Машина для стикового контактного зварювання оплавленням

1 МАШИНА ДЛЯ СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ, содержащая станину, неподвижную и под вижную плиты, гидропривод оплавления и осадки, золотник управления гидроприво дом, размещенный на неподвижной стоике станины, размещенный на подвижной плите регулируемый электропривод для перемеще ния упорного штока взаимодействующий с штоком золотника, отличающаяся тем, что с целью повышения производительности и качества сварки, расширения технологичес ких возможностей, она снабжена двуплечим рычагом с регулируемым положением центра вращения, установленным между штоком зо лотника управления гидроприводом и упорным штоком регулируемого электропривода, на неподвижной стойке станины установлен кронштейн для крепления двуплечего рыча га с механизмом регулировки положения центра вращения, подвижная плита маши ны снабжена кронштейном с разъемными обоймами, выполненными с внутренней па чом, с размещенным в нем с возможностью скольжения подпр\жиненным потзуном со стойкой стойка закреплена в ползуне с воз можностью фиксированного осевого переме тения и снабжена полым регулируемым упором с штоком, снабженным якорем, а полый регулируемый упор снабжен катушкой элект ромагнита осадки, станина машины снабжена регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия его со стойкой, несущей полый регулируемый упор о СО оо И 09284 2 Машина по по п 1, отличающаяся тем, что механизм регулировки положения центра вращения двуплечего рычага выполнен в виде размещенных в пазу рычага гаек, несущих винт, проходящий через центральную гайку, цапфы которой соединены с проушиной размещенного в пазу кронштейна, Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки, преимущественно к усройствам для регулирования скорости сближения свариваемых деталей в процессе контактной стыковой сварки оплавлением Извеетны стыкосварочные машины для регулирования скорости оплавления, в которых используются следящие гидроприводы [1] Однако они обеспечивают недостаточный диапазон регулирования скорости оплавления Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования скорости оплавления изделий в контактных стыковых машинах, содержащее золотник управления гидроприводом оплавления и осадки и регулируемый электромеханический привод для перемещения упорного штока, взаимодействующего с штоком золотника В схеме управления этого электромеханического привода применена отрицательная обратная связь напряжения по сварочном> току, а пояски штока золотника имеют выточки на рабочей поверхности для уменьшения расхода рабочей жидкости и четкой работы следящего золотника при незначительных скоростях перемещения [2] Это устройство обеспечивает достаточно высокую эффективность управления пронес сом оплавления деталей для определенной группы металлов, так как обеспечивает диапазон устойчивости реіулирования скорости в пределах 25-30 Для универсальных машин, потребность в которых в настоящее время очень велика, такой диапазон регули рования скорости недостаточен, так как для сварки сталей необходимо регулировать ско рость оплавления в пределах 0,2—3 мм/с, титановых сплавов — 0,5—10 мм/с, алюминиевых сплавов — 0,8—30 мм/с Таким об разом, для универсальных машин скорость должна регулироваться в пределах 0,2— 30 мм/с, те диапазон регулирования должен быть в пределах 150 а кронштейн снабжен стопором двуплечего рычага 3 Машина по пп 1 и 2, отличающаяся тем, что ползун выполнен с пазами, а обойма снабжена подпружиненным стопором, установленным с возможностью поочеред ного контактирования с пазами ползуна 10 20 25 30 35 40 На практике для сварки изделий с подобными диапазонами регулирования скорости оплавления используют специализированные машины с дроссельным приводом, существенным недостатком которого является зависимость расхода рабочей жидкости от ее температуры и вязкости Изменение расхода жидкости при этом приводит к нестабильности режима сварки и, следовательно, к снижению качества сварных соединений Кроме того, с помощью дроссельных регуляторов не удается достигнуть устойчивого регулирования скорости оплавления с диапазоном 150 К недостаткам существующих устройств на базе следящего золотника с электромеханическим приводом управления относится то, что они также не позволяют изменять скорость в пределах 0,8—30 мм/с за время 1-2 с, что является технологически необходимым при сварке тонколистовых изделий для всей групп металлов, в частности, для сварки тонколистовых алюминиевых профилей Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки, расширение технологических возможностей станкосварочных машин Указанная цель достигается тем, что машина для стыковой контактной сварки оплавлением, содержащая станину, неподвижную и подвижную плиты, гидропривод оплавления осадки, золотник управления гидроцилиндром, размещенный на неподвижной стойке станины, размещенный на подвижной плите регулируемый электропривод для перемещения упорного штока, взаимодействующий со штоком золотник, согласно изобретению, снабжена двуплечим рычагом с регулируемым положением центра враще ния, установленным между штоком золотника управления гидроприводом и упорным штоком регулируемого эктропривода, на неподвижной стоке станины установлен кронштейн для крепления двуплечего рычага с механизмом регулировки положения центра И 09284 вращения, подвижная плита машины снабжена кронштейном с разъемными обоймами, выполненными с внутренним пазом, с размещенным в нем с возможностью скольжения подпружиненным ползуном со стойкой, стойка закреплена в ползуне с возможностью фиксированного осевого перемещения и снабжена полым регулируемым упором с штоком, снабженным якорем, а полый регулируемый упор снабжен катушкой электромагнита осадки, станина машины снабжена регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия его со стой кон, несущей полый регулируемый упор. Причем механизм регулировки положения центра вращения двуплечего рычага вы- 15 полнен в виде размещенных в пазу рычага гаек, несущих винт, проходящий через центральную гайку, цапфы которой соединены с проушиной размещенного в пазу кронштейна. а кронштейн снабжен стопором двуплечего рычага. Кроме того, ползун выполнен с пазами, а обойма снабжена подпружиненным стопором, установленным с возможностью поочередного контактирования с пазами ползуна. Таким образом, достигается любой тех- 25 нологический требуемый диапазон изменения скорости оплавления: от минимальной, задаваемой скоростью перемещения винта редуктора с обратной связью по сварочному току и реверсированием при необходимости хода подвижной плиты (разогрев стыка, начальная стадия оплавления), до максимальной, осуществляемой при форсировке скорости оплавления посредством воздействия на шток золотника двуплечего рычага, перемещение которого, в свою очередь, за дается в зависимости от хода подвижной плиты и регулируемого соотношения плеч двуплечего рычага. По сравнению с электромеханическими приводами, обеспечивающими диапазон изменения скорости плавления 25-30, схема 40 механического привода гораздо проще, дешевле, надежней в эксплуатации и обеспечивает диапазон измерения скорости 150, что существенно расширяет технологические возможности стыкосварочных машин, особенно при сварке тонкостенных изделий специальных сплавов. Стабильность регулирования диапазона изменения скорости оплавления и быстродействие привода обеспечивает повышение качества и производительности сварки. 50 На фиг. 1 дана структурно-кинематическая схема предлагаемой машины; фиг. 2 — разрез А—А на фиг 1; фиг 3 — вариант крепления двуплечего рычага к оси вращения; на фиг. 4 — вариант исполнения устройства, воздействующего на двуплечий ры- 55 чаг. Сварочная машина (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой жестко закреплены стойки 2 и 3, соединенные штангами 4, по которым перемещается подвижная плита 5. С подвижной плитой соединен гидроцилиндр 6 оплавления и осадки; свариваемые изделия обозначены позицией 7. На стойке 2 закреплен следящий золотник 8, шток которого подпружинен пружиной 9. На плите 5 закреплен редуктор 10 регулируемого электропривода. Между упорным штоком электропривода 10 и штоком золотника 9 находится один конец двуплечего рычага И, смонтированного с возможностью вращения на оси 12 относительно проушины 13. Проушина 13 установлена с возможностью перемещения при вращении штурвала 14 в направлении перпендикулярном перемещению подвижной плиты относительно кронштейна 15, жестко закрепленного на стойке 2. На плите 5 закреплен кронштейн 16, к которому прикреплены разъемные обоймы 17, соединенные призонными болтами 18 в единое целое с внутренним пазом, в котором размещена стойка 19, имеющая возможность продольного перемещения относительно обойм совместно с ползуном 20. Стойка 19 крепится внутри ползуна 20 винтами 21, при отпущенных винтах стойка имеет возможность регулировки в положении, перпендикулярном пазу, т.е. перпендикулярном перемещению подвижной плиты 5. Ползун 20 подпружинен относительно обойм пружиной 22. На стойке 19 смонтирован полый регулируемый винтовой упор 23, внутри которого проходит шток 24, несущий якорь 25 электромагнита осадки, катушка 26 которого закреплена на упоре 23. На стойке 3 жестко закреплен кронштейн 27 (может быть закреплен в любом другом удобном месте на станине), несущий регулируемый упор 28. На фиг. 3 представлен вариант крепления двуплечего рычага 11 к оси вращения 12 В рычаге 11 выполнен паз, в котором закреплены гайки 26 с винтом 30. Винт 30 проходит внутри гайки 31, имеющей цапфы (оси вращения 12), входящие в соответствующие отверстия проушины 13. Проушина 13 установлена с возможностью перемещения по пазу кронштейна 15, снабженного также стопором 32, фиксирующим рычаг в положении регулировки соотношения его плеч. На фиг. 4 представлен вариант устройства, воздействующего на двуплечий рычаг 11 посредством полого упора 23. Внутри обойм 17 установлен ползун 33 (аналог-ползун 20 на фиг. 1), несущий упор 23 и имеющий два паза 34, в которые поочередно входит подпружиненный стопор 35 в результате взаимодействия ползуна S3 в заданных положениях подвижной плиты с упорами 36 и 37, закрепленными на станине. Гидропривод работает следующим образом. 1109284 В начальной стадии оплавления управление процессом производится через следящий золотник при воздействии на его шток упорного штока регулируемого электропривода 10 (воздействие упорного штока на зо 5 лотник осуществляется через тело двуплечего рычага 11). Скорость оплавления в этот период зависит от скорости перемещения упорного штока, и плита 5 перемещается под действием цилиндра 6 с заданной по 1 0 программе сварки скоростью совместно с электроприводом 10 (при короікоад замыкании движение упорного штока замедляется вплоть до полной остановки и реверса упор ного штока и соответственно штока следящего золотника 8 под воздйствием пружи- 15 ны 9, чему соответствует реверс плиты 5 до устранения короткого замыкания, после чего вновь возобновляется работа привода для сближения свариваемых деталей). Совместно с подвижной плитой перемещается кронштейн 16, несущий полый упор 23. Меж- 2 0 ду торцом упора и двуплечим рычагом II устанавливается зазор а (фиг. 1), равный припуску на разогрев торцов свариваемых изделий в начальный период оплавления. После того, как этот зазор в процессе оп- 25 лавления выбран, торец упора 23 входит в соприкосновение с рычагом П. Соотношение плеч рычага 11 выбирают таким, чтобы плечо С, как правило, в несколько раз превышало плечо К- Таким образом, перемещение рычага в зоне штока во столько раз больше 30 перемещения в зоне упора 23, во сколько раз С больше К. При воздействии упора 23 на рычаг 11 происходит смещение штока золотника в каждый последующий момент с нарастающей скоростью в соотношении С:КСоответственно с этой нарастающей ско- * ростью перемешается и плита 5, и между упорным штоком электропривода 10 и телом рычага 11, а следовательно, и штоком золотника 8 образуется зазор, который нарастает с дальнейшим перемещением плиты 5. 40 Торцы свариваемых деталей 7 в этой время достаточно разогреты и на этом этапе выполняется форсировка скорости оплавления (плита 5 перемещается только в сторону сближения свариваемых деталей) без управления от электропривода 10. Скорость фор- 4 5 сировки при прочих равных условиях зависит в основном от соотношения плеч рычага 11. Для регулировки этого соотношения вращения штурвала 14 производят перемещение проушины 13 по пазу кронштейна 15 (фиг. 1). Поскольку при этом по вертикали 5 0 смещается весь рычаг 11, то его плечи должны выступать за плоскости контакта с штоком и упорами, например, на величину п, которой и определяется максимально возможная величина смещения рычага 11 55 без выхода его из контакта. Дополнительная регулировка может осуществляться перемещением по вертикали стойки 19, несущей упор 23, для чего предварительно отпускают винтовые зажимы 21 на ползуне 20, перемещают стойку в нужное положение и вновь затягивают зажимы 21 На фиг. 3 представлен вариант регулировки соотношения плеч-рычага 11 без его смещения по вертикали. Регулировка производится изменением положения оси вращения 12 относительно рычага 11 и запас п по длине рычага не требуется. Для этого в зоне проушины 13 в рычаге выполнен паз, в котором закреплены гайки 29, несущие винт 30. Перед регулировкой рычаг 11 стопором 32 фиксируют относительно кронштейна 15, исключая возможность его перемещения. Вращают винт 30, который, не имея возможности продольною перемещения через гайку 31, связанную цапфами 12 с проушиной 13, перемещает последнюю относительно рычага 11 по пазу кронштейна 15 в заданное положение. После регулировки стопор 32 выводят из контакта с рычагом 11. Для удобства регулировки на соответствующих деталях нанесены цифровые лимбы (не показаны). Закон изменения скорости форсировки определяется соотношением плеч рычага 11 и характеристиками золотника 8 гидроследящего устройства и исполнительного гидропривода При дальнейшем перемещении в конце форсировки скорости оплавления перед осадкой стойка 19 войдет в соприкосновение с регулируемым упором 28 (величина зазора в равна величине зазора а плюс припуск на форсировку). В этот момент подается команда на осадку и якорь 25 электромагнита штоком 24 через полый упор 23 резко смещает рычаг 11 и соответственно шток золотника 8, сжимая пружину 9. Происходит осадка. При этом стойка 19 с ползуном 20 под воздействием упора 28 смещается в пазу обойм 17, сжимая пружину 22. Это необходимо для того, чтобы после сварки и возврата якоря 25 электромагнита в исходное положение система рычагов также могла вернуться в исходное положение. Возврат якоря в исходное положение может осуществляться либо под воздействием собственной пружины (не показана), либо под действием пружины 9 Поскольку в результате формировки и осадки между рычагом и упорным штоком электропривода 10 образовался зазор пружина 9 перебросит шток золотника вправо от нейтрального положения (после того как по команде отведен якорь 25) и плита 5 под действием цилиндра б начинает возвращаться в исходное положение (пружина 22 должна быть несколько слабее пружины 9, чтобы дать возможность системе рычагов под действием пружины 9 отводиться в положение, обеспечивающее перемещение штока золотника 8 вправо от нейтрального положения). Реверс плиты 5 в исходное положение происходит, пока шток золотника и упорный шток 109284 привода 10 входит в соприкосновение кондо входа стопора в нижний паз 34 что также тактируя через рычаг 11 Посіє того шток рсіламентир\ется профилем \пора 36 золотника 8 занимает нейтральное положе При возврате системы в исходное поло ние, что также соответствует исходному по жение }пор ]7 набегая на ползун 33 сме ложсиию всех механизмов Включение осад 5 щает его вниз в исхотое положение обсс ки может производиться и не от электромаг печиваюшее контакт полою упора 23 с ры нита, а в обход следящего золотника 8 не чагом 11 Если электромагнит не задейст посредственным впрыском жидкости в ци В)ется для включения осадки, он може г ис линдр оплавления и осадки Возврат меха пользоваться для возврата системы в исходнизмов в исходное положение может ос> ное потожение Для этою маінит во время тест влиться, например, і идравиичеекими сварки постоянно включен, а поспе сварки устройствами, однако принципиального зна выключается, якорь 25 отодвиїаетея от ка чения для работы привода это не имеет т^шки 26 в положение, изображенное на На фиг 4 представлен вариант механик фиг 1, что іает возможность двуплечем\ ры ма вывода >пора 23 из контакта с рычаюм чагу вернуться в исходное положение (в II перед осадкой Этот механизм нескотько t5 зточ случае упор 28 на станине, а также сложнее в изготовлении и настройке, однако отвод стойки 19 из контакта с рычаюм II обладает большей надежностью, не завися не требуется) от подбора жесткостей пружины 9 и 22 Перед осадкой ползун 33 набегает на >пор Данная рычажная система гидроприво 36 и приподымает стойку с \пором 23, выво да для регулирования скорости оплав іения дя последний и І контакта с рычагом 11 20 в контактных стыкосварочныч машинах \ни При включении осадки посредством штока версальна Таким приводом мої ут снабжать 24, перемещаемого якорем 25, упор 36 >с ся как вновь изготавливаемые, так и деи танавливается таким образом, чтобы подъем ствующие машины, технологические возмож ползуна 33 со стойкой 19 произошел на нености которых буд\т существенно расши которое мгновение позже включения электрены ромагнита осадки При подъеме ползун (по 25 Эффективность машины заключается в казано пунктиром на фиг 4) выходит и І повышении производитетьност и и качества контакта с подпружиненным стопором 35 сварки И ZZZQ \ \ Фиг 1 1109284 /1-А /7 ^ N^P К Редактор А Шандор Заказ 5681/Л Составитель К Бы ковш Техред И Btptc Корректор И 1037 Похписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж—35 Раушская наб д 4/5 Филиал ППП «Патент» г Ужгород ул Проектная 4