SU461487A3

SU461487A3 - Friction welding machine

Info

Publication number: SU461487A3
Application number: SU1847862A
Authority: SU
Inventors: Джилберт Сирл Джон; Джон Хант Дэвид
Original assignee: Олвуд Сиррл Энд Таймни (Холдингз) Лимитед (Фирма)
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1975-02-25
Also published as: AU4818272A; FR2157970B1; DE2252837A1; FR2157970A1; IT966816B; JPS4872059A; SE391659B; GB1414454A; DE2252837C2; JPS5711753B2; AU472189B2

Description

Изобретение относитс к устройствам дл сварки трением.The invention relates to devices for friction welding.

В предлагаемой установке дл сварки трением используетс известный принцип перемещени одной свариваемой детали относительно другой возвратно-поступательного или по круговой траектории.The proposed friction welding machine uses the well-known principle of moving one piece to be welded relative to another reciprocating or along a circular path.

Усили осадки при сварке трением достигают больших величин. Поэтому необходимо соответствующее устройство, полностью или частично снимающее реакцию от этого усили на жесткую раму мащины. В известном устройстве эту функцию выполн ют частично гидростатические опоры, частично приводные клинообразные элементы, которые не обеспечивают удовлетворительной защиты жесткой рамы от воздействи сил реакции .Strengths during friction welding reach large values. Therefore, an appropriate device is needed that completely or partially removes the reaction from this force to the rigid frame of the machine. In the known device, this function is performed by partially hydrostatic bearings, partially driving wedge-shaped elements, which do not provide satisfactory protection of the rigid frame from the effects of reaction forces.

Цель изобретени - создание такой установки дл сварки трением, в которой полностью или хот бы частично было сн то воздействие сил реакции на жесткую раму установки , а также использование средств, ограничивающих инерцию от возвратно-поступательного , кругового или какого-либо другого движени опоры со свариваемым компонентом .The purpose of the invention is to create such an installation for friction welding, in which the effects of reaction forces on the rigid frame of the installation were completely or at least partially removed, as well as the use of means limiting the inertia from reciprocating, circular or some other movement of the support with component.

Это достигаетс тем, что предлагаема установка оснащена гибкими и упругими щтангами одинаковой длины, установленными параллельно друг другу и расположенными на разных уровн х по отнощению к зоне сварки, но по одну сторону от плоскости торцов свариваемых изделий, причем одни концы гибких щтанг креп тс к раме, другие - к колеблющейс опоре; при этом установка снабжена средством ограничени сил инерции от колебани опоры, которое выполнено в виде противовеса, прикрепленного гибкимиThis is achieved by the fact that the proposed installation is equipped with flexible and elastic beams of the same length, installed parallel to each other and located at different levels with respect to the welding zone, but on one side of the plane of the ends of the products being welded, with one end of the flexible shhtang being attached to the frame , others - to an oscillating support; the installation is equipped with a means of limiting the inertia forces from the oscillation of the support, which is made in the form of a counterweight attached by flexible

упругими т гами к колеблющейс опоре.elastic r ts to the oscillating support.

На фиг. 1 показана предлагаема установка дл сварки трением, в разрезе; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - установка в плане; на фиг. 4 - креплениеFIG. 1 shows the proposed installation for friction welding, in section; in fig. 2 is a section along A-A in FIG. one; in fig. 3 - installation in the plan; in fig. 4 - mount

гибких щтанг; на фиг. 5 - крепление гибких т г к противовесу и к колеблющейс опоре. Установка содержит сварную раму 1, нижней части которой придаетс форма закрытой коробки пр моугольной формы. От нижнейflexible shtang; in fig. 5 - fastening flexible t g to the counterweight and to the oscillating support. The installation comprises a welded frame 1, the bottom of which is shaped in a closed rectangular box. From the bottom

части рамы 1 проходит вертикальна часть 2 рамы, котора также коробчата по форме. От противоположных боковых сторон части 2 поднимаютс две параллельные пластины 3 (см. фиг. 2), кажда из которых снабжена креплением дл одного конца щтанги 4. Штанги 4 расположены параллельно друг другу, причем их вторые концы креп тс к верхней пластине 5. Верхн пластина 5 несет на себе патрон 6,part of the frame 1 is the vertical part 2 of the frame, which is also boxed in shape. From the opposite sides of the part 2, two parallel plates 3 are raised (see Fig. 2), each of which is provided with a fastening for one end of the pole 4. The rods 4 are parallel to each other, with their second ends attached to the top plate 5. Top plate 5 bears on itself the cartridge 6,

удерживающий деталь 7, котора вл етс holding piece 7 which is

одним из двух свариваемых компонентов. Друга деталь 8 удерживаетс патроном 9, монтируемым на салазках 10. Последние скольз т в горизонтальном направлении по вертикальной пластине И рамы 1. К одной из кромок верхней пластины 5 прикреплена основна пластина 12, центральна плоскость которой параллельна торцовым поверхност м деталей 7 и 8. Ребро 13 жесткости проходпт между верхней пластиной 5 и основной пластиной 12. Дл того чтобы нривести центр т жести этих частей к центру основной пластины 12, служит нижн пластина 14, выполненна аналогично верхней пластине 5, а ребро 15 жесткости - аналогично ребру 13. Патрон 16 идентичен патрону 6 и снабжен болванкой 17, котора аналогична по форме и весу детали 7.one of two welded components. Another part 8 is held by a chuck 9 mounted on a skid 10. The latter slides horizontally on a vertical plate AND frame 1. A base plate 12 is attached to one of the edges of the top plate 5, the central plane of which is parallel to the end surfaces of the parts 7 and 8. Rib 13, the rigidity of the passageway between the upper plate 5 and the main plate 12. In order to bring the center of gravity of these parts to the center of the main plate 12, is the bottom plate 14, made similar to the top plate 5, and the rib 15 of rigidity - similar to the rib 13. The cartridge 16 is identical to the cartridge 6 and is equipped with a blank 17, which is similar in shape and weight to the part 7.

Гибкие штанги 18, параллельные штангам 4, креп тс к нижней пластине 14 и проход т внутри нижней части рамы 1 к крепежным приспособлени м пластииы 19. Штанги 4 и 18 определ ют положение основной пластины 12 и закрепленных к ней частей по отношению к раме 1 и имеют одинаковую прот женность , однако штанги 18 монтируютс несколько левее штанг 4. Поскольку штанги 4 и 18 гибкие, пластина 12 и упом нутые части могут вынужденно колебатьс в илоскости , нормальной к оси этих штанг. Когда возникает колебание, эти штанги упруго изгибаютс . Кажда штанга содержит две аиалогичпые части 20 и 21. Основна , контрольна часть, - цилиндрическа , а концева часть сводитс на конус к цилиндрической части 22 уменьшенного диаметра, котора оканчиваетс фланцем 23. Части 20 и 21 соедин ютс вместе при помош,и болтов 24, которые проход т через выравненные по одной пр мой отверсти во фланцах 23. Часть 20 снабжена на на торцовой поверхности фнксируюш;им положение выступом 25, который входит в сопр женное гнездо в торце части 21.The flexible rods 18 parallel to the rods 4 are attached to the bottom plate 14 and extend inside the lower part of the frame 1 to the fasteners 19 of the plastics 19. The rods 4 and 18 determine the position of the main plate 12 and the parts fixed to it relative to the frame 1 and they have the same length, however, the rods 18 are mounted slightly to the left of the rods 4. Since the rods 4 and 18 are flexible, the plate 12 and the aforementioned parts may have to oscillate in the form normal to the axis of these rods. When oscillation occurs, these rods are elastically bent. Each rod contains two auxiliary parts 20 and 21. The main, control part is cylindrical, and the end part is tapered to a cylindrical part 22 of reduced diameter, which terminates in a flange 23. Parts 20 and 21 are joined together with the help, and bolts 24, which pass through aligned straight holes in the flanges 23. Part 20 is fitted on an end surface with a flange; the position thereof is provided with a protrusion 25, which enters the adjoining seat in the end face of part 21.

На внешнем конце каждой штанги имеетс иаиравленный наружу кольцевой фланец 26, который устанавливаетс соосно отверсти м дл болтов 27, которые креп т фланец к примыкаюшей части 28 установки. Внутренний диаметр отверсти 29 в части 28, через которое проходит конец штанги, значительно больше , чем внешний диаметр примыкающей части штапги. Это позвол ет неограниченно изгибать штанги, когда установка находитс в рабочем состо нии. Диаметр фланцев 23 также меньше, чем внутренний диаметр отверстий 29, дл того чтобы части 20 и 21 могли быть пропушены через эти отверсти во врем процесса изготовлени , а затем закреплены вместе при помоши болтов 24.At the outer end of each rod there is an outwardly mounted annular flange 26, which is mounted coaxially with the holes for the bolts 27, which fasten the flange to the adjoining part 28 of the installation. The internal diameter of the hole 29 in part 28, through which the end of the bar passes, is significantly larger than the external diameter of the adjacent part of the shtagi. This allows the rods to be bent indefinitely when the plant is in operating condition. The diameter of the flanges 23 is also smaller than the internal diameter of the holes 29, so that parts 20 and 21 can be passed through these holes during the manufacturing process, and then fixed together with the help of bolts 24.

Деталь 8 может быть принудительно введена в контакт с деталью 7 при помоши гидравлического силового цилиндра, снабженного поршнем 30 и поршневым штоком 31. Поршень 30 имеет оси 32 качени , ири помощи которых монтируетс в пустотелом суппортеThe part 8 may be forced into contact with the part 7 by means of a hydraulic ram equipped with a piston 30 and a piston rod 31. The piston 30 has rolling axes 32, which are mounted in a hollow caliper

33,установленном дл осевого скольз щего перемещени по вертикальной части 2 рамы 1. Суппорт 33 ограничиваетс от движени в любом другом направлении и соедин етс с33 installed for axial sliding movement in the vertical part 2 of the frame 1. The support 33 is restricted from moving in any other direction and is connected to

верхней пластиной 5 четырьм штангами 34. Эти штанги по конструкции выполнены аналогично штангам 4 и имеют ту же длину, но значительно больший диаметр. Между пластинами 19 находитс другой суппорт 35, который ограничиваетс от перемещени в направлении , иараллельпом суппорту 33. Суппорт 35 св зываетс с нижней пластиной 14 штангами 36, которые аналогичны штангамthe upper plate is 5 by four rods 34. These rods are designed in the same way as rods 4 and have the same length, but a much larger diameter. Between the plates 19 there is another caliper 35, which is restricted from moving in the direction and a parallel caliper 33. The caliper 35 is connected to the lower plate 14 by rods 36, which are similar to rods

34.Штанги 34, 36 воспринимают силы реакции и снимают действие на раму 1.34. Rods 34, 36 perceive the reaction forces and remove the effect on the frame 1.

Поршневой шток 31 шарнирно соедин етс осью 37 с одним углом треугольной сборки 38, содержащей, в свою очередь две разнесенные друг от друга параллельные пластины. НижНИИ угол сборки 38 шариирно соедин етс осью 39 с т гой 40, котора составл ет одно целое с суппортом 35. Верхпий угол сборки 38 шарпирно соедин етс осью 41 с одним концом короткой т ги 42, другой конец которойThe piston rod 31 is pivotally connected by an axis 37 with one angle of a triangular assembly 38, which in turn contains two parallel plates spaced apart from each other. The bottom angle of the assembly 38 is sari-rio connected by an axis 39 with a thrust 40, which is integral with the caliper 35. The upper angle of the assembly 38 is sharply connected by an axis 41 to one end of the short link 42, the other end of which

шарнирно соедин етс осью 43 с выступами 44, зафиксированными к салазкам 10.is pivotally connected by an axis 43 with protrusions 44 fixed to the slide 10.

Когда гидравлический силовой цилиндр приводитс в действие, салазки 10 смещаютс вираво, в то врем как суппорт 33 смещаетс влево. Деталь 8 упираетс в деталь 7 и вынуждает последнюю смещатьс вправо, но это перемещение ограничиваетс штангами 34, которые св зывают верхнюю пластину 5 с суппортом 33. Таким образом, реакци на силу , прилагаемую этим узлом, сжимает вместе детали 8 и 7 и в большей степени воспринимаетс штангами 34.When the hydraulic power cylinder is actuated, the slide 10 is displaced by a viravo, while the caliper 33 is displaced to the left. Part 8 rests on part 7 and forces the latter to shift to the right, but this movement is limited by rods 34, which connect the top plate 5 to the caliper 33. Thus, the reaction to the force exerted by this node squeezes together parts 8 and 7 and to a greater extent perceived by the rods 34.

Характерна особенность предлагаемой установки состоит в том, что патроны 6 и 9 креп тс к имеющим верхние поверхности пластиие 5 и салазкам 10. Следовательно, усилие, прилагаемое деталью 8 к детали 7, находитс выше уровн сил реакции, выдерживаемых штангами 34.A characteristic feature of the proposed installation is that the cartridges 6 and 9 are attached to the upper surfaces of the plastic 5 and skids 10. Therefore, the force applied by part 8 to part 7 is above the level of reaction forces maintained by the rods 34.

Таким образом, крут щий момент прилагаетс к основной пластине 12, отжима нижнюю часть влево. Однако усилие, прилагаемое к нижней части пластины 12, передаетс суппорту 35 и, следовательно, т ге 40, и уравновешиваетс силой, направленной вправо и передаваемой через треугольную сборку 38 от гидравлического силового цилиндра. Таким образом, пластина 12 удерживаетс в равновесии . Суппорты 33 и 35, которые составл ют рамные средства установки, не передают никаких значительных сил реакции раме 1. Следовательно, работа гидравлического силового цилиндоа не приводит к нарушению устойчивости и целостности рамы.Thus, the torque is applied to the base plate 12, pressing the bottom part to the left. However, the force applied to the bottom of the plate 12 is transferred to the caliper 35 and, therefore, t he 40, and is balanced by the force directed to the right and transmitted through the triangular assembly 38 from the hydraulic ram. Thus, the plate 12 is kept in balance. The supports 33 and 35, which constitute the frame means of the installation, do not transmit any significant reaction forces to the frame 1. Therefore, the operation of the hydraulic power cylinder does not impair the stability and integrity of the frame.

Узел, содержащий пластину 12 и неподвижно закрепленные на ней части, т. е. верхнюю пластину 5, нижнюю пластину 14, ребра 13 и 15 жесткости, патроны 6 и 16 и детали 7 и 8, имеет центр т жести в центре пластины 12.The assembly containing the plate 12 and the parts fixedly fixed on it, i.e., the upper plate 5, the lower plate 14, stiffening ribs 13 and 15, the cartridges 6 and 16, and parts 7 and 8, has a center of gravity in the center of the plate 12.

Этот узел уравновешиваетс четырьм противовесами 45, каждый из которых по весу составл ет четверть веса узла. Каждый противовес 45 подсоедин етс к одному концу вала46 частично сферической опорой. Другой конец вала 46 присоедин етс к пластине 12 посредством аналогичной опоры. Одна или друга из этих опор, св занных с каждым валом 46, вл етс подвижной в осевом направлении по отношению к этому валу. Центр каждого вала 46 устанавливаетс дл универсального движени в одной из пар вертикальных пластин 47, составл ющих часть рамы 1.This node is balanced by four counterweights 45, each of which is a quarter of the weight of the node by weight. Each counterweight 45 is connected to one end of shaft 46 by a partially spherical support. The other end of the shaft 46 is attached to the plate 12 by means of a similar support. One or other of these supports associated with each shaft 46 is axially movable with respect to this shaft. The center of each shaft 46 is mounted for universal movement in one of the pairs of vertical plates 47 constituting part of the frame 1.

Каждый противовес 45 св зываетс также с пластиной 12 четырьм гибкими и упругими т гами 48, которые беспреп тственно проход т через соответствующие отверсти в пластинах 47. Кажда т га 48 (см. фиг. 5) имеет увеличенную концевую часть 49, изготовленную со снабженными резьбой отверсти ми, которые проход т параллельно ее оси. Болты 50 проход т через эти отверсти в противовес . 45. Противоположный конец каждой т ги 48 крепитс к пластине 12 аналогичным обоазом.Each counterweight 45 is also connected to the plate 12 by four flexible and resilient rods 48, which freely pass through the corresponding apertures in the plates 47. Each 48 ha (see Fig. 5) has an enlarged end portion 49 made with threaded holes that run parallel to its axis. Bolts 50 pass through these holes as opposed to. 45. The opposite end of each tie 48 is attached to the plate 12 in the same manner.

Когда детали 7 и 8 коаксиальны, общий центр т жести противовесов 45 совпадает с центром т жести узла, содержащего пластину 12 и части, прикрепленные к ней, то т ги 48 - пр мые и не напр женные. Однако, когда узел вынужденно колеблетс , противовесы перемещаютс в направлении, противоположном узлу, и т ги 48 вынуждены упруго изгибатьс и прилагать объединенное возвращающее усилие, вынуждающее части пеоемещатьс в первоначальное положение. Когда узел вынуждают совершать безроторное движение по круговому пути с фиксированной скоростью, то этот узел и противовесы смещаютс во внешнем направлении и увеличивают диаметр кругового пути. Т ги 48 сконструированы таким образом, чтобы возвращающее усилие, которое они создают, вместе сWhen parts 7 and 8 are coaxial, the common center of gravity of the counterweights 45 coincides with the center of gravity of the assembly containing plate 12 and the parts attached to it, then the strips 48 are straight and unstressed. However, when the knot is forced to oscillate, the counterweights move in the opposite direction to the knot, and the straps 48 are forced to elastically bend and apply a combined restoring force, forcing the parts to move to their original position. When a node is forced to make a rotorless motion along a circular path at a fixed speed, then this node and the counterweights shift in an outward direction and increase the diameter of the circular path. The gigs 48 are designed to return the force they create, along with

гораздо меньщими возвращающими усили ми, создаваемыми элементами 4, 18, 34, 36, точно противодействовали этой тенденции. Возвращающие усили балансируют усили безотносительно от диаметра кругового нути.the much smaller returning forces created by elements 4, 18, 34, 36 precisely counteracted this tendency. Return forces balance forces regardless of the diameter of the circular thread.

В качестве привода может служить любой привод, обеспечивающий заданную траекторию перемещени одного свариваемого компонента относительного другого.As a drive, any drive can be used that provides a predetermined path of movement of one welded component relative to another.

1515

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Installation for friction welding, containing frame, oscillating support, support moving in axial direction, drive

oscillations, pressure drive, frame unloading mechanism from axial pressure reaction forces, characterized in that, in order to ensure unloading of the frame of the apparatus from reaction forces, it is equipped with flexible and elastic

barbells of the same length, installed parallel to each other and located at different levels relative to the welding zone, but on one side of the plane of the ends of the products to be welded, with one ends

flexible shtangs are attached to the frame, others to an oscillating support, the installation being equipped with a means of limiting the inertia forces from the support oscillations.

2. The installation according to claim 1, characterized in that the means for limiting the inertia forces from

the oscillation of the support is made in the form of a counterweight attached by flexible elastic rods to the oscillating support. J ifl 2 4J 44 f / //. / -L Ah S S M 7 r