Зажимное устройство

СО 8 ЕТСНИЛИСТИЧЕСНБЛИН 1 9) 3 К 37/04, 20/1 51) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕН ЯТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Е УСТРОЙ(54) ЗАЖИМН (57) Изобре сварки, в ч ному оборуд и зажима де Цель изобре ности центр рение техно аст ся к ение от стности Р 14технический и спомогатель и центриров варке тре ьппение т анию длалей при ием. ения - по рования д огических орисов ален и ший зможнос 8 тем обе ения ценительно(56) Авторское свидетельство СССРВ 1219296, кл, В 23 К 20/12,30,12,84 При подаче на золотник нои оси равляющего сигнала1388245 управляющих гидролиниях распределителя 21 возникает перепад давлений,плунжер 22 смещается вправо, а потокрабочей жидкости из магистрали вбесштоковую полость гидроцилиндра 3возрастает. Поршень 5 начинает движение к центру зажима, причем егоперемещение отслеживается в соответствии с перемещением поршня 4, Бла"годаря такой конструкции осуществляется автоматическое выравнивание усилий на штоках поршней. 1 ил. 17 бе сшто ков ая поло сть лев ого гидроцилиндра 2 соединяется с магистралью,Поршень 4 начинает двигаться к центру зажима, Электрический сигнал рассогласования Ь П, формируемый в усилителе-сумматоре 19 как разность сигналов П, и П , поступающих с датчиков 15 и 16, усиливается и подаетсяна электромеханический преобразователь 29, смещая заслонку 26 распределителя сопло - заслонка 25 влевона величину, пропорциональную ЬП. В Изобретение относится к сварке,в частности к вспомогательному оборудованию для закрепления изделий,и может быть использовано, например,для центрирования и зажима деталейпри сварке трением,Цель изобретения - повышение точности центрирования деталей и расширение технологических возможностейпутем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси,На чертеже представлена схема зажимного устройства.Устройство содержит корпус 1, левый 2 и правый 3 гидроцилиндры, закрепленные в корпусе 1 и имеющиепоршни 4 и 5 со штоками 6 и 7, левую 8 и правую 9 зажимные колодки,соединенные со штоками 6 и 7, направляющую корпуса 10, в которой установлены зажимные колодки 8 и 9,штанги 12 и 11, одним концом неподвижно соединенные со штоками 6 и 7,другим - с подвижными элементами 13и 14 электрических датчиков линейных перемещений 15 и 16, двухпозиционный четырехлинейный золотник 17,редукционный клапан 18, электрический усилитель-сумматор 19, гидрораспределитель 20 с пропорциональнымэлектрическим управлением, включающий четырехкромочный проточный гидрораспределитель 21 с плунжером 22,пружинами 23 и 24, гидрораспределитель типа сопло - заслонка 25 с заслонкой 26, датчик местной обратнойэлектрической связи 27, редукцион 5 10 15 20 25 30 35 ный клапан 28, электромеханический преобразователь 29, при этом вход "а" гидрораспределителя 20 соединен с магистралью рабочей жидкости, вы 1 11ход б - со штоков ой полостью право го гидроцилиндра 3 , выход " в" - с бе сштоков ой полостью правого гидроцилиндра , выходы " г" и "д" - со слив ом , бе сштоков ая полость левого гидроцилиндра 2 чере э редукцио нный кла" пан 1 8 и золотник 1 7 соединена с магистралью , штоков ая полость через золотник 1 7 - со сливом , усилитель- сумматор 1 9 соединен н а входе электриче скими связями с датчиками линейных перемещений 1 5 и 1 6 , а на выходе - с электрическим прео бразов ателем 2 9 .Устройство работает следующим образом .При подаче управляющего сигнала Е на золотник 1 7 бесштоков ая полость левого гидроцилиндра соединяется с магистралью , Поршень 4 гидроцилиндра 2 начинает двигаться по направлению к центру з ажжа . Электрический сигнал рассогласования Ь П , формирующий в усилителе-сумматоре 1 9 как разность сигналов П , и П , поступающих с датчиков 1 5 и 1 6 , усилив аетсй и подается на электромеханический преобразователь 2 9 гидрор аспределителя 2 0 с пропорциональным элек трическим управлением , смещая заслонку 2 6 гидро распределителя сопло-з аслонк а 25 влево на величину , пропорцио-нальную сигналу рассогласования Ь 0 , 1388245в результате чего в управляющих гидролиниях распределителя 21 возникает перепад давлений, который смещает плунжер 22 вправо, увеличивая поток рабочей жидкости, поступающей из напорной магистрали в бесштоковую полость правого гидроцилиндра 3. Поршень 5 начинает движение по направлению к центру зажима. Таким образом, перемещение поршня 5 автоматически отслеживается в соответствии с перемещением поршня 4, что обеспечивает равенство скоростей движения зажимных колодок 8 и 9 при их встречном движении.Если при захвате детали зажимными колодками 8 и 9 усилия на колодках окажутся не равными между собой, то система деталь - зажим начнет сме 20 щаться в сторону поршня, усилие на штоке которого меньше. При смещении системы в ту или иную сторону сигнал рассогласования по положению вызывает пропорциональное смещение плунжера 22 и перераспределение давлений в бесштоковой и штоковой полостях правого гидроцилиндра 3 до значений, выравнивающих усилия на штоках левого и правого поршней. Таким образом, в данном устройстве осуществляется автоматическое выравнивание усилий на штоках поршней, что обеспечивает фиксацию зажимаемой детали только при ее точном центрировании относительно вращающейся детали, Кроме того, на вход усилителя-сумматора 19 можно подавать электрический сигнал управления Б, который смещает систему зажимные колодки - деталь на величину, пропорциональную сигналу управления, при этом осуществляется регулировка положения центра зажимаемой детали относительно задаваемой оси.45При снятии управляющего сигнала Й золотник 17 переключается в обратную сторону, Поршень левого гидроцилиндра начинает смещаться влево от центра зажима, сигнал рассогласования смещает плунжер 22 влево и направЛяет поток рабочей жидкости в штоковую полость правого гидроцилиндра. Порш-. ни возвращаются в исходное положение, колодки 8 и 9 освобождают деталь.Точность центрирования свариваемых деталей определяется величиной рассогласования следящего привода правой эажимной колодки под воздей ствием нагрузки, создаваемой левойзажимной колодкой, при этом последняя играет роль активного зажимногоэлемента, а правая - управляемогоупора. Для анализа зависимости рассогласования от величины зажимного усилия используют известный метод, учитывая что поршни в гидроцилиндрах зажимного устройства одноштоковые. Р РРдавление питания,давления в рабочей (бесштоковой) и сливной полостях правого гидроцилиндра;нагрузка на правой зажимнойколодке (усилие зажима),расходы рабочей жидкости через каналы "в" и "б" гидрораспределителя,расходы рабочей жидкости через каналы "г" и "д" гидрораспределителя;плотность рабочей жидкости;коэффициент расхода,скорость поршня правого гидроцилиндра;площадь поршня гидроцилиндрав бесштоковой полости;площадь поршня гидроцилиндрав штоковой полости;отношение площадей поршня вштоковой и бесштоковой поГ Р Ч Рит а= -лостях;длина рабочего окна гидро- распределителя,начальное открытие окна гидрораспределителя,смещение плунжера гидрораспределителя от среднего .положения 1рассогласование правой зажимной колодки;передаточное отношение между правой зажимной колодкой и плунжером гидрораспределителя;начальная площадь рабочего окна. Для упрощения анализа пренебрегаем утечками по радиальному зазору между корпусом гидрораспределителя и плунжером, кромки их считаем острыми, без закруглений, а коэффициент расхода по всем его четырем каналам - равными. Принимаем следующие значения параметров:1388245 В Я С ь 10 часРе 5 нимание уравнениеновесия поршня Принимая востатического ра РР, - а ГРчений Р, иобразова и выр Ч и п После подстано в Уравнение дл ий получим окк, г ( Ь2 Ь Р)( При подстаем К = О,на штоках55 привод утр обеспечени аметры о ЧРч 1 оке прав Рассмотрим уравнение расходов рабочей жидкости в бесштоковой и штоковой полостях гидроцилиндра а Г = Я 4-0,где (1, =(9 +Ья - (Р-Р, ),2О, =(8,-Ь 8)р - Р,О, =(Б.+Б )р 4 - РГ 20 =Ы -8)р - (Р-Р ),2 Просуммировав левые и правыети уравнений расходов и выразивэультат относительно Ч получим и зависимость межцу давлени справедливую для гидропривода срехкромочным проточным золотниклюбых значениях Ч, находим е В.В )Введем безразмерные и При их использовании уравнениедля Ч можно привести к виду ч=, Д, ч) -к -- :8) -3 а+к.Разрешив его относительно о , получим1 1+а-(а+К+ 11+В.1 а+В. + 11-В. Данное выражение определяет зависимость рассогласования следящего привода от скорости поршня и действующей на него нагрузки. Необходимо заметить, что рассматриваемый привод во время рабочего хода работает в двух режимах: сближение зажимных колодок (Ч Ф О, К = О) и зажим детали (Ч = О, К Ф 0).П р и м е р. Определим относительное рассогласование привода для следующих значений диаметров поршня, штока и относительной нагрузки: П = =140 мм; быт =60 мм Б = Ок 9фк 2 2 кР -й(кт 140 -60рг ( кч 0816 у4 а+К - -1 1:ГО, 816+0, 9-1-0, 90,816+0,9+1-0,9 Принимая Ьо = 15 мкм,солютное рассогласованиепо формуле 3 = 3 - ,=0 61 - в 9 мкмЬ, 15 д к 1 Полученный результат свидетельстует о высокой жесткости привода. В бщем случае жесткость привода можно й В. оценить параметром К = в ,-, рыи для расСматриваемокределяется формулой овке в, нее К = 1 получа,е. при равенстве усилий оршней при зажю 1 е детали чивает жесткость. Для ее усилие на штоке левого лжно быть меньше, че го поршня й РГ)Заказ 151719 Тираж 921 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 В данной конструкции эажимного устройства это достигается настройкой редукционного клапана 18 на давление, меньшее по величине, чем давление питания золотника.Такая конструкция зажимного устройства обеспечивает более высокую точность центрирования одной из свариваемых деталей относительно задан ной оси по сравнению с базовым объектом. Формула из обре тения15 Зажимное устройство, преимущественно для центрирования и зажима деталей при сварке трением, содержащее корпус с направляющей, два смонтированных в корпусе гидроцилиндра 20 с одноштоковыми поршнями и закрепленными на штоках зажимными колодками, расположенными в направляющей корпуса, двухпозиционный четыоехлинейный золотник, редукционный клапан, 25 синхронизатор перемещения поршней гидроцилиндров, магистраль рабочей жидкости и слив, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности центрирования деталей и расширения технологических возможностейпутем обеспечения регулировки положения центра зажимаемой детали относительно заданной оси, синхронизаторперемещения поршней гидроцилиндроввыполнен в виде гидрораспределителяс пропорциональным электрическим управлением и системы управления с двумя электрическими датчиками линейныхперемещений и усилителем-сумматором,входы которого соединены с электрическими датчиками, а выход - с управляющим входом гидрораспределителя,при этом подвижные элементы электрических датчиков жестко соединеныс зажимными колодками, вход гидрораспределителя соединен с магистралью,два средних выхода гидрораспределителя соединены с полостями одногоиз гицроцилиндров, два крайних выхода соединены со сливом, а полостивторого гидроцилиндра соединены через двухпозиционный четырехлинейныйзолотник и редукционный клапан с магистралью и со сливом,