Способ регулирования соосности заготовок при сварке трением

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ(43) Опубликовано 25.04.78, Боллетфнь М 15 1) М. Кл 3 К 1.9/О Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий) УДК 62179 88,8 5) Дата опубликования описания зб,1. Е,Р. Н. Болдырев,К, И, Мулюков, М,. Воинов,миров и В В. федоров,С, Худобец(72) Авторы изобретен Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола(71) Заявител ЕГУЛИРОВАНИЯ СООСНОС ПРИ СВАРКЕ ТРЕНИЕЬ 54) СПО АГОТОВОК Изобретчцс касается сварки металлов трт иск. Известен способ регулирования соосности загоговок црц сварке трением, по которому ко гролцруот полоксцис заготовок и прц откло цециц их от исходного соосного положения с:спаот одну относительно другой 1.1 едостатком этого способа регулирования соосщсти заготовок является необходимость цецрсрывцого контроля величины несоосности, что является с:цжой технической задачей.Крткс того, ц,учеццос таким образом свар це соелццецие имеет зцачительныс радиальные црк.;ция, поскольку устранение цс:осцости происходит за счет совмещения центров ; готовок, отжа гых в радиа, ьом направлении к элексц 1 а зажцкцых устройств. Увелиццце радцалыых напряжений в стыке соедицсция приводит к механической неоднородности последнеоснижает мошость зажимцых устройств цз-за церавцомерцой обжимки заготовок црц сварке.1(елью изооретсция является повышение соосцостц заготовок..1 то дстигается тем, что по предложенному способу ко гроль положения заготовок осущест вляют путе;, замера радиальных напряжений в "ыке в течение всего процесса сварки и смещение заготовок одна относительно другой при отклонении от исходного соосного положения прекращают при радиальных напряжениях равных нулю.По окончании процесса сварки имеет мест 1заранее установленная исходная высокая соосцость заготовок изделия, поскольку радиальные напряжения равны нулю также, как при начальной выставке заготовок в зажимах машины по шаблону.Преимушеством предложенного способа (помимо достижения высокой соосности заготовок) является получение ненапряженного стыка соединения, обеспечивающего его механическую симметрию и однородность.Увеличивается также мощность существуют щих зажимных устройств, которые при отсутствии радиальных напряжений в стыке осуцествляют равномерный обжим заготовок и врезультате передают больший крутящий мо.мент,На фиг. 1 схематически изображена машинадля сварки трением с регулированием задан.ной соосностц; на фиг, 2 показана диаграмма процесса изменения величины эксцентриситета Л относительно исходного положения в зависимости от времени 1 под действием автоматической системы при условии, что в началь- оцый момент проц оц 1 ло скачкообразное измсцсцце эксцецтрисцтетя на величину Л; цд. фиг. 3 -- црццццциальцая схема системы автомГгцяеского управления относительным смешением центра неподвижной заготовки в одном и иравленцц.На фиг. 3 приняты обозначения: 1,2сварццаечые заготовки, 3,4 -- зажимные устройства заготовок, 5 - 8тензодатчики, 9 - усилитель, О - электромагнит; 11 - якорь электрочагццта, 2 - золотник, 13, 14каналы золотника 12, 15 - поршень цилиндра, 6 -1 О рейка, 17эксцентрик, 18 - электромд Нит, 19 - эксцеприк, 20 - зажим, 21 - рычаг, 22 -- электромагнит, 23якорь электромагнита, 24, 25 - пружины, 26 - золотник, 27, 28 - каналь золотника 26, 29 - электромагнит, 30 -- корпус зажимного устройства,.31 - крест 11151 муфта или карданный шарнир между коргусом 30 и станиной 32, 33 - враецаюшийся ЦЦ)н НДСЛ Ь.Способ осуществляют следующим образом.3,ве чисто обработанные заготовки, вращаю. 20 шу)ося 1 и неподвижнуо 2, размещают во втулке-шаблоце,жестко обеспечивающем их сосцость, После чего заготовки закрепляют в зджцчныых устройствах 3 и 4. Если при этом25 и чеет х 1 ссто цссООсность зяжимных устройстВ, цроисход 1 г упругая деформация их элементов, в результате чего в двух тензодатчиках из чс. ырех 5 - 8 Изменяется сопротивление, это являлся игндлоч работы настроенной части автоматической системы. В каждой противопо- ложцОР Прс снзсддт 1 Р 1(ОВ сиНд 1 поступает 30 ТО,1 Ь(О ОТ ОДНОГО ИЗ НИХ, НЗХОДЯЦЕСГОС 51 В ЗОЦС напряжений. )х)ждук пару тензоддтчиков 00- сл.к Б;ет автоматическая система. Прц изменении сопротивления, например, тсцзотдтчцкя 6 в цепи, ц,душей к усилителю 9, 35 Болцкдст электрический тс)к, который после усц,с 5 НЕ 5 поступает Б обмогку электромагнитаК 01)1, электромагнита 1 соединен с под р; кццсццым Б нейтральном положении золотН 1;к(1 м 12. Вкл с)чецйе электромагнита 10 приво 40к цсрес 1 ес 11 ию 30 лотнцка 12 ВВерх (по схсмс), что БызБ,ет сообщение канала 13 НРЛццрай цс)рцН 51 14 С СИСтЕЧОй ВЫСОКОГО даВ- ленц 1, з кднзля 15 с системой низкого давления. В результдтс поршень 4 перемещается Бццз. Рс икз 6 (показана то 1 ько ця фиГ. ), 45 скрсп,1(цце 51 со штс)ком поршня 14, ГОвс)ря 11- Ба.т ксеецтрцк 17 что приводит к смешению есцтр зяготовкц 2 вниз до тех цор, пока Б тсцзод;пчцкс 6 це исчезнет деформация и не Бык,ючцтся электромагнит 10. Если напряжеццс Бсзцикдст в зоне тензодатчика 8, Включзстгл лсктрох 1 гцит 8 и центр заготовки переЧсисяете ББСРХ ПОКа НС ИСЧЕЗЦЕт ЦДПРЯжЕНИЕ.В тдкой же последовательности работает другая часть авт )матической системы, обслуки- Б,с,оц,сц 1 сцзо,сдчики о ц с, голько поршснь этой части систем 1:1 оворячцвает эксцентрик 19, чстО црцВОдИТ К СМЕНс НИЮ цЕНТря ЗЗГОТОВКИ 2 Б 1 свс цли )пяво, Б зависимости от тензодатч :(д.1 бог;1 настрое Ной части автоматической Сцс"1 СЧЬ 1 С)СЗСЛуЖИБЗСМОЙ ЗОЛОТНИКОМ 12 ЗЗКЗН- ЬС) чцвдетс, когда во всех четырех Гецзодатчиках 4ОтСУтетВУЮт ДефОРМапинс)1 О С 1)ЦЕСГСЛ 1,СГБ) с о сс)с)(ности зджцмных ус 1 рссБ, тдк )к Б это время чисто обрдботаццыс .сяготовки 1 и 2 располагяк)тся строго соосцс) Во втулке-ц)11- лоне.Описанная предварительная настройка соОс.НОСТИ ЗаКЦМНЫХУСТРОЙСТБ ПРОИЗВОДИ С 51 сравнительно ре.Еко, например одцц раз в смс- цу, либо при изменении типоразмера свдривяс мых изделий.По окончании настройки соосцоси зяжцмцых устройств машина подготовлена к работе. При этом в автоматической системе Отклочяе 1- ся ее настроечная часть (электрочагниты 10, 18) и включается зажим 20, подсоединяюдеий рычаг 21 к штоку поршня 14.В начальный период сварки чисто обработанных заготовок радиальные напржени це возникакт. Затем механическая система, состоящая из относительно Вращающихся и прижатых одна и другой заготовок, стдцонцтс я неустойчивой. Это объясняется тем, что слои размягченного металла в стыке обладяк)т свойствами смазки, расположенной между днум 5 не плоскими поверхностями. Взаимодействие таких поверхностей при выдавгНв 1 цир;1 змГ- ченного металла из стыка в грат (цс цск.с оно несимметричное выдавливание) приво;Ецт к ПОЯВЛЕНИ 1 О ПЛОСКОСТИ ОтНОСИтЕЛЬНОГО СКс Н (Е- нця труецихся торцов заготсн)ок, цс церпендцкулярной к напра В;1 ению Осее)ОГО сждти 51. Это в свою очередь приводит к действпо,Бном) скольжени 1 о торцов, В результаге Грсодолсцц упругости элементов зажцяцых устройств ц к появлецик) цесоосностн относительно исхо;Ецс)- го положения заготовок. Поскольку теорсти ески состояние металла в зоне стыка и карт ид напряжений осесимметричны, наклон плсскс)сти скольжения вначале совершснцо цс опрсдс- ЛЕН И ЗаВИСИт От ряда СЛуайцЫХ фяКтОрс)Б. После начала смещения здготовок наклон плос- КОСТИ СКОЛЬжЕНИя СтацОВИтея ВПОЛНЕ 01 ре;1(- ленным, также как и направление развития несоосцости.При появлении сигнала цацрякения. Напр;1- мер, на тензодатчике 6 усиленный ток рс)сссгс 1 ясования моста включает электромагнит 22. в результате чего якорь электрома Пит 23, преодолевая сопротивление пружин 24 и 25, перемещает золотник 26 вверх, сообщая кя 1 ял 27 с системой высокого ддвлецня и канал 28 с системой слива. Это вызывает движенцс 1 црц ц 14 вниз и, вследствие )оворотя эксцепрцкд 17, смещение вниз центра нсподвцжной заготовки 2. Сигнал напряжения от тсцзо);е)тчи. кд 6 уменьшается до нуля и Б этот чомент отлипает якорь электромагццта 22. В результате инерционности сцсгемы происхсдит се перерегулирование, црц котором движснис )орц 1- ня продолкается ееце некоторое время ц после выключения электромагнита 22.Пружины 24, 25 возврашзОГ зологцик 26 в исходное положение.Если в исходном положении цорц:ня 4 напряжения в элечентдх зажимных ус"гройств нс равны нулю, Описе 1 ннОс действие сцстсмь ПОНТ(. ряется с определеннычи амплитудами и дстО- той в здвисимостц сл настройки системы. Настройка амплитуды произв)гдитс 51 нерв)цдчз,1,603534 Формула изобретения 15 20 Вид Д 19 1 Б и Ю 71 иг.цо величиной рабоцего зазора в электромагнитах 22 и 29.При работе автоматической системы с доста точным быстродействием можно добиться сколь угодно малого колебания эксцентриситета относительно исходного положения (соответствующего нулевым радиальным напряжениям в элементах зажимных устройств) в течение всего цикла сварки. Это особенно важно в период торможения ц проковки, когда пластичность металла в стыке уменьшается и значительное изменение эксцецтрцситета требует весьма боль ших мощностей гидропривода.Возможен также вариант выполнения автоматической системы, при котором совмещены функции настройки ц регулирования соосности свариваемых заготовок прц использовании одного золотника ц двух электромагнитов для каждой пары противоположно расположенных сцзодатчиков.Таким образом, предложенный способ регулирования соосности заготовок позволяет поддеркивать заранее установленную соосность заготовок в течение всего процесса сварки отцосцзельцо исходного соосцого состояния заустроиств, что приводит всчете к соосцости заготовок готового изделии прц нулевых радиальных напряжениях в элементах зажцмных устройств. Способ регулирования соосности заготовок при сварке трением, по которому контролируют положение заготовок и прц отклонении цх от исходного соосного положения смещают одну относительно другой, от.шчающайгтем, что, с целью повышения соосцостц заготовок, контроль положения заготовок осугцествляют путем замера радиальных напряжений в стыке в течение всего процесса сварки ц смещение заготовок одна относительно другой прц отклонении от исходного соосного полоксцця п 1 скрагцают цри радиальных напряжениях равных нулю.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Л 316300, кл. В 23 К 19/00, 1970.СССР1 Зг Филин 1 ИИПИ 1 с 1 дарствсн но делам 5, Москва ПГ 1 П 11 н г ого комитета Со изобретений и :+ -35, Раунскант, г. Ужгород с" а Мннисгрооткрытийнаб. д. 46ул. Проск на