SU1055613A2 - Машина дл инерционной сварки трением - Google Patents

Abstract

МАШИНАДЛЯ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ПО авт.св. 795821, отличающа с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей машины, маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновени  этих дисков описываютс  следующими уравнени ми h,-K,,. K,.,.R, h при R 4 : R r 00 при R- : R R; при 0 4 R К; R; где h: - толщина набора дисков от первого по i-ый включительно , , . RJ - радиус наружной поверхности i-ro диска м; , К; ,K,, - коэффициенты.

Description

Изобретение относитс  к сварке, а именно к устройства дл  инерцион ной сварки трением. По основному авт.св. 795821 из вестна машина дл  инерционной сварк трением, состо ща  из станины, на к торой установлен электродвигатель привода вала машины. На валу между подшипниковыми опорами жестко закре лен маховик,  вл ющийс  одновременн элементом электромагнитного привода осевого усили . Установленный на, станине электромагнит дл  создани  осевого давлени  на свариваемые детали состоит из катушки и кольцевог магнитопровода, отверстие которого соосно с валом машины и имеет диаметр , позвол ющий свободное прохождение этого вала. Рабочий торец кол цевого электромагнита обращен в сто рону маховика. Между маховиком и электромагнитом имеетс  регулируемы зазор (равный или больший величины укорочени  свариваемых деталей при сварке). На правом конце вала машины установлен зажимной патрон дл  закреплени  вращающейс  свариваемой детали. Левый конец вала соединен с приводным двигателем через муфту, обеспечивающую возможность перемещени  вала машины в осевом направле НИИ. На задней бабке установлен зажимной патрон дл  закреплени  непод вижной свариваемой детали ij . К недостаткам машины относитс  то, что она обеспечивает сварку узкого диапазона диаметров заготовок. Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей машины путем расширени  диапазона диаметров свариваемых заготовок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в машине дл  инерционной сварки трением маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновени  этих дисков описываютс  следу «цими уравнени ми h { h--K,..R K2,.R,

при R t R C50 при К R R r R; при 0 R К; гле К-- толщина набора дисков от . мг вого ПО 1-ЫЙ включительно MJ , RJ-радиус наружной поверхности i-ro диска м ; K;,K,,,KJ;- коэффициенты. Максимальное усилие, развиваемое электромагнитом при прочих равных услови х пр мо пропорционально площади сечени  магнитопровода. При пол

K..-Oi§ElH:Ki...

Rj () „ 6,85h;K.

2.-R-:(Kj:K:jf -HOM наборе дисков суммарна  площадь их сечени  соответствует площади полюсов , неподвижной части электромагнита и максимальна  сила, рг звиваема  электромагнитом равна максимальной расчетной силе При уменьшении количества дисков одновременно с уменьшением моМента инерции маховика уменьшаетс  максимальна  сила, развиваема  электромагнитом, вследствие уменьшени  площади сечени  магнитопровода . Пределы диаметров свариваемых заготовок с уменьшением количества дисков уменьшаютс  и по вл етс  возможность сваривать заготовки меньшего диаметра. Проведенные исследовани  показали , что форма дисков, соответствующа  уравнени м (1) и (2) h,-K..R- К. R, . при R,- R со при .iR 6 R; при О с R $ K;R: где h - толщина набора дисков от 1-го по i-ый включительно R- - наружный радиус i-ro диска Rr . (2) де R(j - наружный радиус наружного полюса электромагнита , Rд - внутренний радиус наружного полиса электромагнита h j - толщина полного набора дисков , соответствующего максимальной силе м , 1 HO - Кдf 7 гГ-Щ- (3) де Rg - наружный радиус внутреннего полюса электромагнита, h - количество дисков. г. п ои л  ц «. V ,- -д1м-и.ОПч л тл ,-,,где - К; ,,K2;i - коэффициенты, величина которых зависит от формы катушки примен емого магнитного материала, типа и диаметра провода катуш ки и других факторов,  вл етс  оптимальной и отклонени  от нее ведут

либо к проигрышу в силе, либо к увеличению момента инерции. Физический смысл такой формы дисков заключаетс  в том, что она обеспечивает посто нство площади сечени , проведенного в диске перпендикул рно лини м магнитного пол . Аналитический расчет такой оптимальной формы-дисков затрудн 1телен, вследствие того, что неизвестна точна  форма линий магнитного пол .

Каждый дополнительный диск увеличивает площадь любого сечени  перпендикул рного лини м магнитного пол  на определенную расчетную величину . Этим достигаетс  увеличение максимальиого усили  при минимальном увеличении момента инерции маховика.

На чертеже изображена машина дл  инерционной сварки трением.

.Машина содержит электромагнит 1, маховик,, состо щий из трех составных дисков 2г4 жестко закрепленных на валу 5 с помощью гайки б и шпонок 7. Составные диски 2-4 с целью уменьшени  зазора между ними соединены жестко болтами 8.

При необходимости сместить диапазон диаметров свариваемых деталей в более низкую зону снимаетс  диск 4 или диски 3 и 4. При этом уменьшаетс  минимальный момент инерции, что уменьшает минимальный диаметр свариваемых заготовок и уменьшает максимальную силу, что уменьшает максимальный диаметр свариваемых заготовок .

На известной машине дл  инерционной сварки трением турбин со сплошным маховиком минимальный момент инерции вращающихс  частей составл ет 0,45 кг-м (в том числе момент инерции маховика 0,3 кг м ) при максимально развиваемом усилии 65 кН.

Оптимальные параметры при сварке турбин имеют следующие значени : начальна  окружна  скорость УОПТ 2,2 м/с, давление РОПТ 120 мПа; удельна  энерги Wопт 90 мДж/м.

На основании этих данных по формулам рассчитываетс  диапазон диаметров свариваемых заготовок

4Fwa. nat

1 8 jLiTnn Vo

/очг 1 UV п

Чтип

ОПТ

J 8 0,45-2,2 . , .„-г.. т, -ООЛОЬ 1б.10 М

16 мм

гт

,

10 М 120-106 - л

та

26 мм

При выполнении маховика составным из трех дисков минимальный момент инерции вращающихс  частей машины при одном диске уменьшаетс  до 0,25 кгм (в том числе момент инерции маховика до 0,1 кг-м ). Максимальное развиваемое усилие уменьшаетс  до 20 кН.

Диапазон диаметров свариваемых заготовок при одном диске следующий

™.-ilH5- oH--. „.

13 мм

4-20-1

1,45-10 м d У

10

14,5. мм

Дл  сварки заготовок в пределах диаметров 14,5-15 мм надо добавить еще один диск.

При сплошном диске диапазон диаметров свариваемых заготовок составл ет 10 NW (26-16 10), а при изготовлении маховика составным увеличиваетс  до 13 мм (26-13 13).

Таким образом, диапазон диаметров свариваемых заготовок расшир ютс  в

1,3 раза.без увеличени  производственной площади, габаритов или мощности машины.

Claims (1)

1. МАШИНА'ДЛЯ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ по авт.св. № 795821, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей машины, маховик выполнен составным из нескольких дисков, причем поверхности соприкосновения этих дисков описываются следующими уравнениями h= ‘0

   I*.

   при R; R oo при К,· R, < R i R( при 0 <R<K; ’ R;

   где h j

   Ri толщина набора дисков от первого по i-ый включительΗθΐ*1, · ф радиус наружной поверхности i-ro диска [м] , - коэффициенты.

   a