SU1207688A1

SU1207688A1 - Axial effort actuator of friction-welding machine

Info

Publication number: SU1207688A1
Application number: SU843759930A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Ведерников; Валерьян Петрович Воинов; Эрнест Ассирович Ровинский; Ефим Аронович Гельман
Original assignee: Челябинский Конструкторско-Технологический Институт Автоматизации И Механизации Автомобилестроения
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1986-01-30

Description

«"

Изобретение относитс к сварке, а более конкретно к приводам машин дл сварки трением, где необходимо обеспечивать трехступенчатый цикл изменени давлени в силовом гидроцилиндре при высокой производительности и экономичности машины.The invention relates to welding, and more specifically to drives of machines for friction welding, where it is necessary to provide a three-step cycle of pressure change in the power cylinder at high productivity and efficiency of the machine.

Цель изобретени - повьшение КПД привода и упрощение его конструкцииThe purpose of the invention is to increase the efficiency of the drive and simplify its design.

На чертеже показана конструктивн схема привода осевого усили машины дл сварки трением (в исходном положении ) .The drawing shows a structural diagram of the drive axial force of the machine for friction welding (in the initial position).

Привод состоит из гидроцилиндра поршень 2 и шток 3 которого имеют такие диаметры, что площадь поверхности со стороны полости 4 пр мого хода в 8-10 раз больше площади поверхности поршн со стороны полости ,5 обратного хода.The drive consists of a hydraulic cylinder piston 2 and the rod 3 of which have diameters such that the surface area on the side of the cavity 4 of the forward stroke is 8-10 times larger than the surface area of the piston on the side of the cavity, 5 is the reverse stroke.

Полость 4 пр мого хода соединена с полостью гидроаккумул тора 6 с помощью запорного золотника 7 с гкдроуправлением. Управл н ций поршень 8 запорного эалотника 7 соединен штоком 9 с затвором 10 и снабжен пружиной 11,, а его поршнева ПОЛОСТЬ 12 соединена с полостью гидроаккумул тора 6. Штокова полость 13 запорного золотника 7 и полости 4 и 5 гидроцилиндра 1 подсоединены к Г1адрос1 анции обеспечени и распределени подачи рабочей жидкости, состо щей из насоса 14, г щрорас- пределителей 15 и 16, предохранительных клапанов 17-19 с электромагнитами 20-245 нагнетающей 25 и сливной 26 магистралей, путевого дроссел 27, бака 28 и некоторых других аппаратов, которые на чертеже не показаны.The cavity 4 of the forward stroke is connected to the cavity of the hydroaccumulator 6 by means of the locking slide valve 7 with hydraulic control. The control piston 8 of the locking etalotnik 7 is connected by a rod 9 with a bolt 10 and is equipped with a spring 11 ,, and its piston CAVITY 12 is connected to the hydraulic accumulator cavity 6. The rod 13 of the locking slide valve 7 and the cavity 4 and 5 of the hydraulic cylinder 1 are connected to and distribution of the working fluid supply, consisting of a pump 14, g of distributor 15 and 16, safety valves 17-19 with electromagnets 20-245 forcing 25 and drain 26 highways, track throttle 27, tank 28 and some other devices that are drawing not according to cauldrons.

Предлагаемый привод осевого усили машины дл сварки трением работает следующим образом.The proposed drive axial force machine for friction welding works as follows.

В исходном положении (позици загрузки соедин емых заготовок в зажимы машины) поршень 2 гидроцилиндра 1 находитс в положении, изораженном на чертеже. Гидроаккумул тор 6 заполнен рабочей жидкостью под давлением 0,6-1,0 МПа. Затвор 10 запорного золотника 7 перекрывает проходной канал под действием усили пружины 11 и давлени в полости 12 на поршень 8. Все электромагниты выключены, благодар чему рабоча жидкость от насоса 14 из напорной магистрали 25 через открыIn the initial position (the loading position of the connected blanks in the machine clips), the piston 2 of the hydraulic cylinder 1 is in the position depicted in the drawing. The hydroaccumulator 6 is filled with a working fluid under a pressure of 0.6-1.0 MPa. The shutter 10 of the shutter valve 7 closes the passage through the force of the spring 11 and the pressure in the cavity 12 on the piston 8. All electromagnets are turned off, so that the working fluid from the pump 14 from the discharge line 25 through the open

207688207688

тые предохранительные клапаны 23 и 24 поступает без сопротивлени в сливную магистраль 26. Насос 14 разгружен . Путевой дроссель 27 частичноThe safety valves 23 and 24 flow without resistance into the drain line 26. The pump 14 is unloaded. Line choke 27 partially

5 .перекрыт.5 is overlapped.

Дл быстрого подвода заготовок включаютс злектромагниты 20, 22 и 23. При этом в нагнетающей магистрали 25 .давление поднимаетс доElectromagnetic magnets 20, 22, and 23 are turned on for fast supply of blanks. In this case, the pressure in the delivery line 25 rises to

10 величины, на которое настроен предохранительный клапан 17. Рабоча жидкость через распределитель 15 и дроссель 27 поступает в полость 4 гидроцилиндра 1, а через распреде15 литель 16 - в полость 13 запорного золотника 7. Сопротивление частично перекрытого дроссе,р: 27 и усилие пружины 11 отрегулированы так, что при давлении в полости 13 большем,10 magnitudes for which the safety valve is set. 17. The working fluid through the distributor 15 and the throttle 27 enters the cavity 4 of the hydraulic cylinder 1, and through the distributor 16 to the cavity 13 of the shutter valve 7. Resistance of the partially blocked dross, p: 27 and spring force 11 adjusted so that when the pressure in the cavity 13 is greater,

20 чем давление в полости 12 на 0,1- 0,2 МПа поршень В перемещаетс вправо, а затвор 10 золотника 7 открывает доступ рабочей жидкости из гидроаккумул тора 6 в полость 420 than the pressure in the cavity 12 by 0.1-0.2 MPa, the piston B moves to the right, and the valve 10 of the spool 7 opens the access of the working fluid from the hydraulic accumulator 6 to the cavity 4

25 гидроцилиндра 1.25 hydraulic cylinders 1.

Благодар большому сечении проходных каналов и малой их длине обеспечиваетс мощный поток рабочей жидкости из гидроаккумул тора 6. Этот мощныйDue to the large cross-section of the flow channels and their small length, a powerful flow of working fluid from the hydroaccumulator 6 is provided. This powerful

30 поток в основном и обеспечивает высокую скорость (пор дка 0,2- 0,3 м/с) движени поршн 2 влево (перемещение зажима машины на позицию сварки). При зтом рабоча жидaj кость от насоса 14 также поступает в полость 4, а рабоча жидкость из полости 5 вытесн етс через сливную магистраль 26 в бак 28.30, the flow is mainly and provides a high speed (on the order of 0.2-0.3 m / s) of the movement of the piston 2 to the left (moving the machine clamp to the welding position). At this time, the working fluid from the pump 14 also enters the cavity 4, and the working fluid from the cavity 5 is forced out through the drain line 26 into the tank 28.

В конце хода поршн 2 (за 5-8 мм до соприкосновени торцов заготовок) путевой дроссель 27 открываетс полностью и давление в полости 13 падает до давлени в полости 4, которое меньше, чем давление в полости 12. В результате поршень 8 под давлением пружины 11 перекрывает затвором 10 доступ рабочей жидкости из гидроаккумул тора 6 в полость 4. Это обеспечивает замедление скорости поршн 2 и безударное соприкосновение торцов заготовок со скоростью, котора определ етс лишь производительностью насоса 14 (пор дка 0,02- 0,03 м/с).At the end of the stroke of the piston 2 (5-8 mm before contact of the ends of the blanks), the throttle 27 opens completely and the pressure in the cavity 13 drops to a pressure in the cavity 4, which is less than the pressure in the cavity 12. As a result, the piston 8 under the pressure of the spring 11 shutter 10 closes the access of the working fluid from the hydroaccumulator 6 to the cavity 4. This ensures the deceleration of the speed of the piston 2 and the unstressed contact of the ends of the workpieces with a speed that is determined only by the performance of the pump 14 (about 0.02-0.03 m / s).

После соприкосновени торцов заготовок сопротивление перемещению поршн 2 становитс бесконечно большим , давление в полост х 4 и 13 возрастает до значени , превышающего давление в гидроаккумул торе 6 на величину, котора определ етс усилием пружины 11 и площадью поршн 8 со стороны штока 9, после чего поршень 8 сжимает пружину 11, и рабоча жидкость из полости 4 поступает в гидроаккумул тор 6.After contact of the ends of the workpieces, the resistance to movement of the piston 2 becomes infinitely large, the pressure in cavities 4 and 13 increases to a value exceeding the pressure in the accumulator 6 by an amount determined by the spring force 11 and the piston 8 area from the rod 9 side, after which the piston 8 compresses the spring 11, and the working fluid from the cavity 4 enters the hydroaccumulator 6.

На этом этапе сварки давление в полости 4 автоматически определ ет величину первой ступени осевого усили сжати заготовок (давление притирки ) . Его величина регулируетс зат жкой пружины 11 и обычно составл ет 0,3/1,0 Mlla.At this stage of welding, the pressure in cavity 4 automatically determines the magnitude of the first step of the axial compression force of the workpieces (lapping pressure). Its value is controlled by the tightening of the spring 11 and is usually 0.3 / 1.0 Mlla.

По истечении времени притирки стыка выключаетс электромагнит 22 и распределитель 16 отсоедин ет полост 13 от нагнетающей магистрали 25, Давление в полости 13 становитс равным давлению в сливной магистрали 26 (т.е. атмосферному давлению), и затвор 10 перекрывает проход рабочей жидкости из полости 4 в полость гидроаккумул тора 6. Давление в полости 4 после этого увеличиваетс до давлени , на которое настроен предохранительный клапан 17 (пор дка 2-8 МПа). Это давление определ ет вторую ступень осевого усили сжати стыка заготовок (давление нагрева).After the time of lapping the joint, the electromagnet 22 is turned off and the valve 16 disconnects the cavity 13 from the injection line 25, the pressure in cavity 13 becomes equal to the pressure in drain pipe 26 (i.e., atmospheric pressure), and the shutter 10 blocks the passage of working fluid from cavity 4 into the cavity of the hydroaccumulator 6. The pressure in the cavity 4 is then increased to a pressure for which the safety valve 17 is adjusted (on the order of 2-8 MPa). This pressure determines the second stage of the axial compression force of the butt joint (heating pressure).

После окончани этапа нагрева дл завершени цикла сварки необходимо повысить последнее в раза. Это осуществл етс выключением элеи тро- магнита 23 и включением электромагнита 24. В результате этого давление в нагнетающей магистрали 25 и полости 4 повьшгаетс до величины, на которую настроен предохранитель- , ный клапан 18 (пор дка 8-15 МПа).After the end of the heating phase, in order to complete the welding cycle, it is necessary to increase the latter by a factor. This is done by turning off the electromagnet 23 and turning on the electromagnet 24. As a result, the pressure in the delivery line 25 and cavity 4 is increased to the value to which the safety valve 18 is adjusted (about 8-15 MPa).

Дл отвода поршн 2 гидроцилиндра 1 в исходное положение выключают электромагнит 20 и включаютс электромагниты 21 и 22. Рабоча жидкость из нагнетающей магистрали 25 под высоким давлением (8-15 -Жа) подаетс через распределители 15 и 16 в полости 5 и 13. Под давлением рабочей жидкости в полости 5 поршень 2 перемещаетс вправо, вытесн раг бочую жидкость из полости 4 в полость гидроаккумул тора 6 через открывающийс в результате подачи давлени в полость 13 золотник 7. Благодар высокому давлению и In order to retract the piston 2 of the hydraulic cylinders 1, the electromagnet 20 is turned off and electromagnets 21 and 22 are turned on. The working fluid from the delivery line 25 under high pressure (8-15 -ZH) is fed through the distributors 15 and 16 into cavities 5 and 13. Under the pressure of the working the fluid in the cavity 5, the piston 2 moves to the right, displacing the secondary fluid from the cavity 4 into the cavity of the hydroaccumulator 6 through the valve 7 opened as a result of pressure applied to the cavity 13. Due to the high pressure and

0 тому, что площадь поршн 2 со стороны полости 5 в 8-10 раз меньше, чем со стороны полости 4, при малой производительности насоса 14 обеспечиваетс скорость обратного хода порш5 н 2, примерно равна скорости пр мого хода. При этом производитс полна зар дка гидроаккумул тора 6. После зар дки гидроаккумул тора 6 лишн жидкость сбрасьшаетс через пре0 дохранительный клапан 19 и сливную магистраль 26 в бак 28, обеспечива рециркул цию ее запаса в гидроаккумул торе 6 дл очистки и охлаждени .According to the fact that the area of the piston 2 on the side of cavity 5 is 8-10 times smaller than that on the side of cavity 4, with a small capacity of the pump 14, the speed of the reverse stroke of the piston 5 n 2 is approximately equal to the speed of the forward stroke. In this case, a full charging of the hydroaccumulator 6 is performed. After charging the hydroaccumulator 6, the excess liquid is discharged through the safety valve 19 and the drain line 26 into the tank 28, ensuring recirculation of its supply in the hydroaccumulator 6 for cleaning and cooling.

5 Площадь сечени штока 9 запорного золотника 7 выбрана равной площади запираемого затвором 10 отверсти в золотнике дл того, чтобы исключить вли ние давлени в полости5 The cross-sectional area of the rod 9 of the locking slide valve 7 is chosen to be equal to the area of the hole locked by the shutter 10 in the slide in order to eliminate the influence of pressure in the cavity

Q 4 на момент открыти и закрыти Q 4 at the time of open and close

золотника 7 дл обеспечени простоты регулировки величины первой ступени осевого усили за счет изменени только усили зат жки пружины 11, так как при равенстве этих площадейspool 7 for easy adjustment of the magnitude of the first stage of axial force by changing only the force of pulling the spring 11, since with these areas being equal

силы ка затвор 10 от давлени в полости 4 уравновешиваютс .The forces ka 10 from the pressure in cavity 4 are balanced.

Таким образом, предлагаемый гидропривод осевого усили мапшны дл сварки трением благодар своим конструктивным признакам обеспечивает работу машины по трехступенчатому циклу изменени давлени с высокой производительностью и экономичностью при относительной простоте конструкции силовой части н схемы управлени .Thus, the proposed axial force hydraulic drive for friction welding, due to its design features, ensures the operation of the machine in a three-step pressure change cycle with high productivity and efficiency while the relative simplicity of the power unit and control circuit design.

00

5five

Claims

AXIAL DRIVE. EFFORTS OF A FRICTION WELDING MACHINE, containing a hydraulic cylinder with forward and reverse cavities for approaching and creating an axial compressive force of the workpieces to be joined, a hydraulic station for supplying and distributing working fluid, including a valve, hydraulic control valves and safety valves with electromagnets, an oil tank, and a travel choke pumping and a drain line and a hydraulic accumulator, which are distinguished by the fact that, in order to increase the efficiency of the drive and simplify its design, it is equipped with a hydraulically operated shut-off valve, the shutter of which It is fixedly connected to the rod of the spring-loaded piston of the spool, the rod cavity of the piston of the spool is connected to a hydraulic station for supplying and distributing the working fluid, the piston to the hydraulic accumulator, and the cross-sectional area from the rod is equal to the area of the shutter that accepts fluid pressure from the side opposite to the rod, and the accumulator is connected to the cavity of the forward stroke of the hydraulic cylinder through the locking valve.

tsht ^pp ί