Устройство для сварки трением

ОП ИСАЙ И Е и 48748 ОИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимый от патента 835329 25 1) М. Кл. В 231 19/ аявлено 29.09.72 32) Приоритет 02,10.71 (31) 45948 33) ВеликобританияОпубликовано 05.10.75. Бюллетень3 сударственный ком ите вета Министров СССР 21.791,14.03088,8) по делам изобретений и открытийДата бликования описания 30.01.7(2) Автор изобретени Иностранец ональд Бернард Кларк(71) Заявитель ностранная фирм Джозеф Лукас(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ Изобретение относится к области сваркитрением,Существуют различные устройства длясварки трением, в том числе и такие, в которых движение одной свариваемой детали относительно другой производится по круговой(орбитальной) траектории без вращения вокруг собственной оси. Таким движением обеспечивается минимальный прогрев свариваемых деталей, что дает возможность сваривать 10изделия некруглого поперечного сечения. В известном устройстве круговое движение однойсвариваемой детали относительно другой осуществляется за счет смещения осей приводных валов, 15Недостатком этого устройства являетсясложность конструкции, обеспечивающей изменение эксцентриситета в процессе сварки.Цель изобретения - повышение надежностиработы устройства и улучшение качества 20сварки,Это достигается тем, что в предлагаемомустройстве вал, передающий вращение, выполнен полым и в нем установлен дополнительный поворотный вал, на торце которого эксцентрично установлен цилиндрический палец,кинематически связанный с зажимом для установки одной из свариваемых деталей, приэтом ось вала, передающего вращение, расположена по отношению к оси дополнительного З 0 поворотного вала на расстоянии, равном эксцентриситету цилиндрического кольца, дополнительный вал снабжен средством его углового перемещения, выполненным в виде винтовой пары, и устройство оснащено механизмом для предотвращения вращения зажима вокруг собственной оси.Механизм для предотвращения зажима вокруг собственной оси может быть выполнен в виде двух пар пальцев, расположенных диаметрально противоположно по окружности с центром на оси вала, передающего вращение, и входящих в соответствующие пазы кольца, свободно установленного вокруг зажима, причем одна пара пальцев прикреплена к зажиму, а другая пара - к корпусу.Механизм для предотвращения вращения зажима вокруг собственной оси может быть выполнен в виде попарно расположенных на диаметрально противоположных торцах зажима штифтов, проходящих через подшипники, которые, в свою очередь, жестко закреплены в предусмотренном опорном элементе, концы которого в виде штифтов также пропущены через подшипники, жестко закрепленные на корпусе.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 - кольцо с пазами, вид сверху; на фиг. 3 - механизм для предотвращения вращения зажима вокруг собственной оси, вид сверху; на фиг. 4 - то же, впдсбоку.Устройство содержит подвижпый суппорт 1,расположенный Н 2 д неподвижны кор)усам2, который при работе устройства несег за:отовку 3 внутри углубления, выполненного Всуппорте. Зажим 4 скользит по корпусу 2 подсуппортом 1 на множестве шариковых подшипников 5, несомых корпусом 2, иа нем имеется углубление для входа детали, фрпкционпопривариваемой к заготовке 3. При рабоге устройства суппорт 1 перемещается вертикальноотносительно корпуса 2 из нерабочего полокения, в котором заготовка 3 отстоит от дс)-алп6, в рабочее, в котором заготовка 3 совмещается с деталью 6, Когда заготовка 3 и деталь6 должны быть сварены вместе, конструкцияустройства такова, что заготовка 3 удерживается неподвижно относительно суппор гатогда как деталь 6 перемещается по орбитальному пути без вращения относительно заготовки 3.От поверхности зажима 4 выступает внизвыполненная заодно с носителем полая ступица, обращенная к корпусу 2, и в эту ступицувходит цилиндрический палец 7. Мскду пальцем 7 и внутренней поверхностью ступицы 8находятся роликовые подшипники 9, так чтапалец 7 может иметь угловое движение относительно втулки ступицы 8 и зажима 4.К пальцу 7 на его удаленном от зажима 4торце закреплен дополнительный цилиндрический вал 10, проходящий через отверстие вкорпусе 2, с осью, параллельной оси пальца 7,но отстоящей от нее. У его торца, удаленногоот пальца 7, вал 10 прикреплен к винтовомувалу 11 и, занимая промежуточное положениемежду его торцами, установлен полый вал 12,передающий вращение. Вал 12 имеет эксцентричное отверстие, так что ось вала 10 является параллельной оси вала 12, но отстоит отнего на расстояние, равное расстоянию междуосями соответственно вала 10 и пальца 7,Вал 12 установлен в корпусе 13 на подшипниках 14, и у его торца, удаленного от корпуса 2, он выступает из корпуса 13,Заодно с валом 12 выполнен шкив 15 с кслобком. При работе устройства приводной ремень (не показан) проходит вокруг шкива 15и приводится на 1 ужным двгателю (пе показан) для сообщения вращательного движенияшкиву 15 и валу 12. В соответственных отверстиях, выполненных в шкивс 15, имеются четыре стойки 16, прикрепленные к кольцу 17 свнутренней винтовой нарезкой. Кольцо 17;аходится в винтовом зацеплении с валом 11 иу его торца, удаленного от стоек 16, через подпятник 18 соединено с поршнем 19 певматпческого узла порнень - цилиндр (е показан). Таким образом, благодаря стойкам )6,входящим скользящей посадкой в своп соответственные отверстия в шкиве 15, кольцо 17перемещается поршнем 19 аксиалью вдольвала 11, хотя стойки 16 предоВрящаот Вращение кольца 17 около вала 12, Поэ;ому во00 05 задается таким образом, что радиус орбитального двикспя зальца 7 Имеет неооходимую во 1 ицинОрбитальное движение пальца 7 передается зажиму 4, и, следовательно, детали 6, перемещая деталь по круговому пути с центром на время аксиального двикения кольца 17 вдольвала 11 последний приводится в угловое движсннс стосисльнэ ко;ьца 17, а Вал 10 получас; углаос движспс огпосительно вала 12.5 Кроме тога, когда приводой ремень псреданвращагельное двикенпе шкгву 1 О, стоики6, предо;вращая вращение кольца 17 околоВала 12, соединяют кольцо 17, вал 11, вал 10и цилиндрический палец 7 Во вращательном:0 дикеии вместе со шкивом 15 и валом 12.На закпме 4 закреплена пара пальцев 20,1 с)сО,Окс;ых В диамет)2 ль 0 протВОположнам положении друг к другу на окружности с цс )тром па оси вала 12, выступающих:5 Вн 3 с пОВС 1)хпОсти зажиъ)а. Дручая пара пйльцсв (не показаны) выступает вертикальновверх от корпуса 2 и расположена в дпаметрал)но противоположном положении друг к,ругу на той же окружности, что и пальцы 20,20 причем оба диаметра находятся под прямымуглам друг к другу, 11 альцы 20 и другая паральцси проходят В соответственные радиальрасо.окенс г)азы 21, О 61 азоВанные поакрукости кольца 22 (фнг. 2), которое сво 25 бодпо установлено вокруг ступицы 8. ТакимОб,азо, палцы и колцо 22 предотВращаютВращение зажи)а 4 Вокруг собственОЙ Оси,по позволяют зажиму двигаться относительносуппорта 1 по орбитальному пути с ограничен 20 пым радиусом,Для осуществления операции сварки трением устройство сначала устанавливается так,:тобы ось вала 12 совмещалась с осью цилиндрического пальца 7, Затем приводной рез 5 мень приводит во вращение шкив 15, сообщаяВалу 12 вращательное движение, и на этойстадии, поскольку оси вала 12 и кольца 7 совмещены, палец просто вращается в подшипниках 9 относительно зажима 4, который при)О этом остается неподвижным, Затем деталь 6устанавливается в выемку в зажиме 4, и заготовка 3 кладется на деталь в требующемсяполоке)ип относительно детали, Суппорт 1опускается до тех пор, пока заготовка 3 не,5 войдет в выемку в суппорте, причем суппортосвобождается, чтобы обеспечить некотороесмещение детали, пока заготовка пе приложитзаданного давления к детали. После этогосрабатывает устройство поршень - цилиндр,50 так что поршень 19 перемещает кольцо 17 аксиально вдоль вала 11 па заданное расстояние, и смещает ось цилиндрического кольца 7относительно вала 12 в направлении, перпендикулярном оси вала 12. Затем цилиндриче 5 ский палец 7 на:и)ает перемещаться орбитальпо Вокруг вала 12, так что ось пальца 7двпжется по кругу, радиус которого равен расстаяншо между осью пальца 7 и осью вала 12.оси вала 12. Однако поскольку зажим 4 удерживается от углового перемещения относительно суппорта 1, деталь б остается з том же самом угловом положении относительно за:отовки 3, что и при орбитальном перемсше:ш детали относительно заготовки.Трение между деталью 6 ц заготовко 1 3, и конструкция является такой, что выделяе ое при этом тепло достаточно для расплавлс:ия контактных поверхностей детали ц заготозкц. По истечении заданного времени, рассчитанного цд Оосспечецце расплавления коцтактньх поверхностей, кольцо 17 снозд перемешается аксиалыо вдоль вала 11 1 а такое рдсстояце, что получаемое при этом углозос движсццс Вала 10 Отоситсльцо Вдлд 12 соеспечцваст совмещение оси пальца 7 с осью вала 12. Во время этого углового движсц;я вяла 10 относительно вала 12 рачиус кругогого пути, ош- сывдсмого осью пальца 7, и, следозательцо. -0 радиус орбитального,чвикс:шя, осуществляемого пальцем 7 и деталью 6, постепенно уменьшается до нуля.Когда оси вала 12 и пальца 7 соответственно снова оказываются на одной линии, эле мент 7 вращается в подшипниках 9 относительно зажима 4, так что относительное движение между деталью б и заготовкой 3 прекращается. Затем эти части остаются в совмещенном состоянии до тех пор, пока их рас- З 0 плавленные контактные поверхности не отвердеют, образуя фрикционное сварное соединение между деталью и заготовкой, после чего сваренный комплекс может быть сцЯт с аппарата осз остановки привода вала 12. 5 В поимсре, показанном нд чертежах, сваренный комплекс, получениьш из летали 6 и заготовки 3, ЯВлЯстсЯ От 1)дкате:ьцОЙ пдцс,.1 ьО для транспортной машины.Вариант устройства, показашьи ца фцг. 3 10 и 4, подобен устройству, изображенному на фиг, 1, но вместо установки кольца 22 ц связанных с цим пальцев, которые предотвращают Врашсцис закима 4 зо ВрезЯ сго 0 оцтдльного двикения, к каждой цз двух прот:.В 0-0- Ч 5 локных сторон зджцма 4 црик 1 сплсцд цд ". штифтов 23.Какдьй штиФт 23 Вкл 0 лет зьцол 1 с;. й заодно с ним Е-об 1 дзцый крои тсйи. д меж.р. концами каждого кронштейна закреплена цд ра пальцев 24, которые скользят В Всрт: кдл; - ных отверстиях зажима 4. Таким образом, пальцы 24 допускают ограниченное вертикальное перемещение зажима 4 отцосцтель 0 штифтов 23, предотвращая прц этом угловое 55 геремешенис штифтов от:1 ос.тельно носителя. Штифты расположены пдрдлельца дранг л;,- гу и в плоскости, параллельной корпусу 2 устройства, и каждая пара штифтов 23 скользит в соответственных продольных подшпп:нкдк 50 25, несомых подвижным опорньм элемент 26. Поэтому блдгочдря штифтам 23 и иэ:1 И 1.никам 25 зажим 4 может перемещаться корпусе 2, Кроме того, поскольку пальцы 2-. обеспечивают ограниченное вертикальное и. ремешенце зажима 4 относительно штифтов 23, никакая нагрузка зажима во время сварочной операции не передается подшипникам 25, Кдж:ый опорньц элемент 26 имеет пару протигоположцо направленных учлиненных штифтов 27, которье являются параллельными корпусу 2, цо перпендикулярными штифтам 23, ШтФты 27 скользят относите.пьно продо.пь:ы:( подшипников 28, несомых корпусом 2, и, следовательно, зажим 4 является, кроме того, подвцкцям во втором направлении, перпендикулярном упомянутому первому направлению, пардллелыом корпус 2. Благодаря элементам 23, 25, 26, 27 и 28 зажим 4 может перемешаться по орбитальному пути относителью суппорта 1. без вращдтсльцого движения ОТЦО"ЦТС 1 ЬНО ЦЕГОП педмст цзобретецця1. Устройство для сварки трением, содержащее корпус зажима,чля закрепления сварцваемых,чсталей, Вал для передачи вращения, привод вращения одной из свариваемых деталей, а также привод осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и улучшения качества сварки, вал, передающий вращение, выполнен полым, и в нем установлен дополнительный поворотный вал, на торце которого эксцентрично установлен цилиндрческий палец, кинематцчески связанный с зджц.ом для установки очной из свариваемых четдлсь прц этом ось вала. передающего врацсИе, 1 дсположсца по Отцошенио к Оси чопол цтсчьцого говоротцого здла па расстоягц равном эксцецтрцсцтст ццлцндрического ко;и;д, лополцитсльц 111 вдл снабжен средстгом его углового перемещения, выполненным В Внлс Винтовой пары, ц устройство оснащеносхдццзмом для предотврдценця вращения зджцмд вокр г собственной осц.2. Устройство по п. 1, отлцчаюцееся тем. Ито мсхд Изм для предотвращения врашсцця зджцмд Вокрмг собственноц оси выпол;си В Виде двмх пдр пальцев, расположенных лцдмстрдльцо ппотивоположцо по окружности с сцтпо., цд ос: Вдлд, передающего вращение, ц гходящцх в соответствующие пазы кои ш, свободно становленного Вокруг заяц.д, причем одна пара пальцев прикреплена к зджцт, д д 1 гдя пара - и корпусу.3. Устройство по п. 1, о т л и ч д ю щ е е с я те., что мсхдизм для предотвращения врашсцця зджцмд Вокруг собственной оси выполнен В вцдс попарно расположенных на диаметрдльцо прот;Воположных торцах зажима штифтов, проходяцих через подшипники, ко;орые. В свою очередь, жестко закреплены в рсл смотрсццом опорном элементе, концыторо-о в Виде штифтов также пропущены ь 1 ез подшипники, жестко закрепленные нао пусе.Приоритет по пунктам 02.10,71 по пп, 1 и 2.487480 гз гз ащупкин Дзесоваодписное урушина. Бродская дакт Типография, пр. Сапуно Заказ 3219/18ЦН оставитель НТекред Е По Изд.49 ПИ Государственного коми по делам изобретен Москва, Ж, РаушТираж тета Совета ий и откры ская наб., д Корректор1061Миип;тров СССРпЙ4 5