Устройство для орбитальной сваркитрением — SU 814627 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскнк Сецнапнстнческнх Республнк(22) Заявлено 140579 . (21) 2763676/25-27 (51)М, КЛ,З с присоединением заявки Йф В 23 К 20/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 791. .14.03(088,8) Дата опубликования описания 230381) Авторызобретения Левин, Л.Ю. Лищии В.Й. Рабинови к йиорежущи Ордена Трудового Красного Знаме научно-исследовательский инститстанков кс ет Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРБИТАЛЬНОЙ С РЕНИЕМ таль- веценныеди ин30 Изобретение относится к сварке металлов давлением, преимущественно в условиях машиностроительных производств серийного и мелкосерийного характера.Известно устройство для орби ной сварки трением, содержащее дущий и ведомый шпиндель, разме в одном корпусе и вращающиеся в иаковом направлении. Ведомый шп дель выполнен в виде кольца, вращающегося в эксцентричном подшипнике, который расположен перед передним концом ведущего шпинделя 11.Однако ведомый шпиндель имеет окно, через которое осуществляется загрузка одной из свариваемых деталей в гнездо ведущего шпинделя, с последующей закладкой в это окно второй детали вместе с несущим ее 2 приспособлением, что является неудобством загрузки такой машины.Предлагаемая компоновка требует применения крупногабаритных подшипников ведомого шпинделя, а это не позволяет обеспечить необходимую быстроходность. Трудно также обеспечить нужную быстроходность упорного подшипника, который в соответствии с величиной, действующей на него загрузки, тоже должен бытькрупногабаритным. В каждом цикле требуется разгонять и тормозить быстровращающиеся массы с большим моментом инерции, что утяжеляет условияработы привода и, в частности упоров, определяющих взаимное угловоеположение ведущего и ведомого шпинделя.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для орбитальной сваркитрением, содержащее корпус, зажимыдля закрепления свариваемых заготовок, привод осевого перемещения,привод вращения связанный с полымвалом, механизм для создания орбитального движения с механизмом дляизменения величины эксцентриситетаи упор для восприятия осевых нагрузок,В известном устройстве предусматривается орбитальное перемещение одной из свариваемых деталей в сочетании с осевым перемещением второй детали. Патрон, несущий первую деталь,одет на эксцентричный палец, расположенный на торце вала, проходящегочерез полый эксцентричный шпиндельприводимый во вращение через шкив.Для изменения эксцентриситета пальцавал поворачивается относительно шпинделя с помощью винтового механизма.Для удержания патрона с изделиемот вращения вокруг собственной осииспользуется принцип крестовой муфты. Действующие на патроноосевыеусилия воспринимаются множествомшарикоподшипников, с наружной поверхностью наружных колец которых контактирует задняя торцевая плоскостьпатрона 2 .Известное устройство имеет следующие основные недостатки,1. Консольное расположение эксцвнтрикового пальца не позволяетустанавливать на нем несколько подшипников качения с целью сниженияих диаметра, а применение подшипников большего диаметра ограничивает быстроходность устройства,2. Консольное исполнение эксцентрикового пальца приводит также кневыгодному распределению нагрузкина коренные подшипники, что дополнительно затрудняет возможностьобеспечения требуемой работоспособности в условиях больших нагрузок искоростей.3. Кроме усилий, возникающих всвариваемом стыке, на подшипникишпинделя передаются силы инерции,4, Невозможно непосредственноесоединение шпинделя с приводнымдвигателем, а применение шестеренного или ременного привода, работающего в условиях больших скорос-,тей и нагрузок существенно усложняет и удорожает конструкцию.Цель изобретения - повышение надежности устройства и упрощение егоконструкции.Указанная цель достигается тем,что полый вал выполнен эксцентричным с винтовыми прорезями, механизмдля создания орбитального движениявыполнен в виде размещенной на этомвалу эксцентричной втулки с продольными пазами и связанного с ней шатуна, несущего зажим для закрепления подвижной заготовки и снабженногосистемой рычагов, связывающих егосо станиной, механизм для изменениявеличины эксцентриситета выполненв виде размещенного в полом валус возможностью осевого перемещенияплунжера с поперечными штифтами,взаумодействующими с винтовыми прорезями полого вала и продольными пазами эксцентричной втулки, упор длявосприятия осевых нагрузок снабжен шаровым подпятником, а зажимдля подвижной заготовки снабжен опорой, взаимодействующей с упомянутымподпятником.Шаровой подпятник угора длявосприятия осевых нагрузок выполненв виде заключенных в упругую обойму и расположенных параллельно ее 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 оси стержней со сферическими торца. ми.Привод вращения связан с полым валом посредством промежуточного вала.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2.Корпусом устройства является гидроцилиндр. 1 большого диаметра, из которого выдвигается шток 2 для перемещения каретки 3, несущей сцентрированную и зажатую кулачками 4 свариваемую заготовку 5. Вторая свариваемая заготовка 6 устанавливается в меньшей головке шатуна 7. В большей головке шатуна 7 с крышкой 8 симметрично плоскости а, располагается эксцентричная втулка 9, срезанные фланцы которой образуют противовесы в и с. Втулка 9 одета на эксцентричную шатунную шейку полого вала 10, по концам которой располагаются коренные шейки, имеющие также срезанные фланцы, образующие противовесы д и е. Внутри полого вала 10 перемещается плунжер 11 с поперечными штифтами 12, которые через винтовые прорези 1 в полом валу 10, проходят в параллельные его оси вращения пазы 9 во втулке 9, Плунжер 11 соединен в осевом направлении че. - рез муфту 13 с возможностью свободного вращения относительно штока привода осевого перемещения, 14.Передний конец вала электродвигателя 15 соединен через муфту 16 и вал 17 с полым валом 10, В верхней части машины расположена поперечина 18, связанная стойками 19 с корпусом 1. В поперечине расположен винтовой осевой упор 20, имеющий возможность перемещаться с помощью гайки-шестерни 21. Упор 20 несет на своем нижнем конце плавающий упор шаровой подпятник 22. Последний состоит из пакета стержней 23, вставленных в упругую обойму 24. Стержни 23 имеют сферические торцы с радиусом сферы равным половине длины штифта и центром, лежащим на его оси. Действующее на свариваемую заготовку б осевое усилие передается на упор 20 через штифты 23 и опору 25, входящую в зажим заготовки б. Торец опоры 25 прилегающий к свариваемой заготовке б, выполнен из материала с большим коэффициентом трения или снабжен насечкой, а опора 26 может свободно перемещаться вдоль оси, но удерживается от вращения. Схематично показанный шаровой подпятник 22 связывает в осевом .направлении с упором 20 опору 25, не препятствуя ее поперечному перемещению. Диаметр отверстия в зажиме заготов,ки б, в которое входят опора 25,и заготовка 6 соответствует наибольшему диаметру свариваемой детали,а при установке деталей меньшего размера используются сменные промежуточные кольца,С помощью тяг 26 и рычагов 27 и28 шатун 7 удерживается от вращениявокруг оси его большой головки, Осикачения рычагов 27 и 28 размещены внеподвижных кронштейнах 29 По стойкам 19 скользит каретка 3, в кулачках 4 которой зажата свариваемаязаготовка 5. Каждый иъ кулачков 4может поворачиваться вокруг оси к спомощью двигателя 30, червячной передачи 31 и шестерен 32 и 33, обеспе.чивая при этом центрирование и зажимсвариваемой заготовки 5 без переналадки в широком диапазоне диаметров.Большая головка шатуна 7 и корпускоренных подшипников выполненныхразъемными для облегчения монтажа 20и демонтажа при изготовлении и ремонте.Иашина работает следующим образом.В исходном положении вал двигателя 15 вращается, положение плунжера 11 соответствует изображенному на фиг. 4, в котором втулки 8и 9 и вал 10 установлены. на нулевойэксцентриситет, каретка 3 опущенав крайнее нижнее положение, кулачки 4 находятся в положении, изображенном на фиг. 2 и упор 20 установлен в положение, при котором меньшаяиз свариваемых деталей выступает иззажима на малой головке шатуна 7.После установки на каретке 3 свариваемой детали 5 включают двигатель30, который автоматически выключается после того, как эта деталь будетзажата. Одновременно включается 40подъем штока 2 и после соприкосновения свариваемых заготовок 5 и 6,включается выдвижение штока привода14, который, двигаясь до упора, поворачивает втулку 9 в положение требуемого эксцентриситета.В этой фазе рабочего цикла в цилиндр 1,масло поступает под низкимдавлениям, до тех пор, пока не закончится движение плунжера 11, послечего давление увеличивается и дальше изменяется по ходу процесса всоответствии с технологическимитребованиями. При этом осевое усилие от сжатия заготовок передаетсяна подпятник 22. При взаимном радиальном перемещении плоских опорподпятника,элементы 23 совершаюткачательное движение, деформируя упругие элементы 24По достижении нужной величины разогрева свариваеьых щдеталей плунжер 11 возвращаетсяв исходное положение, орбитальноедвижение прекращается и происходитпроковка, длительность которой задает реле времени или определяется 65 по величине осадки, По завершениюосадки шток 2 отводится в крайнеенижнее положение, включается обратное вращение двигателя 30, кулачки4 приходят в исходное положение исваренные заготовки 5 и 6 извлекаются из машины,Симметричное, относительно плоскости стыка свариваемых деталей,размещение подшипниковых узлов привода орбитального движения обеспечивает равномерное распределение радиальной нагрузки между ними, благодаря чему при прочих равных услови.ях наибольшие нагруэки на подшипникиснижаются по сравнению с известнымболее чем в два раза, Дополнительноеснижение радиальных нагрузок обеспечивается системой уравновешивания.Предлагаемая конструкция плавающего осевого Упора обеспечивает надежное восприятие значительных осевых нагрузок, а отсутствие в быстроходном и тяжелонагруженном приводе орбитального движения зубчатыхколес или раменных передач удешевлятют машину и упрощают ее изготовление и эксплуатацию.Предлагаемая конструкция по сравнению с известной обеспечивает получение следующих преимуществ:1. Расширение технологическихвозможностей (сокращение номенклатуры выпускаемых машин). Предлагаемоеусройство позволяет восприниматьбольшие. нагрузки, а следовательно,позволяет сваривать большие поверхности2. Снижение металлоемкости засчет рационального размещения подшипниковых узлов привода орбитального движения, приводящего к снижению радиальных нагрузок, а следовательно и габаритов устройства.3. Повышение производительностипроцесса сварки за счет повышенияскорости и орбитального движения,реализуемого устранением дисбаланса в 1,5 раза.4. Снижение себестоимости устройства за счет исключения из привода орбитального движения точной зубчатой передачи.Формула изобретения1. Устройство для орбитальной сварки трением, содержащее корпус, зажимы для закрепления свариваемьос заготовок, привод осевого перемещения, привод вращения, связанный с полым валом, механизм для создания орби-. тального движения с механизмом для изменения величины эксцентриситета и .упор для восприятия осевых нагрузок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью:повышения надежности устройства и упрощения его конструк 814 б 27ции, полый вал выполнен эксцентричным с винтовыми прорезями, механизмдля создания орбитального движениявыполнен в.виде размещенной на этомвалу эксцентричной втулки с продольными пазами и связанного с ней шатуна, несущего зажим для закрепленияподвижной заготовки и снабженногосистемой рычагов, связывающих егосо станиной, механизм для изменениявеличины эксцентриситета выполнен ввиде размещенного в полом валу с возможностью осевого перемещения плунжера с поперечными штифтами, взаимодействующими с винтовыми прорезямиполого вала и продольными пазамиэксцентричной втулки, упор для восприятия осевых нагрузок снабжен шаровым подпятником, а зажим для под" вижной заготовки снабжен опорой,взаимодействующей с упомянутым подпятником.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что шаровойподпятник выполнен в виде заключенных в упругую обойму и расположенных параллельно ее оси стержней сосферическими торцами.3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а юг е е с я тем, что, привод вращения связан с полым валомпосредством промежуточного вала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 488672, кл. В 23 К 19/02, 05.02.74,.2. Патент СССР Р 587480,кл. В 23 К 19/02, 2909,72., -,4 мфюРм Фиг. У Б Ветро Составитель ваедактор Л. Белоусова Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Вигул аказ 898 ВНн 13035 д. 4/5 ю е аю е емщ ащ ваШЕЕМ т филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 9ПИ ГоделамМоск Тираж 1148 дарственного комите изобретений и открыЖ, Раушская на Подпа СССРий