SU1637982A1 - Машина дл сварки трением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к машинам дл  сварки тре- нием, и может быть использовано в инструментальной отрасли промышленности . Цель изобретени  - повышение точности соединени  свариваемых изделий, долговечности и надежности машины. Шпиндельный узел машины снабжен осевой гидростатической опорой, размещенной между опорами 2 качени , обладающими высокой радиальной жесткостью. Каретка 17 установлена на скалках 11с помощью радиальных гидростатических опор 18, а силовые цилиндры ее перемещени  выполнены в виде одноштоковых цилиндров , встроенных один в другой с соориенти- рованными навстречу штоками 13 и 14 и полост ми-поршневой 15 внешнего цилиндра и штоковой 16 внутреннего цилиндра, св занными между собой. Гидрораспределитель 25, запирающий поршневую полость 26 внутреннего цилиндра, размещен на штоке 13 внешнего цилиндра, а его рабочие полости 16 и 26 имеют возможность св зи в начале сварки по дифференциальной схеме. Машина имеет блокировочное устройство, выполненное в виде клапана 38 давлени , включенного в гидролинию, насоса 27, питающего силовые цилиндры, полость управлени  которого св зана с насосом 9 радиальных гидростатических опор 18 ка- ретки 17, а друга , пружинна , -из ступеней насоса 9 обеспечени  осевой опоры шпиндел  1. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к машинам дл  сварки тре- нием, и может быть использовано в инструментальной отрасли промышленности .

Цель изобретени  - повышение точности соединени  свариваемых изделий, долговечности и надежности машины.

На чертеже изображена гидрокинематическа  схема машины в исходном положении механизмов.

Машина дл  сварки трением содержит шпиндельный узел, шпиндель 1 которого установлен на опорах 2 качени , обладающих высокой радиальной жесткостью.

. Шпиндель 1 жестко св зан с диском 3, который совместно с торцовой поверхностью 4 стакана 5 образует осевую гидростатическую опору, несущий карман 6 которой соединен гидролинией 7 с одной из ступеней 8 сдвоенного насоса 9. Стакан 5 размещен в корпусе 10, жестко св занном со станиной (не показана) машины. Корпус 10 посредством двух скалок 11 соединен с корпусом 12 задней бабки машины. В корпусе 12 бабки установлены силовые одноштоко- вые цилиндры осевого усили , причем один встроен в другой, штоки 13 и 14 этих цилиндров соориентированы навстречу друг другу , а поршнева  15 и штокова  16 полости

О 00

VI ю

00

ю

внешнего и внутреннего цилиндров объединены между собой, при этом шток 14 внутреннего цилиндра св зан с кареткой 17, установленной на скалках 11, радиальные опоры 18 которой выполнены в виде двух пар, гидростатическими с входными гидросопротивлени ми 19 и подключены гидролинией 20 к второй ступени 21 упом нутого насоса 9. Гидролини  20 св зана с реле давлени  22. На торце 23 штока 13 внешнего цилиндра установлены гидрозамок 24 модульного исполнени  с трехпозиционным распределителем 25 с возможностью запирани  поршневой полости 26 внутреннего цилиндра, либо св зи ее с давлением или сливом гидросистемы.

Другой сдвоенный насос 27 св зан через распределители 25, 28, 29, 30 с цилиндрами осевого усили .

Клапаны давлени  31, 32, 33 позвол ют в разные переходы процесса сварки независимо настраивать давление сдвоенного насоса 27, св занного со штоковой полостью 34 внешнего цилиндра. Клапан 35 используетс  как защита от перегрузки. Одна из сту- пеней 36 насоса 27 гидролинией 37 сообщена с клапаном давлени  38, пружинна  полость управлени  которого соединена с несущим карманом 6 осевой опоры, друга  (противоположна ) полость - с входом гидросопротивлений 19 радиальных опор 18 скалок 11. Слив клапана 38 подключен к реле давлени  39 (низкого давлени  1,5-2 кгс/см ) и через гидросопротивление 40 св зан с баком (в качестве гидросопротивлени  может быть использован участок сливной гидролинии).

Гидросистема обеспечивает под посто нным давлением рабочей жидкостью и другие гидромеханизмы машины, независимо от давлени  ступени 36 насоса 27.

Герметичность подвижных и неподвижных соединений обеспечиваетс  уплотни- тельными элементами 41, фильтраци  рабочей жидкости осуществл етс  фильтрами 42, а охлаждение воздушными радиаторами 43. Позицией 44 обозначены свариваемые детали, позици ми 45-50 - электромагниты гидрораспределителей 25,30,28,29. Гайка 51 установлена на шпинделе дл  регулировани  остаточного давлени  в кармане 6.

Работу машины дл  сварки трением следует рассмотреть по переходам.

Заготовки 44 устанавливают в цанговые зажимы (не показаны) шпиндел  1 и каретки 17, включают вращение шпиндел  1.

Переход на притирку заготовок 44 (фиг.2).

В начале перехода цилиндры наход тс  в крайнем правом положении, т.е. исходном (фиг,1). Включают электромагниты 45 и 46 парораспределителей 25 и 30. Рабоча 

жидкость от обоих ступеней насоса 27 под давлением, определ емым настройкой клапана 31, устремл етс  в обе полости внутреннего цилиндра, так как последний включен по дифференциальной схеме, то ка0 ретка 17 ускоренно подводитс  до соприкосновени  заготовок 44, и далее с усилием притирки происходит их взаимодействие, причем осевое усилие определ етс  площадью штока 14 внутреннего цилиндра и

5 величиной давлени  клапана 31.

Переход на разогрев заготовок 44 (фиг.З).

По сигналу от реле времени (не показано ) электросхемы включаютс  электромаг0 ниты 47,48 и отключаетс  электромагнит 45, 46. Рабоча  жидкость от ступени 36 насоса 27 под давлением, определ емым настройкой клапана 32 и соответствующего усилию прогрева, поступает в полость 34 наружного

5 цилиндра, при этом поршнева  полость 26 внутреннего цилиндра заперта гидрозамком 24.

В этом случае усилие разогрева значительно превышает усилие притирки.

0 Далее по второму сигналу от реле времени гидросистема обеспечивает следующий переход.

Переход на проковку заготовок 44 (фиг.4). Дл  этого одновременно вращение

5 шпиндел  1 прекращаетс  и включаетс  электромагнит 49 гидрораспределител  30 и давление ступени 36 насоса 27 определ етс  настройкой клапана 33.

Усилие проковки превышает усилие ра0 зогрева, при этом по третьему сигналу реле времени, определ ющего длительность этого перехода, каретка 17 отводитс  в исходное положение, дл  этого заготовка 44 в цанге каретки 17 разжимаетс , электромаг5 ниты 46 и 50 гйдрораспределителей 25 и 30 включены, остальные электромагниты обесточены (фиг.1).

Итак, в процессе сварки заготовок 44, каретка 17 гидростатически взвешена на

0 скалках 11, что исключает вибрацию, повышает точность положени  свариваемых заготовок 44, увеличивает срок службы машины, при этом переменное осевое усилие воспринимаетс  гидростатической опо5 рой шпиндел  1, котора  обладает большой демпфирующей способностью.

Рассмотрим возможные отказы в работе машины.

Отсутствует давление в гидролинии 20. т.е. в радиальных гидростатических опорах

18 каретки 17, реле давлени  22 фиксирует этот отказ, выдава  сигнал в электросхему на останов машины, или не разрешает ее включение.

Если в любом цикловом переходе при сварке исчезает давление в кармане 6 гидростатической опоры, то давлением из гидролинии 20 клапаны 38 откроетс , что сразу приведет к сн тию осевого усили  цилиндров , т.е. исключит выход из работы шпин- дельного узла. При открытии клапана 33 рабоча  жидкость, проход  через гидросопротивление 40, создает небольшое давление на нем, достаточно 1-1,5 кгс/см и реле давлени  39 выдаст сигнал в электросхему на останов вращени  шпиндел  1.

Усилие пружины клапана 38 совместно с минимально остаточным давлением в кармане 6 осевой опоры, действующие на золотник клапана 47, должно превышать усилие от давлени  радиальных гидростатических опор 18, действующее с противоположной стороны на этот золотник, причем при потере остаточного давлени  в кармане б осевой опоры клапан 38 устойчиво откры- ваетс , а при возрастании осевого усили , т.е. давлени  в кармане 6, клапан 38 обеспечивает закрытие гидролинии 37. Остаточное давление в кармане б осевой опоры регулируетс  гайкой 51 шпиндел  1 и со- ставл ет не более 2,5-3 кгс/см .

Таким образом, данное электрогидравлическое схемное решение по защите шпиндельного узла при потере давлени  гидросистемойфункционируетэффективно, независимо от уровн  давлени  в силовых цилиндрах, что способствует повышению надежности работы машины.

Гидрораспределитель 25 при отключении электромагнитов 45 и 50 запирает гид- розамком 24 поршнвую полость 26 внутреннего цилиндра, в которой при рабочем давлении во внешнем цилиндре, например , 5 МПа достигает 25 МПа, аналогично мультипликатору давлени .

Описанное размещение гидрораспределител  25 с гидрозамком 24 позвол ет локализовать камеру высокого давлени  в виде поршневой полости 26 и сверлений в штоке 13 внешнего цилиндра, что повышает надежность и безопасность в работе машины .

Кроме того, требуема  коммутаци  гидрораспределителей при проковке достигаетс  за счет переключени  одного гидрораспределител  30 из его нейтрального положени  соответствующего разогреву в одно из крайних, чем достигаетс  кратковременность этого силового перехода, что способствует повышению качества сварки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Машина дл  сварки трением, содержаща  шпиндельный узел, шпиндель которого установлен на опорах качени , каретку, размещенную на скалках, св зывающих корпуса шпиндельного узла и задней бабки, привод каретки и гидросистему управлени  им с гидролини ми нагнетани  и слива и насосом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности соединени  свариваемых заготовок, долговечности и надежности работы, она снабжена гидрозамком с трехпоэиционным гидрораспределителем , блокировочным устройством, двухпозиционным гидрораспределителем, гидросопротивлением, размещенной на шпинделе между опорами качени  осевой гидростатической опорой типа насос-карман и радиальными гидростатическими опорами , посредством которых каретка установлена на скалках, привод каретки выполнен в виде одноштоковых силовых цилиндров с встречно ориентированными встроенными один в другой штоками, причем поршнева  полость внешнего цилиндра и штокова  полость внутреннего цилиндра объединены, рабочие полости внутреннего цилиндра выполнены с возможностью соединени  по дифференциальной схеме, а его шток св зан с кареткой, гидрозамок с трех- позиционным гидрораспределителем установлен на штоке внешнего цилиндра и св зан с поршневой полостью внутреннего цилиндра дл  герметичного запирани  или соединени  с гидролини ми нагнетани  и слива, штокова  полость внешнего цилиндра св зана через двухпозиционный распределитель с насосом и магистралью слива, блокировочное устройство выполнено в виде клапана, соединенного со св зывающей на сос с поршневой полостью внутреннего цилиндра магистралью, пружинна  полость управлени  которого соединена с карманом осевой опоры, втора  полость управлени  - с магистралью питани  гидростатических опор каретки, а выход - со сливной магистралью через гидросопротивление, реле давлени , сообщенного с магистралью питани  гидростатических опор каретки, и второго реле давлени , установленного между гидросопротивлением и выходом клапана.

   1ЧНЛЛ7ОЫ WDWC/7HDXdHOC/Qm bf/ Z/J0g }/ $. t

   C Ui -3- tsl

   «vj