневые полости, происходит разведение деталей. Каретка перемещаетс вправо вместе с самотормоз щимс эксцентриком 13, толкателем 11 вплоть до упора 10, выбира зазор а, сжима пружину 12. При этом благодар тому, что эксцентрик 13 самотормоз щийс , перемещение подвижного зажима при разведении деталей под действием усили от пневмоцилиндров 15 и 16 произойдет только на величину а. В момент разрыва сварочной цепи машины (начало разведени деталей) происходит кратковременное оплавление торцов деталей и укорочение их вылетов. После окончани выдержки времени в разведенном состо нии подаетс команда на сведение деталей. Дл этого необходимо поршневые полости пневмоцилиндров 15 и 16 соединить с атмосферой и подать сжатый воздух в штоковые полости этих пневмоцилиндров. Предварительный подогрев будет осуществл тьс до тех пор, пока не закончитс установленное заранее количество возвратно-поступательных перемещений , определ емое электрической схемой машины. После окончани предварительного подогрева сжатый воздух посту- пает в поршневые полости пневмоцилиндров 15 и 16, а их штоковые полости соедин ютс с атмосферой, подвижный зажим отойдет на рассто ние а, образу зазор между свариваемыми детал - ми, включаютс в работы привод оплавлени и осадки 8. Происходит оплавление, вставкой на кулачке 7 через самотормоз щийс эксцентрик 13 производитс осадка и в момент начала отсчета осадки подтоком. Поршневые полости пневмоцилиндров 15 и 16 соедин ютс с атмосферой вплоть до прихода кулачка 7 в исходное положение. Подвижной зажим остаетс в положении после осадки. В момент раскрыти зажимов сжатый воздух в пневмоцилиндре 4 переключаетс в его поршневую полость и происходит взвод эксцентрика 13. Кулачок 7, остановившись от концевого выключател , дает команду на подачу сжатого воздуха вpassed by the movable clamp, there will be no more distance a, after which the pusher 11 rests under the action of the spring 12 with its protrusion in the adjusting nut 9 of the stroke limiter, and the eccentric 13 under the action of the spring 14 rotates clockwise, choosing the gap to the stop in the pusher 11 In this case, the force of the spring 14 is much less than the force of the spring 12. After the time-out of the parts in the reduced state determined by the electric circuit, the cavities of the pneumatic cylinders 15 and 16 are connected to the atmosphere and compressed air enters their piston cavities and, there is a breeding of parts. The carriage moves to the right together with the self-locking eccentric 13, the pusher 11 up to the stop 10, choosing the gap a, compressing the spring 12. Moreover, due to the eccentric 13 self-braking, moving the movable clamp during the separation of parts under the action of the forces from the pneumatic cylinders 15 and 16 will occur only by a. At the moment of breaking the welding circuit of the machine (the beginning of the breeding of parts), a short-term fusion of the ends of the parts and a shortening of their flights takes place. After the time-out in the diluted state has ended, a command is given to reduce the details. For this, it is necessary to connect the piston cavities of the pneumatic cylinders 15 and 16 to the atmosphere and supply compressed air to the rod cavities of these pneumatic cylinders. Preheating will be carried out until the predetermined number of reciprocating movements determined by the electrical circuit of the machine is completed. After the preheating is completed, compressed air enters the piston cavities of the pneumatic cylinders 15 and 16, and their rod cavities are connected to the atmosphere, the movable clamp moves a distance a, forming a gap between the parts to be welded, the fusion and precipitation drive are turned on 8 Melting occurs, by inserting on the cam 7 through a self-locking eccentric 13, sediment is produced and, at the moment the sediment begins to count, the flow occurs. The piston cavities of the pneumatic cylinders 15 and 16 are connected to the atmosphere until the cam 7 returns to its original position. The movable clamp remains in position after upsetting. At the time of opening the clamps, the compressed air in the pneumatic cylinder 4 is switched into its piston cavity and the eccentric 13 is cocked. The cam 7, having stopped from the limit switch, gives a command to supply compressed air to

обе камеры пневмоцилиндров 15 и 16 и подвижный зажим 2 плавно возвращаетс в исходное положение. Цикл сварки заканчиваетс .both chambers of the pneumatic cylinders 15 and 16 and the movable clamp 2 smoothly return to their original position. The welding cycle ends.

По мере проведени предварительного подогрева происходит укорочение вылетов свариваемых деталей, но подвижный зажим будет все врем при разведении отходить на посто нный зазор а, что обеспечивает работу машины без значительных динамических нагрузок от пневмоцилиндров 15 и 16. При смене диаметров свариваемых деталей имеетс возможность мен ть величину отхода а. Дл этого предусмотрена регулировочна гайка 9.As the preheating is carried out, the departures of the parts to be welded are shortened, but the movable clamp will all the time, when breeding, move to a constant clearance a, which ensures the operation of the machine without significant dynamic loads from the pneumatic cylinders 15 and 16. When changing the diameters of the parts to be welded, it is possible to change the value waste a. For this, an adjusting nut 9 is provided.

Предлагаема машина по сравнению с прототипом позвол ет существенно снизить количество деталей, вход щих в привод предварительного подогрева, что приводит к меньшей трудоемкости изготовлени сварочной машины. Кроме того, благодар наличию регулировки отхода подвижного зажима при подогреве имеетс возможность уменьшить промежутки времени между окончанием предварительного подогрева и началом оплавлени , что также положительно сказываетс на качестве сварных соединений и увеличении производительности . Причем чем меньше врем между подогревом и оплавлением, тем более благопри тны услови дл- зав зывани процесса оплавлени . Обычно при сварке деталей компактного сечени после предварительного подогрева начальна скоростьсоставл етО,3-0,5мм/си дл того, чтобы подвижному зажиму преодолеть рассто ние 1,5-2 мм, обеспечиваемое машиной по прототипу после предварительного подогрева, затрачиваетс врем от 3 до 5 с. В предлагаемой машине с регулировкой величины отхода подвижного зажима при предварительном подогреве переход от подогрева к оплавлению происходит быстрее и не превышает 1 с.The proposed machine, compared with the prototype, can significantly reduce the number of parts included in the preheating drive, which leads to less laborious manufacture of a welding machine. In addition, due to the adjustment of the withdrawal of the movable clamp during heating, it is possible to reduce the time intervals between the end of the preheating and the start of reflow, which also has a positive effect on the quality of the welded joints and an increase in productivity. Moreover, the shorter the time between heating and reflow, the more favorable the conditions for initiating the reflow process. Usually, when welding parts of a compact cross section after preheating, the initial speed is 0–0–0.5 mm / s, in order for the movable clamp to overcome the distance of 1.5–2 mm provided by the prototype machine after preheating, it takes 3 to 5 with. In the proposed machine with adjusting the magnitude of the withdrawal of the movable clamp during preheating, the transition from preheating to reflow is faster and does not exceed 1 s.

Обеспечение минимального отхода деталей при подогреве, быстрый переход от подогрева к оглавлению, создание более широкой зоны нагрева приторцовых участков при подогреве позвол ют выполнить процесс оплавлени на повышенных скорост х , что также увеличивает производительность машины.Providing minimal waste of parts during heating, a quick transition from heating to the table of contents, creation of a wider heating zone of the side sections during heating allow the melting process to be carried out at higher speeds, which also increases the productivity of the machine.

Claims

The claims

A pre-heated flash butt welding machine comprising movable and fixed clamps, a melting and settling drive, and a pneumatic heating actuator with a platoon pneumatic cylinder, the casing of which is rigidly connected to the movable clamp, so that, in order to reduce the complexity of manufacturing and increase productivity by ensuring a minimum clearance between the parts when heated, the machine is equipped

self-locking eccentric, the axis of rotation of which is rigidly connected with the movable clamp, adjusting

a device made in the form of a spring-loaded pushrod with an adjusting nut-limiter associated with the flashing and precipitation drive, from the side of the minimum radius the eccentric is spring-loaded relative to the movable clamp, from the side of the larger radius it is connected to the rod of the cocking pneumatic cylinder.

7. 8