SU814627A1 - Устройство дл орбитальной сваркиТРЕНиЕМ - Google Patents

Description

Г Изобретение относитс  к сварке металлов давлением, преимущественно в услови х машиностроительных произ врдств серийного и мелкосерийного характера. Известно устройство дл  орбиталь ной сварки трением, содержащее ведущий и ведомый шпиндель, размещенн в одном корпусе и вращающиес  в оди наковом направлении. Ведомый шпиндель выполнен в виде кольца, враадги щегос  в эксцентричном подшипнике, который расположен перед передним концом ведущего шпиндел  1. Однако ведомый шпиндель имеет окно, через которое осуществл етс  загрузка одной из свариваемых деталей в гнездо ведущего шпиндел , с последующей закладкой в это окно второй детали вместе с несущим ее приспособлением, что  вл етс  неудобством загрузки такой машины. Предлагаема  компоновка требует применени  крупногабаритных подшип ников- ведомого шпиндел , а это не позвол ет обеспечить необходимую быстроходность. Трудно также обеспечить нужную быстроходность упорного подшипника, который в соответ ствии с величиной, действующей на него загрузки, тоже должен быть крупногабаритньм. В каждом цикле требуетс  разгон ть и тормозить быстровращающиес  массы с большим моментом инерции, что ут жел ет услови  работы привода и, в частности упоров , определ ющих взаимное угловое положение ведущего и ведомого шпиндел  . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  орбитальной сварки трением, содержащее корпус, зажимы дл  закреплени  свариваемых заготовок , привод осевого перемещени , привод вращени  св занный с полым валом, механизм дл  создани  орбитального движени  с механизмом дл  изменени  величины эксцентриситета и упор дл  воспри ти  осевых нагрузок . В известном устройстве предусматриваетс  орбитальное перемещение одной из свариваемых деталей в сочетании с осевым перемещением второй детали . Патрон, несущий первую деталь, одет на эксцентричный палец, распошоженный на торце веша, проход щего через полый эксцентричный шпиндель, , приводимый во вращение через шкив.

Дл  изменени  эксцентриситета пальца вал поворачиваетс  относительно шпиндел  с помощью винтового механизма. Дл  удержани  патрона с изделием от вращени  вокруг собственной оси используетс  принцип крестовой муфты , действующие на патроноосевые усили  воспринимаютс  множеством шарикоподшипников, с наружной поверхностью наружных колец которых контактирует з.адн   торцева  плоскость патрона 2 .

Известное устройство имеет следующие основные недостатки.

1.Консольное расположение эксцентрикового пальца не позвол ет устанавливать на нем несколько подшипников качени  с целью снижени  . их диаметра, а применение подшипников большего диаметра ограничивает быстроходность устройства.

2.Консольное исполнение эксцентрикового пальца приводит также к невыгодному распределению нагрузки на коренные подшипники, что дополнительно затрудн ет возможность обеспечени  требуемой работоспособности в услови х больших нагрузок и скоростей.

3.Кроме усилий, возникающих в свариваемом стыке, на подшипники шпиндел  передаютс  силы инерции.

4.Невозможно непосредственное соединение шпиндел  с приводным двигателем, а применение шестеренного или ременного привода, работающего в услови х больших скорое- . тей и нагрузок.существенно усложн ет и удорожает конструкцию.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства и упрощение его конструкции.

Указанна  цель достигаетс  тем, что полый вал выполнен эксцентричным с винтовыми прорез ми, механизм дл  создани  орбитального движени  выполнен в виде размещенной на этом валу эксцентричной втулки с продольными пазами и св занного с ней шатуна , несущего зажим дл  закреплени  подвижной заготовки и снабженно системой рычагов, св зывакадих его со станиной, механизм дл  изменени  величины эксцентриситета выполнен в виде размещенного в полом валу с возможностью осевого перемещени  плунжера с поперечными штифтаг 1и, вза|1модействующими с винтовыми прорез ми полого вала и продольными пазами эксцентричной втулки, упор дл  воспри ти  осевых нагрузок снабйСен шаровым подп тником, а зажим дл  подвижной заготовки снабжен опорой , взаимодействующей с упом нутым подп тником.

Шаровой подп тник упора дл  воспри ти  осевых нагрузок выполнен в виде заключенных в упругую обойму и расположенных параллельно ее

оси стержней со сферическими торцами .

Привод вращени  св зан с полым валом посредством промежуточного вала . .

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1J на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2.

Корпусом устройства  вл етс  гидроцилиндр . 1 большого диаметра, из которого выдвигаетс  шток 2 дл  перемещени  каретки 3, несущей сцентрированную и Зсокатую кулачками 4 свариваемую заготовку 5. Втора  свариваема  заготовка 6 устанавииваетс  в меньшей головке шатуна 7. В большей головке шатуна 7 с крышкой 8 симметрично плоскости а, располагаетс  эксцентрична  втулка 9, срезанные фланцы которой образуют противовесы вис. Втулка 9 одета на эксцентричную шатунную шейку полого вала 10, по концам которой располагаютс  коренные шейки, имеющие также срезанные фланцы, образующие противовесы d и е. Внутри полого вал

10перемещаетс  плунжер 11 с поперечными штифтами 12, которые через винтовые прорези f в полом валу 10, проход т в параллельные его оси вращени  пазы g во втулке 9. Плунжер

11соединен в осевом направлении через муфту 13 с возможностью свободного вращени  относительно штока привода осевого перемещени  14.

Передний конец вала электродвигател  15 .соединен через муфту 16 и вал 17 с полым валом 10. В верхне части машины расположена поперечина 18, св занна  стойками 19 с корпу сом 1. В поперечине расположен винтовой осевой упор 20, имеющий возможность перемещатьс  с помощью гайки-шестерни 21. Упор 20 несет на своем нижнем конце плавающий упор шаровой подп тник 22. последний состоит из пакета стержней 23, вставленных в упругую обойму 2°4. Стержни 23 имеют сферические торцы с радиусом сферы равным половине длины штифта и центром, лежащим на его оси. Действующее на свариваемую заготовку б осевое усилив передаетс  на упор 20 через штифт ы 23 и опору 25, вход щую в зажим заготовки б. Торец опоры 25 прилегаквдий к свариваемрй заготовке б, выполнен из материгша с большим коэффициентом трени  или снабжен насечлой, а опора 26 может свободно перемещатьс  вдоль оси, но удерживаетс  от вращени . Схематично показанный шаровой подп тник 22 св зывает в осевом .направлении с упором 20 опору 25, не преп тству  ее поперечному перемещению. Диаметр отверсти  в зажиме заготов1ки б, в которое вход т опора 25,

и заготовка 6 соответствует наиболь тему диаметру свариваемой детали, а при установке -деталей меньшего рамера используютс  сменные промежуточные кольца.

С помощью т г 26 и рычагов 27 и 28 шатун 7 удерживаетс  от вращени  вокруг оси его большой головки. Оси качени  рычагов 27 и 28 размещены в неподвижных кронштейнах 29,; По стойкам 19 скользит каретка 3, в кулачках 4 которой зажата свариваема  заготовка 5. Каждый и кулачков 4 может поворачиватьс  вокруг оси к с помощью двигател  3.0, черв чной пердачи 31 и шестерен 32 и 33, обеспечива  при этом центрирование и зажи свариваемой заготовки 5 без переналадки в широком диапазоне диаметров Больша  головка шатуна 7 и корпус коренных подшипников выполненных разъемными дл  облегчени  монтажа И демонтажа при изготовлении и ремоте .

Машина работает следующим образом .

В исходном положении вал двигател  15 вращаетс / положение плунжера 11 соответствует изображенному на фиг. 4, в котором втулки 8 и 9 и вал 10 установлены на нулевой эксцентриситет, каретка 3 опущена в крайнее нижнее положение, кулачки 4 наход тс  в положении, изображенном иа фиг. 2 и упор 20 установлен в положение, при котором меньша из свариваемых деталей выступает из зажима на малой головке шатуна 7. После установки на каретке 3 свариваемой детали 5 включают двигатель 30, который автоматически выключаетс  после того, как эта деталь будет зажата. Одновременно включаетс  подъем штока 2 и после соприкосновени  cBapHBaeNttJx заготовок 5 и 6, включаетс  вьщвижение штока привода 14, который, двига сь до упора, поворачивает втулку 9 в положение требуемого эксцентриситета.

В этой фазе рабочего цикла в цилиндр 1,масло поступает под низким давлением, до тех пор, пока не закочитс  движение плунжера 11, после чего давле ие увеличиваетс  и дальше измен етс  по ходу процесса в соответствии с технологическими требовани ми. При этом осевое усилие от жати  заготовок передаетс  на подп тник 22. При взаимном радисшьном перемещении плоских опор подп тника элементы 23 совершают качательное движение, деформиру  упгие элементы 24. По достижении нужной величины разогрева свариваемых деталей плунжер 11 возвращаетс  в исходное положение, орбитгшьное движение прекращаетс  и происходит проковка, длительность которой задает реле времени или определ етс 

по величине осадки. По завершению осадки шток 2 отводитс  в крайнее нижнее положение, включаетс  обратное вращение двигател  30, кулачки 4 приход т в исходное положение и сваренные заготовки 5 и б извлекаютс  из машины.

Симметричное, относительно,плоскости стыка свариваемых деталей, размещение псдпшпниковых узлов привода орбитального движени  обеспечивает равнс 1ерное распределение радиальной нагрузки между ними, благодар  чему при прочих равньис услов х наибольшие нагрузки на подшипник снижаютс  по сравнению с известным более чем в два раза. Дополнительно снижение радиальных нагрузок обеспечиваетс  системой уравновешивани .

Предлагаема  конструкци  плавающего осевого упора обеспечивает надежное воспри тие значительных осевых нагрузок, а отсутствие в быстроходном и т желонагруженном приводе орбитального движени  зубчатых колес или раменных передач удешевл  ют машину и упрсицают ее изготовление и эксплуатацию.

Предлагаема  конструкци  по сравнению с известной обеспечивает получение следующих преимуществ:

1.Расширение технологических возможностей (сокращение номенклатуры выпускаемых машин). Предлагаемое устройство позвол ет воспринимать большие.нагрузки, а следовательно, позвол ет сваривать большие поверхности .

2.Снижение металлоемкости за счет рационального размещени  подшипниковых узлов привода орбит.алъного движени , привод щего к снижению радиальных нагрузок, а следовательно и габаритов устройства.

3.Повышение производительности процесса сварки за счет повьвиени  скорости и орбитального движени , реализуемого устранением дисбаланса в 1,5 раза.

4.Снижение себестоимости устройства за счет исключени  из привода орбитального движени  точной зубчатой передачи.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1 .Устройство дл  орбитальной сварки трением, содержащее корпус, зажимы дл  закреплени  свариваемых заготовок , привод осевого перемещени , привод вргицени , св занный с полым валом, механизм дл  создани  орби-: тального движени  с механизмом дл  изменени  величины эксцентриситета и упор дл  воспри ти  осевых нагрузок , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности -устройства и упрощени  его конструкции , полый вал выполнен эксцентричным с винтовыми прорез ми, механизм дл  создани  орбитального движени  выполнен в виде размещенной на этом валу эксцентричной втулки с продольными пазами и св занного с ней шатуна , несущего зажим дл  закреплени  подвижной заготовки и снабженного системой рычагов, св зывающих его со станиной, механизм дл  изменени  величины эксцентриситета выполнен в виде размещенного в полом валу с возможностью осевого перемещени  плунжера с поперечными штифтами, взаимодействующими с винтовыми прорез ми полого вала и продольными пазами эксцентричной втулки, упор дл  воспри ти  осевых нагрузок снабжен .шаровым подп тником, а зажим дл  подважной заготовки снабжен опорой, взаимодейстйукхцей с упор инутым подп тником .
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что шаровой подп тник выполнен в виде заключенных в упругую обойму и расположенных параллельно ее оси стержней со сферическими торцами.
3. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о тлйчаю%1еес  тем, что, привод вращени  св зан с полым валом посредством промежуточного вала.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР

   488672, кл. В 23 К 19/02, 05.02.7

   2.Патент СССР № 587480, кл. В 23 К 19/02, 29.09.72.

   /)-/t npfe/ fi/mff 8

   S 9 у

   / /. / / f3 t f

   /7

   3i

   26 ut