SU967734A1 - Friction welding machine - Google Patents

Friction welding machine Download PDF

Info

Publication number
SU967734A1
SU967734A1 SU813230764A SU3230764A SU967734A1 SU 967734 A1 SU967734 A1 SU 967734A1 SU 813230764 A SU813230764 A SU 813230764A SU 3230764 A SU3230764 A SU 3230764A SU 967734 A1 SU967734 A1 SU 967734A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
core
force
parts
electromagnet
friction welding
Prior art date
Application number
SU813230764A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Дыскин
Олег Анатольевич Рыков
Лев Семенович Канель
Анатолий Афанасьевич Исаев
Original Assignee
Ордена Ленина,Ордена Кутузова 1 Степени И Ордена Красной Звезды Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина
Уральский Филиал Научно-Исследовательского Института Автомобильного Транспорта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Ленина,Ордена Кутузова 1 Степени И Ордена Красной Звезды Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина, Уральский Филиал Научно-Исследовательского Института Автомобильного Транспорта filed Critical Ордена Ленина,Ордена Кутузова 1 Степени И Ордена Красной Звезды Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина
Priority to SU813230764A priority Critical patent/SU967734A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU967734A1 publication Critical patent/SU967734A1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

Изобретение относитс  к сварке, а именно к устройствам дл  сварки трением.The invention relates to welding, in particular to devices for friction welding.

Известна машина дл  трением , содержаща  электромагнитный привод осевогсэ усили  сжати  деталей при сварке и устройство дл  создани  пульсирующего осевого усили  сжати .A known friction machine comprising an electromagnetic drive axial force of compressing parts during welding and a device for creating a pulsating axial force of compression.

В данной машине пульсирукнцее осевое усилие создаетс  за счет опре- . деленной.формы концов сердечника и . кор  электромагнита.In this machine, the pulsary axial force is generated by the definition. divided form the ends of the core and. electromagnet core

В зависимости от необходимой частоты пульсации они могут быть выполнены в виде многогранника, эллипса и т.п.Depending on the required pulse frequency, they can be made in the form of a polyhedron, ellipse, etc.

При вращении  кор  относительно сердечника возникает изменение магнитного сопротивлени , что приводит к пульсации магнитного потока, а следовательно, и осевого усили .When the core rotates relative to the core, a change in magnetic resistance occurs, which leads to a pulsation of the magnetic flux and, consequently, axial force.

Пульсирующее осевое усилие,действующее на стык свариваемых деталей, способствует повышению качества сварных соединений f1J.The pulsing axial force acting on the joint of the parts to be welded contributes to the improvement of the quality of the welded joints f1J.

Однако, данный способ создани  пульсирующего осевого усили  снижает КПД электромагнитного привода.However, this method of creating a pulsating axial force reduces the efficiency of the electromagnetic drive.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению  вл етс  маши-.Closest to the proposed technical solution is a machine.

на дл  сварки тгрением, содержаща  электромагнитный привод осевого усили  и аккумул тор энергии, выполненный в виде упругого элемента, установленного между сердечником электромагнита и зажимным устройством одной из деталей, усилие которого при заданной деформации достаточно дл  проковки.for welding, containing an electromagnetic drive axial force and energy accumulator, made in the form of an elastic element installed between the core of the electromagnet and the clamping device of one of the parts, the force of which at a given deformation is sufficient for forging.

10ten

В этой машине усилие при нагреве деталей создаетс  при помощи электромагнита , а при проковке - за счет . аккумул тора энергии, выполненного в виде упругого элемента, сжатого предварительно в процессе нагрева деталей электромагнитом f 2J.In this machine, the force during the heating of parts is created with the help of an electromagnet, and during the forging, at the expense of. energy accumulator, made in the form of an elastic element, compressed previously in the process of heating parts with an electromagnet f 2J.

Недостатком известной конструкции  вл ютс  дополнительные энергозатра20 ты на сжатие упругого элемента.A disadvantage of the known construction is the additional energy consumption for compressing the elastic element.

Так как усилие упругого элемента на участке проковки (ход 2-3 мм), должно быть почти посто нным, то необходимо или выбирать электромагнит 25 с завышенными габаритами, усилие которого при нулевом зазоре значительно превышает усилие пружины, или работать на участке кривой намагничивани , близкому к насыщению материала Since the force of the elastic element in the forging section (stroke 2-3 mm) should be almost constant, it is necessary either to choose an electromagnet 25 with oversized dimensions, the force of which, with zero clearance, considerably exceeds the spring force, or work on the section of the magnetization curve close to to saturate the material

30 магнитопровода.30 magnetic circuit.

Выбор электромагнита с большими габаритами влечет за собой увеличение момента инерции вращающегос  сердечника электромагнита и, следовательно , повьошение энергозатраты на разгон и торможение шпиндел ,The choice of an electromagnet with large dimensions entails an increase in the moment of inertia of the rotating core of the electromagnet and, consequently, higher energy costs for acceleration and deceleration of the spindle,

Работа электромагнита на режимах насыщени  материала магнитопровода .требует значительно больших величин намагничивающей силы, т.е. больших значений тоа, а следовательно, и больших энергозатрат.The operation of an electromagnet on the saturation regimes of the material of a magnetic circuit requires much larger magnitudes of magnetizing force, i.e. large values of toa, and consequently, high energy consumption.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергоемкости путем приложени  к детал м пульсирующего усили  и повышени  качества сварного соединени .The aim of the invention is to reduce energy consumption by applying a pulsating force to the details and improving the quality of the welded joint.

Эта цель достигаетс  тем, что машина снабжена установленной соосно с сердечником дополнительной катушкой, созданлцей переменное магнитное поле, частота пульсации котррого равна частоте свободных колебаний упругого элемента и св занной с ним инерционной массысердечника.This goal is achieved by the fact that the machine is equipped with an additional coil installed coaxially with the core, created by an alternating magnetic field, the pulse frequency of which is equal to the frequency of free oscillations of the elastic element and the inertial mass of the core associated with it.

Кроме того, с целью обеспечени  надежной фиксации сердечника на корпусе-магни топроводе установлен фиксатор , взаимодействук ций с сердечником .In addition, in order to ensure reliable fixation of the core on the magnesium body, a latch is installed on the conductor of the magnesium, which interacts with the core.

В этом случае при включении дополнительно установленного устройства, например катушки, у которой частота пульсаций магнитного потока равна частоте свободных колебаний упругого элемента, и св занной с ним инерционной массы сердечника возникает резонанс системы, содержащей упругий элемент и сердечник, т.е. резкое возрастание амплитуды колебаний сердечника электромагнита, что ведет .к его замыканию на корпус-магнитопровод электромагнита и сжатию упругого элемента .In this case, when an additionally installed device is switched on, for example, a coil, in which the frequency of the pulsations of the magnetic flux is equal to the frequency of free oscillations of the elastic element, and the inertial mass of the core associated with it, a resonance of the system containing the elastic element and the core, i.e. a sharp increase in the amplitude of the oscillations of the core of the electromagnet, which leads to its closure on the body-magnetic circuit of the electromagnet and the compression of the elastic element.

Дл  настройки на резонансную часто-ру машина снабжена тиристорным преобразователем частоты с плавной регулировкой частоты переменного тока на входе цепи питани .дополнительной обмотки электромагнита от О до 20 000 Гц, что позвол ет создавать переменную по величине возбуждакидую силу с частотой, равцой частоте собственных колебаний сердечника, т.е. получать резонанс системы.To tune in to the resonant frequency, the machine is equipped with a thyristor frequency converter with a smooth adjustment of the frequency of the alternating current at the input of the power supply circuit. i.e. get a resonance system.

При этом затраты энергии значительно ниже, чем если бы сжатие осуществл лось за счет увеличени  намагничивающей силы электромагнита или увеличени  габаритов электромагнита.At the same time, the energy consumption is much lower than if the compression was carried out by increasing the magnetizing force of the electromagnet or increasing the dimensions of the electromagnet.

При замыкании сердечника на корпус-магнитопровод электромагнита усилие отрыва сердечника может превышат усилие, развиваемое электромагнитом при нулевом зазоре. В том- случае, когда усилие упругого элемента превышает усилие электромагнита, при Нулевом зазоре необходим дополнительный фиксатор, например механический.When the core closes on the body of the magnetic circuit of the electromagnet, the pull-off force of the core may exceed the force developed by the electromagnet with a zero gap. In the case where the force of the elastic element exceeds the force of the electromagnet, an additional fixer, for example a mechanical one, is needed for the Zero gap.

На фиг.1 схематически изображена предлагаема  машина дл  сварки трением; на фиг.2 - график изменени  усили  в стыке свариваемых деталей в зависимости от времени сварки.Figure 1 shows schematically the proposed friction welding machine; Fig. 2 is a graph of the force variation at the junction of the parts to be welded depending on the welding time.

Машина состоит из станины 1, на которой закреплен корпус-магнитопровод 2 электромагнита, создающего осевое усилие при сварке.The machine consists of a bed 1, on which is fixed the body-magnetic circuit 2 of the electromagnet, which creates an axial force during welding.

Сердечник 3 установлен с возможностью осевого, перемещени  относительно шпиндел  4. Зажимное устройство 5 дл  вращающейс  детали смонтировано на сердечнике с возможностью осевого перемещени . Корпус зажимного устройства 5 опираетс  на пружину 6. Зажимное устройство 7 дл  невращащейс  детсши смонтировано на корпусемагнитопроводе 2. . The core 3 is mounted with the possibility of axial displacement relative to the spindle 4. The clamping device 5 for the rotating part is mounted on the core with the possibility of axial displacement. The housing of the clamping device 5 is supported on the spring 6. The clamping device 7 for a non-rotating child is mounted on the body of the magnetic circuit 2..

Магнитный поток электромагнита создаетс  катушкой 8, включенной в цепь питани  посто нного тока. Дл  создани  пульсирующего осевого усили используетс  катушка 9, включенна  в цепь питани  переменного тока с частотой пульсации, равной частоте свободных колебаний пружины 6 и сердечника 3.The magnetic flux of the electromagnet is created by a coil 8 connected to a direct current power circuit. To create a pulsating axial force, a coil 9 is used, connected to an alternating current supply circuit with a pulsation frequency equal to the frequency of free oscillations of the spring 6 and core 3.

Дл  фиксации сердечника 3 в замкнутом на корпус-магнитопровод 2 положении , на корпусе-магнитопроводе 2 установлен механический фиксатор 10, автоматически срабатывающий в момент замыкани  сердечника 3.To fix the core 3 in a closed position on the magnetic core 2, a mechanical lock 10 is installed on the magnetic core 2, which is automatically activated when the core 3 is closed.

Машина работает следующим образомThe machine works as follows

После установки деталей в зажимны устройствах 5 и 7 включаетс  привод вращени  шпиндел  4. При достижении номинальных оборотов замыкаетс  тумблер Т , в стыке создаетс  сварочное давление нагрева. По истечении .определенного jipoMejxvTKa времени (в машине установлено реле времени, не указанное на фиг.1) замыкаетс  тумблер T/j, при этом катушка 9 создает пульсирующий магнитный поток, а следовательно, и пульсирующее осевое усилие. Так как частота пульсаций осевого усили  совпадает с собственной частотой колебаний системы,состо щей из пружины б и сердечника 3, то сердечник 3 начинает раскачиватьс  вдоль оси вращени , впада  в резонанс , и замыкаетс  на корпус-магнитопровод 2, сжима  при.этом упругий элемент - пружину 6. При замыкании сердечника 3 привод вращени  отключаетс , шпиндель 4 с сердечником 3 резко тормозитс , и сердечник 3 фиксируетс  в замкнутом положении механическим фиксаторам 10. Разжимающа с пружина 6 создает проковочное давление . Сварка закончена.After the parts are installed in the clamping devices 5 and 7, the rotational drive of the spindle 4 is turned on. When the rated speed is reached, the toggle switch T closes, and the welding pressure of the heating is created at the junction. After a certain jipoMejxvTKa time has elapsed (a time relay not specified in Fig. 1 is installed in the machine), the T / j toggle switch closes, and coil 9 generates a pulsating magnetic flux and, therefore, a pulsating axial force. Since the frequency of the axial force pulsations coincides with the natural frequency of oscillation of the system consisting of spring b and core 3, core 3 begins to wobble along the axis of rotation, falling into resonance, and closes on the body-magnetic circuit 2, compressing it. spring 6. When the core 3 is closed, the rotational drive is turned off, the spindle 4 with the core 3 is sharply braked, and the core 3 is fixed in the closed position to the mechanical locks 10. The release spring 6 creates a forging pressure. Welding is finished.

Предлагаемое техническое решение позвол ет с меньшими энергозатратами получить необходимую величину проковочного давлени  и рекомендуетс  к использованию в машинах, проектируемых дл  сварки трением инструментальных и жаропрочных сталей, где проко- вочное-ус.илие должно быть в 3 раза выше усили  нагрева.The proposed technical solution allows to obtain the required amount of forging pressure with less energy and is recommended for use in machines designed for friction welding of tool and heat-resistant steels, where the piercing-force should be 3 times higher than the heating gain.

Claims (2)

1. Машина дл  сварки трением, содержаща  электромагнитный приводосевого усили , включающий корпусмагнитрпровод с катушкой, вращающийс  сердечник и аккумул тор энергии, выполненный в виде упругого элемента, расположенного между сердечником и зажимным устройством одной из деталей , отличающа с  тем, что, с целью снижени  энергоемкости путем приложени  к детал м пульсирующего осевого усили  и повышени  качества сварного соединени , она снабжена установленной соосно с сердечником дополнительной катушкой, создающей переменное магнитное поле,частота пульсации которого равна частоте свободных колебаний упругого элемента и св занной с ним инерционной массы сердечника.1. A friction welding machine containing an electromagnetic drive force, comprising a body of a magnetic wire with a coil, a rotating core and an energy accumulator, made in the form of an elastic element located between the core and the clamping device of one of the parts, characterized in that, in order to reduce energy intensity by applying to the parts a pulsating axial force and improving the quality of the welded joint, it is equipped with an additional coil installed coaxially with the core, creating an alternating magnet th field pulse frequency equal to the frequency of free vibrations of the elastic member and its associated core inertial mass. 2. Машина поп.1, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  надежной фиксации сердечника,2. Machine pop. 1, characterized in that, in order to ensure reliable fixation of the core, на корпусе-магнитопроводе установлен фиксатор, взаимодействующий с сердечником .on the body of the magnetic circuit installed latch, interacting with the core. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Авторское свидетельство СССР №.715261, кл. В 23 К 20/12, 1977.1. USSR author's certificate No. 715261, cl. At 23 K 20/12, 1977. 2.Авторское СЕИдетельство СССР | 742080, кл. В 23 К 20/12, 19782.Avtorskoe SEIdedelstvo USSR | 742080, class B 23 K 20/12, 1978 (прототип).(prototype). 5.five. - - Фиг.FIG. Момент замыкани  Времц сердечникапроно9киThe closing time of the Preamp core Кар-ка разжи Ю шеис  прутиныKar-ka Yi Sheis Prutiny Врени offapKU, tTime offapKU, t TVTv Фиъ. гFi. g
SU813230764A 1981-01-05 1981-01-05 Friction welding machine SU967734A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813230764A SU967734A1 (en) 1981-01-05 1981-01-05 Friction welding machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813230764A SU967734A1 (en) 1981-01-05 1981-01-05 Friction welding machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU967734A1 true SU967734A1 (en) 1982-10-23

Family

ID=20936730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813230764A SU967734A1 (en) 1981-01-05 1981-01-05 Friction welding machine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU967734A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160393A (en) * 1990-12-27 1992-11-03 Hydroacoustics, Inc. Friction welder having an electromagnetic drive which produces orbital motion
EP0648571A1 (en) * 1993-09-18 1995-04-19 SIBEA GmbH Ingenieurbetrieb für Elektroautomation Procedure of resistance welding of thin sheets and arrangement for the realization of the procedure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160393A (en) * 1990-12-27 1992-11-03 Hydroacoustics, Inc. Friction welder having an electromagnetic drive which produces orbital motion
EP0648571A1 (en) * 1993-09-18 1995-04-19 SIBEA GmbH Ingenieurbetrieb für Elektroautomation Procedure of resistance welding of thin sheets and arrangement for the realization of the procedure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0467005B2 (en)
SU967734A1 (en) Friction welding machine
US11233445B2 (en) Acoustic noise mitigation system for an electric machine
US3538358A (en) Oscillating armature motor
US3480848A (en) Electronic razor
US3376786A (en) Machine for cutting toothed wheels
US3320445A (en) Reciprocating motor with motion conversion means
JPH05504817A (en) actuator conversion device
US2985777A (en) Vibratory motor drive
US3662148A (en) Welding aid attachment
JPH05111520A (en) Facial apparatus
JPH03501755A (en) Control device for textile machinery
RU2077988C1 (en) Engraving electric hammer
JP3405053B2 (en) Electromagnetic driven gas exchange device
RU2165832C1 (en) Mechanism for impulse feed of welding wire
JPS6230115Y2 (en)
RU2099175C1 (en) Electromagnetic impact tool
SU416175A1 (en)
US983657A (en) Electromagnetic vibrator.
JP3724427B2 (en) electric toothbrush
RU2025891C1 (en) Vibration drive
RU2094202C1 (en) Device for automatic assembling of parts
JPH07120584B2 (en) Fast response electromagnet
SU1348713A1 (en) Bed for resonance tests of torsion bars
GB2305313A (en) Reduced noise controller for a switched reluctance machine using active noise cancellation