SU1326415A1 - Устройство дл сварки трением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, дл  изготовлени  теплообменной аппаратуры при вварке труб в трубные доски. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества сварного соединени , а также расширение технологических возможностей. Трубу 37 закрепл ют на цанге 14. Посредством цилиндров 22 с плунжерами 33 сдвигают цилиндр 6 до соприкосновени  поверхности трубы 27 г поверхностью отверсти  детали 5. Электродвигатель 27 приводит во вращение вал 26 и эксцентрики 28. Обойма 29 при этом совершает орбитальное движение относительно оси I-I. В результате трени  соприкасающиес  поверхности разогреваютс . После достижени  температуры сварки цилиндр 6 устанавливаетс  соосно оси 1 - 1. Конусна  часть 13 штока 12 вводитс  в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки. 2 з. п. ф-лы, 7 ил. (Л о:) 05 ел фиг.1

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, дл  изготовлени  теплообменной аппаратуры при ввар- ке труб в трубные доски.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества сварного соединени  путем обеспечени  посто нства усили  прижима в местах соприкосновени  поверхностей по всей длине окружности охватывающей детали , а также расширение технологических возможностей путем обеспечени  возможности вварки в трубную решетку труб с различной толпдиной стенки, труб (7-об- разной формы, обоих концов трубы в две решетки.

Кроме того, расширение технологических возможностей обеспечиваетс  за счет регулировки усили  прижима до заданной величины , необходимой дл  сварки детален при изменении их размеров.

На фиг. 1 схематически изображено устройство дл  сварки трением, деталей, одна из которых охватываема , а друга  охватывающа , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 -- устройство дл  сварки трением деталей в положении

закреплени  трубы в цанге; па фиг. б

то же, в положении прижима трубы к стенке отверсти  решетки; на фиг. 7 то же,

в положении проковки (опрессовки) трубы.

Устройство дл  сварки треи.ие.м деталей содержит корпус 1, смонтированный с возможностью возвратно-поступательного перемещени  по направл ющим 2 гюсредство.ч силового цилиндра 3, механиз.м 4 дл  установки и закреплени  охватьп акчцей детали 5. В корпусе 1 установлен силовой цилиндр 6 (гидроцилиндр), имеющий фланец 7, торец которого контактирует с корпусом 1. В торце фланца 7 установлен палец 8, вход щий в камень 9, неремонгающийс  в пазу 10 корпуса 1. Палец 8, камень 9 и паз 10 предохран ют цилиндр 6 от проворачивани . Цилиндр 6 содержит две камеры , в которых расположены HopuieHb 1 1 и HJTOK 12, часть поверхности 13 которого выполнена фасонной. :,

Ца конце П1тока 12 жестко закреплена цанга 14 с рабочей цилиндрической поверхностью и сопр женной с конической поверхностью 15. Фасонна  поверхность 13 HJTOKa 12 взаимодействует с шайбой 16, в которой вы11о.1П1ено отверстие, форма которого аналогична форме гговерх- ности 13. Шайба 16 жестко закренлена на торце фланца 7 дл  нредохранени  П1тока 12 от проворота.

В цилиндре 6 но обе стороны норшн  11 расноложены полости 17 и 18. В Н1токе 12 выполнено продольное отверстие, в котором размещена т га 19, св занна  с поршнем 20, но обе стороны которого расположены полости 2 и 22. Конец т ги 19 выполнен

0

конусной формы дл  взаимодействи  с цангой 14.

Цилиндр 6 установлен в корпусе 1 с возможностью ориентации (центрировани ) в

плоскости, перпендикул рной продольной оси цанги 14 (ось 1-I), с которой совпадает ось отверсти  детали 5, посредством трех силовых цилиндров 23 с рабочими полост ми 24 и плунжерами 25, расположенных по окружности цилиндра 6 на равном рассто нии друг от друга.

В корпусе установлен приводной вал 26, св занный с электродвигателем 27, на конце которого смонтирован эксцентрик 28 с закрепленной на нем обоймой 29.

5 В ней установлены эксцентрики 30, смонтированные на валах 31, закрепленных в корпусе 1, посредством которых обойме 29 сообщают орбитальное перемещение относительно оси I-1. В обойме 29 выполнена выточка, в которой раз.мещен фланец 7 ци0 линдра 6. Торец )зыточкк удерживает фланец 7 Hjконтактиру  с его торцо.м, обеспечивает движение цилиндра 6 в плоскости, перпендикул рной оси I-I.

5

Обойма 29 кинематически св зана с цилин дром 6 посредством механизма регулировани  усили  прижилта, которь й содержит перпендикул рные друг другу и расположенные в плоскост х, перпендикул рных оси --I, силовые цилиндры 32 с нлунжеП рами 33, на концах кгггорых на ос х 34 установлены ролики 35. Плунжеры 33 выполнены с возможностью ограниченного продоль- ног о перемещени  .алл обеспечени  одинаковых зазоров между роликами 35 и фланцем 7. Величина зазора составл ет 0,05-

- 0,1 мм и выбираетс  .фактически дл  обеспечени  бесшумной работы устройства и одновременного центрировани  фланца 7 относительно выточки обоймы 29. Плунжеры 33 предохран ютс  от проворота посредством

1 ТИфтОВ 36.

0 Механизм регулировани  радиального усили  прижима может быть также выполнен , например, в виде пружин, установленных в цилиндрах 32 вместо поршней и воздействующих на плунжеры 33.

Устройство дл  сварки трением деталей работает следуюнщм образом.

Охватываюп1ую дета. 1ь 5 (трубную решетку ) закрепл ют в меха1шзме 4. В отверстие ее ввод т трубу 37 (охватываемую

Q деталь). Ц| линдр 6 посредством цилиндров 23 центрируют относительно оси симметрии отверстии решетки (ось I - I) в плоскости, нерпендикул рной нродольной оси цанги 14. В резул1,тате ось симметрии отверсти  дета.ли 5 соосна нродольной оси

5 цанги 14 (ось I - I) при зафиксированном цилиндре 6. Корпус 1 перемещают по на- правл юп1им 2 посредством цилиндра 3 и цангу 14 ввод т в трубу 37. В полость 21 цилиндра 6 подают масло. Поршень 20 при

этом перемещаетс  вправо вместе с т гой 19, конусный конец которой разжимает цангу 14, в результате чего на ней закрепл етс  труба 37.

После закреплени  трубы 37 на цанге 14, снима  давление в цилиндрах 23, освобождают цилиндр 6. Одновременно масло подают в полости цилиндров 32.

При этом в результате эксцентричной установки обоймы 29 относительно оси I-I плунжеры 33 цилиндров 32, упира сь в цилиндрическую поверхность фланца 7, сдвигают цилиндр б в плоскости, перпендикул рной оси I-I до соприкосновени  наружного диаметра трубы 37 со стенкой отверсти  детали 5, обеспечива  усилие прижима Q, соответствующее давлению масла в полости цилиндра 32, необходимому дл  разогрева соприкасающихс  поверхностей. Перемещение цилиндра 6 прекращаетс .

После соприкосновени  трубы со стенкой отверсти  посредством электродвигател  27 привод тс  во вращение вал 26 и эксцентрики 28 и 30, в результате чего обойма 29 соверщает орбитальное движение относительно оси I-I. Одновременно с включением электродвигател  27 в зазор между трубой и стенкой отверсти  подаетс  инертный газ дл  защиты зоны разогрева от окислени .

Вместе с обоймой 29 совершает орбитальное движение соединенный с ней посредством пальца 8 и камн  9, перемещающегос  в пазу 10 корпуса 1, цилиндр 6 с цангой 14 и закрепленной на ней трубой 37 Относительно оси I-I, совпадающей с осью отверсти  решетки по его окружности . Цанга 14, закрепленна  на штоке 13, предохран етс  от проворачивани  посредством шайбы 16 с фигурной поверхностью , соответствующей поверхности 13 штока.

При этом радиус вращени  обоймы 29 относительно оси 1-I превышает величину зазора между наружным диаметром трубы и стенкой отверсти , а радиус вращени  цилиндра 6 с цангой 14 и трубой соответствует величине зазора между трубой и стенкой отверсти . Прижим трубы к отверстию осуществл етс  посредством плунжеров 33, воздействующих роликами 35 на фланец 7 цилиндра 6.

Усилие прижима в месте контакта трубы и отверсти  посто нное дл  определенной пары деталей, поскольку давление в полост х цилиндров 32 не мен етс . Его величина определ етс  в зависимости от материалов трубы и решетки и величины нагрева до температуры сварки. Усилие прижима направлено по вращающемус  относительно оси I - I радиус-вектору. Скорость его вращени  определ етс  скоростью вращени  вала 26.

В результате трени  соприкасающиес  поверхности трубы и отверсти  решетки разогреваютс .

После разогрева их до температуры сварки давление в полост х цилиндров 32 и в полост х 17 и 21 цилиндра 6 сбрасываетс  и создаетс  давление в

полост х 24 цилиндров 23 и полост х 18 и 22 цилиндра 6. При этом цилиндр 6 устанавливаетс  соосно оси I-I, порщень 1 I его перемещаетс  влево, а конусна  часть 13 щтока 12 входит в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки до соприкосновени  с разогретой поверхностью отверсти  по всей его окружности. При этом создаетс  удельное давление, необходимое дл  сварки. Затем щток 12 с цангой 14 посредством сброса давлени  в полости 18

5 и подачи масла в полость 17 отводитс  в крайнее правое положение. Поршень 20 с т гой 19 цангу 14 не разжимает, и она свободно выходит из трубы за счет перемещени  корпуса 1 по направл ющим 2 посредством цилиндра 3.

0

В отведенном положении устройство готово к повторению цикла.

Такое конструктивное выполнение устройства позвол ет за счет обеспечени  по5 сто нного прижима свариваемых поверхностей улучшить качество сварки и тем самым повысить эксплуатационную надежность теплообменных устройств.

Кроме того, путем обеспечени  точной регулировки усили  прижима, необходи0 мого в каждом конкретном случае в зависимости от материалов свариваемых деталей и неравномерности толщины стенок по диаметру в пределах допуска, повышаетс  качество сварного соединени  и рас- щир ютс  технологические возможности

5 устройства, посредством которого обеспечиваетс  сварка труб между собой, сварка одного конца трубы с решеткой, обоих концов трубы с двум  решетками и вварка в решетку труб, не имеющих возможность вращатьс  вокруг собственной оси, напри мер труб (У-образной формы.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство дл  сварки трением дета- , лей, одна из которых охватываема , друга  - охватывающа , содержащее корпус, смонтированный с возможностью возвратно- поступательного перемещени , и установленный в нем силовой цилиндр, на итоке которого закреплена цанга, отличающеес  П те.м, что, с целью улучшени  качества сварки и расширени  технологических возможностей, оно снабжено механизмом регулировани  радиального усили  прижима и приводной обоймой, смонтированной эксцентрично силовому цилиндру, си.товой 5 цилиндр выполнен с фланцем, установленным в проточке обой.мы с возможностью взаимодействи  с обоймой через механиз.м регулировани  радиального усили  сжати 

   и возможностью орбитального перемещени  в плоскости, перпендикул рной продольной оси цанги, совместно с обоймой.
2. 2. Устройство по п. I, отличающеес  тем, что механизм регулировани  радиального усили  прижима выполнен в виде силовых цилиндров с плунжерами, смонтированных в обойме равномерно по окружности в плоскости, перпендикул рной оси

   цанги, с возможностью взаимодействи  плунжеров с цилиндрической поверхностью фланца силового цилиндра.
3. 3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что рабоча  поверхность цанги выполнена в виде цилиндрической поверхности дл  центрировани  сваривае.мых деталей и сопр женной с ней конической поверхностью дл  проковки.

   А-А

   /J

   , J

   29

   // /////////////////

   36

   Л

   // ////7/////У///7/,

   в-в

   // /////.

   33

   ////////

   у/

   cpus.

   Фае. 5

   32

   23

   фиг. 6

   /

   Z2

   С .оетавито.1ь Э. Вотрона

   Редактор II. Швыдка Тохрел И. ВсрссКорректор С. Черни

   Заказ 3229/1 IТираж 974Подписное

   IMllllllill Государственного комитета (Х .СР но делам изобретений и открытнй

   1 13035, Москва, Ж -35, Раушска  наб., д, 4/5 1рои;п1одстненио-полиграфическое преднри тне, г . Ужгород, ул. Проектна . 4