Устройство для сварки трением

,801326415 3 50 ЛЬСТВ ретения является улучшениного соединения, а такженологических возможностей.ляют на цанге 14. Посредствс плунжерами ЗЗ сдвигаютсоприкосновения поверхностверхностью отверстия детадвигатель 27 приводит во ви эксцентрики 28. Обоймавершает орбитальное движено оси 1 - 1. В результатекасающиеся поверхностиПосле достижения температлиндр 6 устанавливается сКонусная часть 13 штокаразогретую часть трубы иусилием проковки, 2 з. п. фтво СССР12, 965.о СССР2, 97.Я СВАРКИ Е я к машиностроетрением, и мопример, для изаппаратуры при ки. Целью изобСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С(57) Изобретение относитснию, а именно к сваркежет быть использовано, нготовления теплообменнойвварке труб в трубные до РЕТЕНИЯ е качества свар- расширение техТрубу 37 закрепом цилиндров 22цилиндр 6 до и трубы 2 г поли 5. Электро- ращение вал 26 29 при этом соние относительтрения сопри- разогреваются. уры сварки циоосно осив .12 вводится в разжимает ее с лы, 7 ил.Изобретение относится к машинострое. нию, а именно к сварке трением, и может быть использовано, например, для изготовления теплообменной аппаратуры при вварке труб в трубные доски.Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем обеспечения постоянства усилия прижима в местах соприкосновения поверхностей по всей длине окружности охватывающей детали, а также расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности вварки в трубную решетку труб с различной толщиной стенки, труб /-образной формы, обоих концов трубы в две решетки.Кроме того, расширение технологических возможностей обеспечивается за счет регу.- лировки усилия прижима до заданной величины, необходимой для сварки деталей при изменении их размеров.На фиг. 1 схематически изображено 1 стройство для сварки трением, деталей, одна из которых охватываемая, а другая охватывающая, общий вид; на фиг. 2 разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 2; на фиг. 5 -- устройство для сварки трением деталей в положении закрепления трубы в цанге; на фиг. 6 то же, в положении прижчма трубы к стенке отверстия решетки; на фиг. 7 то же, в положении проковки (опрессовки) трубы.Устройство для сварки трением деталей содержит корпус 1, смонтированный с воз. можностью возвратно-пос 1 упательного перемещения по направляющим 2 пос 1 едствот силового цилиндра 3, механизм 4 для установки и закрепления охватывающей детали 5. В корпусе 1 установлен силовой цилиндр 6 (гидроцилиндр), имеющий фланец 7, торец которого контактирует с корпусом .В торце фланца 7 установлен палец 8, входящий в камень 9, перемсщаютцийся в пазу 10 корпуса . Палец 8, камень 9 и паз 10 предохранятот цилиндр 6 от проворачивания. Цилиндр 6 содержит две камеры, в которых расположены поршень 11и шток 12, часть поверхности 3 котороговыполнена фасопной.На конце штока 2 жестко закреплена панга 14 с рабочей тттлнцдрической поверхностью и сопряженной с ней конической поверхностью 15. Фасопнал поверхность 13 штока 12 взаимодействует с шайбой6, в которой выполнено отверстие, форма которого аналогична форме поверх ности 13. Шайба6 жестко закреплена па торце фланца 7 для предохранения штока 12 от проворота.В цилиндре 6 по обе стороны поршня 11 расположены полости 17 и 8. В штоке 12 выполнено продольное отверстие, в котором размещена тяга 19, связанная с поршнем 20, по обе стороны которого расположены полости 2 и 22. Конец тяги 19 выполнен конусной формы для взаимодействия с цангой 14.Цилиндр 6 установлен в корпусе 1 с возможностью ориентации (центрирования) в плоскости, перпендикулярной продольной оси цанги 14 (ось 1 - 1), с которой совпадает ось отверстия детали 5, посредством трех силовых цилиндров 23 с рабочими полостями 24 и плунжерами 25, расположенных по окружности цилиндра 6 на равном расстоянии друг от друга.В корпусе 1 установлен приводной вал 26, связанный с электродвигателем 27, на конце которого смонтирован эксцентрик 28 с закрепленной на нем обоймой 29.В ней устагтовлены эксцентрики 30, смонтированные на валах 31, закрепленных в корпусе 1, посредством которых обойме 29 сообщают орбитальное перемещение относительно оси 1 - -1. В обойме 29 выполнена выточка, в которой разметцен фланец 7 цилиндра 6. Торец выточки удерживает фланец 7 и, контактируя с его торцом, обеспечивает движение цилиндра 6 в плоскости, перпен. дикулярной оси 1- - 1.Обойма 29 кинематически связана с цилин дром 6 посредством механизма регулирования усилия прижима, который содержит перпендикулярные друг другу и расположенные в плоскостях, перпендикулярных оси 1.1, силовые ци, ипдры 32 с плунжерами 33, на концах к:торых на осях 34 установлены ролики 35. Ллупжеры 33 выполнены с возможностью ограниченного продольного перемещения дл;т обеспечения одинаковых зазоров между роликами 35 и фланцем 7. Величина зазора составляет 0,05 - 0,1 мм и выбирается пактически для обеспечения беспумной работы устройства и одновременного центрирования фланца 7 относительно выточки обоймы 29. Плунжеры 33 предохраняютсл от проворота посредством штифтов 36.Механизм регулирования радиального усилил прижима может быть также выполнен, например, в виде пружин, установленных в цилиндрах 32 вместо портдней и воздействуюгцих на плунжеры 33.Устройство для сварки трением деталей работает следу огант образом.Охватывающую деталь 5 (трубную решетку) закрепляют в механизме 4. В отверстие ее вводят трубу 37 (охватываемую деталь). Цилиндр 6 посредством цилиндров 23 центрируют относительно оси симметрии отверстия рсчпетки (ось 1 - 1) в ппоскости, перпендикулярной продольной оси цанги 14. В результате ось симметрии отверстия детали 5 соосна продольной оси цинги 14 (ось 1 - 1) при зафиксированном цилиндре 6. Корпус 1 перемещают по направляющим 2 посредством цилиндра 3 и цангу 14 вводят в трубу 37. В полость 21 цилиндра 6 подают масло. Поршень 20 приФормула изобретения 55 этом перемещается вправо вместе с тягой 19, конусный конец которой разжимает цангу 14, в результате чего на ней закрепляется труба 37.После закрепления трубы 37 на цанге 14, снимая давление в цилиндрах 23, освобождают цилиндр 6. Одновременно масло подают в полости цилиндров 32.При этом в результате эксцентричной установки обоймы 29 относительно оси 1 - 1 плунжеры 33 цилиндров 32, упираясь в цилиндрическую поверхность фланца 7, сдвигают цилиндр 6 в плоскости, перпендикулярной оси 1 - 1 до соприкосновения наружного диаметра трубы 37 со стенкой отверстия детали 5, обеспечивая усилие прижима Я, соответствующее давлению масла в полости цилиндра 32, необходимому для разогрева соприкасающихся поверхностей. Перемещение цилиндра 6 прекращается.После соприкосновения трубы со стенкой отверстия посредством электродвигателя 27 приводятся во вращение вал 26 и эксцентрики 28 и 30, в результате чего обойма 29 совершает орбитальное движение относительно оси 1 - 1. Одновременно с включением электродвигателя 27 в зазор между трубой и стенкой отверстия подается инертный газ для защиты зоны разогрева от окисления,Вместе с обоймой 29 совершает орбитальное движение соединенный с ней посредством пальца 8 и камня 9, перемещающегося в пазу 1 О корпуса 1, цилиндр 6 с цангой 14 и закрепленной на ней трубой 37 относительно оси 1 - 1, совпадающей с осью отверстия решетки по его окружности. Цанга 14, закрепленная на штоке 13, предохраняется от проворачивания посредством шайбы 16 с фигурной поверхностью, соответствующей поверхности 13 штока,При этом радиус вращения обоймы 29 относительно оси 1 - 1 превышает величину зазора между наружным диаметром трубы и стенкой отверстия, а радиус вращения цилиндра 6 с цангой 14 и трубой соответствует величине зазора между трубой и стенкой отверстия, Прижим трубы к отверстию осуществляется посредством плунжеров 33, воздействующих роликами 35 на фл а нец 7 цилиндра 6.Усилие прижима в месте контакта трубы и отверстия постоянное для определенной пары деталей, поскольку давление в полостях цилиндров 32 не меняется. Его величина определяется в зависимости от материалов трубы и решетки и величины нагрева до температуры сварки. Усилие прижима направлено по вращающемуся относительно оси 1 - 1 радиус-вектору. Скорость его вращения определяется скоростью вращения вала 26,В результате трения соприкасающиеся поверхности трубы и отверстия решетки разогреваются. 5 10 15 20 5 30 35 40 45 50 После разогрева их до температуры сварки давление в полостях цилиндров 32 и в полостях 17 и 21 цилиндра 6 сбрасывается и создается давление в полостях 24 цилиндров 23 и полостях 8 и 22 цилиндра 6. При этом цилиндр 6 устанавливается соосно оси 1 - 1, поршень 11 его перемещается влево, а конусная часть3 штока 12 входит в разогретую часть трубы и разжимает ее с усилием проковки до соприкосновения с разогретой поверхностью отверстия по всей его окружности. При этом создается удельное давление, необходимое для сварки. Затем шток 12 с цангой 14 посредством сброса давления в полости 18 и подачи масла в полость 17 отводится в крайнее правое положение. Поршень 20 с тягой 19 цангу 14 не разжимает, и она свободно выходит из трубы за счет перемещения корпуса 1 по направляющим 2 посредством цилиндра 3,В отведенном положении устройство готово к повторению цикла.Такое конструктивное выполнение устройства позволяет за счет обеспечения постоянного прижима свариваемых поверхностей улучшить качество сварки и тем самым повысить эксплуатационную надежностьь теплообменных устройств.Кроме того, путем обеспечения точной регулировки усилия прижима, необходимого в каждом конкретном случае в зависимости от материалов свариваемых деталей и неравномерности толщины стенок по диаметру в пределах допуска, повышается качество сварного соединения и расширяются технологические возможности устройства, посредством которого обеспечивается сварка труб между собой, сварка одного конца трубы с решеткой, обоих концов трубы с двумя решетками и вварка в решетку труб, не имеющих возможность вращаться вокруг собственной оси, например труб l-образной формы. 1, Устройство для сварки трением деталей, одна из которых охватываемая, другая - охватывающая, содержащее корпус, смонтированный с возможностью возвратно- поступательного перемещения, и установленный в нем силовой цилиндр, на штоке которого закреплена цанга, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварки и расширения технологических возможностей, оно снабжено механизмом регулирования радиального усилия прижима и приводной обоймой, смонтированной эксцентрично силовому цилиндру, силовой цилиндр выполнен с фланцем, установленным в проточке обоймы с возможностью взаимодействия с обоймой через механизм регулирования радиального усилия сжатияи возможностью орбитального перемещения в плоскости, перпендикулярной продольной оси цанги, совместно с обоймой.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что механизм регулирования радиаль. ного усилия прижима выполнен в виде силовых цилиндров с плунжерами, смонтированных в обойме равномерно по окруж.ф ности в плоскости, перпендикулярной оси цанги, с возможностью взаимодействия плунжеров с цилиндрической поверхностью фланца силового цилиндра.3. Устройство по и. , отличающееся тем, что рабочая поверхность цанги вы. полнена в виде цилиндрической поверхности для центрирования свариваемых деталей и сопряженной с ней конической поверхностью для проковки., Москва, Ж - 35, Ра)лигр(фиеское ирсдпри НЗ Корре Подписзобретен ор ( Чернино.