Зажимное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 572 151) 4 В 23 К 20/12, 37/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ческии инститорисов тво ССС.03.87 Д 75 75 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для закрепления изделий, и может быть использовано, например для центрирования и зажима деталей при сварке трением. Цель изобретения - упрошение конструкции, повышение точности центрирования деталей и быстродействие системы. Устройство содержит корпус 1, закрепленные в нем гидроцилиндры 2 и 3 одинакового диаметра с одноштоковыми1505724 3поршнями, зажимные колодки 8 и 9, соединенные со штоками поршней, штанги 11 и 12, одним концом связанные неподвижно со штоками поршней, другим - с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемешений, гидрораспределитель 19 с пропорциональным электрическим управлением, Вход последнего соединен через двухпозиционный четырехлинейный золотник 17 с напорной магистралью, два средних выхода его соединены с бесштоковыми полостями гидроцилиндров, два других выхода - со сливом. Штоковые полости гидроцилиндров через двухпозиционный четырехлинейный золотник 17 соединены со сливом. Зажимные колодки 8 и 9 жестко связаны с подвижными элементами электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, соединенных электрической связью с усилителем-сумматором 18, управляюшим Изобретение относится к сварке, в частности, к оборудованию для закрепления изделий, и может быть использовано, например для центрирования и зажима деталей при сварке трением.Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности центрирования деталей и быстродействия системы,На чертеже представлена схема зажим- ного устройства.Устройство содержит корпус 1, левый 2 и правый 3 гидроцилиндры, закрепленные в корпусе 1 и имеющие поршни 4 и 5 со штоками 6 и 7, левую 8 и правую 9 зажимные колодки, соединенные со штоками 6 и 7, направляющую 10 корпуса, в которой установлены зажимные колодки 8 и 9, штанги 11 и 12, одним концом неподвижно соединенные со штоками 6 и 7, а другим - с подвижными элементами 13 и 14 электрических датчиков 15 и 16 линейных перемещений, двухпозиционный четырехлинейный золотник 17, электрический усилитель-сумматор 18, гидрораспределитель 19 с пропорциональным электрическим управлением, включающий четырехкромочный проточный гидрораспределитель 20 с плунжером 21 и пружинами 22 и 23, гидрораспределитель 24 типа сопло - заслонка с заслонкой 25, датчик 26 местной обратной электрической связи, редукционный клапан 27 и электромеханический преобразователь 28.При этом вход а гидрораспределителя 19 соединен с магистралью рабочей жидкости, выход б - с бесштоковой полостью левого гидроцилиндра, выход в - с бесштоковой полостью правого гидроцилиндра, а выходы г и д - со сливом. Штоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 через золотник 17 соеди 5 10 15 20 25 30 35 4гидрораспределителем 19. При подаче управляющего сигнала на золотник 17 поршни правого и левого гидроцилиндров начинают двигаться к центру. При появлении сигнала рассогласования по скорости ЛК усиленного в усилителе-сумматоре, гидрораспределитель 19 соответственно измеряет расходы жидкости, поступающей в бесштоковые полости правого и левого гидроцилиндров до величин, выравнивающих скорости движе. ния поршней. При захвате зажимными колодками сигнал рассогласования по положению ЛУ перераспределяет давления в бесштоковых полостях правого и левого гидроцилиндров таким образом, что встречные усилия на штоках поршней выравниваются, что обеспечивает фиксацию детали. При подаче на усилитель-сумматор управляющего сигнала Уположение зажатой детали можно изменить. 1 ил. иены со сливом, усилитель-сумматор 18 на входе электрическими связями с датчиками 15 и 16 линейных перемещений, а на выходе - с электромеханическим преобразователем 28.Устройство работает следующим образом.При подаче управляющего сигнала переключается золотник 17 и одновременно замыкается электрическая цепь, соединяющая усилитель-сумматор 18 с электромеханическим преобразователем 28. Рабочая жидкость из магистрали поступает в бесштоковые полости гидроцилиндров 2 и 4, а частично - на слив. При этом поршни 4 и 5 начинают двигаться навстречу друг другу. Сигналы /1 и (l, поступаюшие с датчиков 15 и 16, суммируются в усилителе-сумматоре 18 с противоположными знаками, а сигнал рассогласования Лl усиливается и поступает затем на электромеханический преобразователь 28. При равенстве скоростей движения поршней 4 и 5 сигнал рассогласования Л У равен нул ю. При изменении скорости одного из поршней, например увеличении скорости левого поршня, усиленный сигнал рассогласования ЛГ поступает на электромеханический преобразователь 28, который смещает заслонку 25 гидрораспределителя 24 сопло в заслон вправо на величину, пропорциональную ЛУ. В результате в управляющих гидролиниях распределителя 20 появляется перепад давлений, который смещает плунжер 21 влево, что увеличивает подачу рабочей жидкости в бес ш токовую полость правого гидроцилиндра и уменьшает подачу рабочей жидкости в бесштоковую полость левого гидроцилиндра до тех пор, пока скорости поршней 4 и 5 не становятсяравными. Таким образом обеспечиваетсяавтоматическое выравнивание скорости движения поршней, начиная с момента началадвижения.Если при захвате детали зажимнымиколодками 8 и 9 усилия на колодках оказываются не равными между собой, системадеталь - зажимные колодки начинает смещаться в сторону поршня, усилие на штокекоторого меньше. При смещении системыв ту или иную сторону сигнал рассогласования по положению вызывает пропорциональное смещение плунжера 21 и перераспределение давлений в бесштоковых полостяхправого 3 и левого 2 гидроцилиндров до значений, выравнивающих усилия на штоках 15левого и правого поршней. Таким образом,в предлагаемом устройстве осуществляетсяавтоматическое выравнивание усилий наштоках поршней, что обеспечивает жесткуюфиксацию зажимаемой детали без наличияредукционного клапана, только при ее точной установке в заданном положении. Этоположение может не совпадать с осью вращения детали и определяется величинойсигнала управления У.При снятии управляющего сигналазолотник 17 переключается в обратную сторону. Одновременно прерывается электрическая связь между усилителем-сумматором 18и электромеханическим преобразователем 28,а пружины 22 и 23 устанавливают плунжер 21 в нейтральное положение. При этом 30штоковые полости левого и правого гидроцилиндров через золотник 17 соединяютсяс магистралью, а бесштоковые полости черезгидрораспределитель 19 - со сливом. Поршни возвращаются в исходное положение,колодки 8 и 9 освобождают деталь. 35Точность центрирования свариваемыхдеталей определяется жесткостью зажима,т. е. разностью усилий между правой и левойзажимными колодками при нейтральномположении плунжера 21,Для анализа зависимости рассогласования от величины зажимного усилия используют известный метод. Для упрощенияанализа пренебрегают утечками по радиальному зазору между корпусом гидрораспределителя и плунжером, кромки их считаютострыми, без закруглений, а коэффициентрасхода по всем четырем каналам - равнымПринимают следующие обозначения;Т - разность технологических сил,действующих на правук и левуюзажимные колодки, направленная в сторону левой зажимнойколодки;- скорость движения системы зажимные колодки - деталь;Я и Я - расходы рабочей жидкости черезканалы б и в гидрораспределителя;Яз и Я 4 - расходы рабочей жидкости черезканалы г и д гидрораспределителя;(бесштоковых) правого и левогогидроцилиндров;плотность рабочей жидкости;коэффициент расхода;площадь поршня в бесштоковойполости правого и левого гид,роцилиндров;отношение площадей поршнейправого и левого гидроцилиндров;длина рабочего окна гидрораспределителя;начальное открытие окна гидрораспределителя;смещение плунжера гидрораспределителя от среднего положения;рассогласование зажим ных колодок;передаточное отношение междузажимной колодкой и плунжеромгидрораспределителя;начальная площадь рабочегоокна;приращение проходного сечениявследствие смещения золотникаиз нейтрального положения. Р Р Р ИР 2 Рассматривают уравнение расходов рабочей жидкости в бесштоковых полостях правого и левого гидроцилиндров: аЯ= - Я ;Яl= Я- Я 4,где Я=(5Л 5 р- - (Р, - Р,); Я = - (5 - Х 5)1 г(Р - Рг); ЯЗ=(5 - Л 5)Кр Р 1,д(+) /2 РР Просуммировав левые и правые части уравнений расходов и выразив результат относительно Ч, получают: Р, = - (Р+ - ); 1 т,1+а " Р-Ц(Ь - Ю)(Р +Р - Р, ) -- (+Ю(.Р. - Р+ НПринимая во внимание уравнение статического равновесия поршняРаГ - Р Г=Ти зависимость между давлениямиР+Р=Рсправедливую для гидропривода с четырехкромочным проточным золотником при любых значениях Ч, находят1505724- дТметром Кдб Р (аР 1 а После подста ние дляорый для рассматри ормулой: В уравнецают1К( г К Из формулы вижесткость (К= слиТ а,т,е, при (Т-+1) или малы ает где К ВведяЧ азмерные етры: й - Т - ;6;Т -- К о й, РР беспе- ирова- тносидля Ч уравне и- т (1 Ь),1+Т го относительно а Т по азре ормула изобретения еляет щего ующе висвод не мос от с ваемый привод во ботает в двух ре ных колодок (У(У 0; Т 0). Определяют относ привода. Техноло а лежат в предел носительной тех етически можетрабо- сблие имах О; Т ительное расгически обычах 0,99 - 0,95. нологической изменяться в относительнго устройстгласно прин ого рассава потери ципу дей 9. Если вление заае равным еобходимо пределяют ивода при мя эле перемещ ды кото датчика,5 дом гид ные эле ко саед личающ монстру вания д;О вход гид ения на упра иваемом случ и точности нТ 0,1. О ласование пр ст 1+ Т+ Принимают Йоное рассогласован км детел ьству етобщем слуоценить пазультатти приводвода мо Иолу ченныивысокой жесткае жесткость и новки выражений Р 1 и Р 2 Ч и преобразований полуи при их использовани можно привести к виду анное выражение одреь рассогласования следорости поршня и дейстнагрузки,Расс матричего хода ражение зажимзажим деталиПример.согласованиено значенияЗначение отсилы Т теор1пределах О - 1.При определениигласования известнодавления зажима сствия принимают 10считать потери давлжимом и в рассматр10%, то для оценкзадаться значениемотносительное рассоа 095 и Т 01: 15 мкм и с 1 и а.бсолюте вычисляют по формуле; ваемого случая определяет Т(1+ 2 1+Т и Т)а+1 дно, что привод утрачиО) только в том случае, очень больших значениях х значениях а (а-+О), что практически нереально.Предлагаемая конструкция зажимного устройства по сравнению с известной проще, ее гидравлическая схема не содержит редукционного клапана, при этом она о чивает более высокую точность центр ния одной из свариваемых деталей о тельно заданной оси, что является следствием повышения общего коэффициента ус ления по разомкнутой цепи регулировани а следовательно, при этом возрастает и быс родействие системы,Зажимное устроиство для центрированияи зажима деталей при сварке трением, содержащее корпус с напр авляюш,ей, два смонтированных в корпусе гидроцилиндра с одноштоковыми поршнями и закрепленными на штоках зажимными колодками, расположенными в направляющей корпуса, двухпозиционный четырехлинейный золотник, соединяющий штоковую полость одного из гидроцилиндров со сливом, синхронизатор перемещения поршней гидроцилиндров, 5 выполненный в виде гидрораспределителяс пропорциональным электрическим управлрВОн ением, вход которого соединен с магисталью рабочей жидкости, один из средних ыходов с бесштоковой полостью одного идроцилиндра, а два крайних выхода соедиены со сливом, и системы управления с двуктрическими датчиками л инейных ений и усилителем-сумматором, вхорого соединены с электрическимими, а выход с управляющим вхорораспределителя, при этом подвиж- менты электрических датчиков же инены с зажимными колодками, отееся тем, что, с целью упрощения кции, повышения точности центрироеталей и быстродействия систем и, рораспределителя соединен с магист алью через двухпозиционный четырехлиейный золотник, бесштоковая полость втоого гидроцилиндра соединена с вторым редним выходом гидрораспределителя, а штоков ые полости гидроцилиндров соедиены между собой.