ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оборудование для контактной микросварки (В. Э. Моравский, Ворона) из "Машиностроение Энциклопедия Оборудование для сварки ТомIV-6 " Основные требования, предъявляемые к машинам для сварки трением, можно разделить на общие и специальные. К общим требованиям относятся высокая производительность и степень механизации и автоматизации технологического процесса и вспомогательных операций универсальность простота обслуживания, малая энерго- и металлоемкость унификация и типизация деталей и узлов технологичность изготовления, обслуживания, ремонта и др. Специальные требования могут быть разделены на технологические и конструктивные технологические — соответствие технических характеристик машин технологическому процессу сварки, регламентация процесса нагрева по времени или по величине проковки конструктивные — обеспечение жесткости узлов машины, надежного закрепления свариваемых заготовок в условиях вибрации, передачи значительных крутящих и тормозных моментов, возможности установки сменных зажимов для сварки различных заготовок, необходимость в устройствах по удалению усиления и грата. [c.230] В автоматах процесс сварки и вспомогательные операции (весь цикл сварки) осуществляются автоматически, в полуавтоматах автоматизирован только процесс сварки. [c.231] К основным узлам и системам современных машин для сварки трением относятся приводы осевой силы и вращения шпинделя передняя бабка со шпинделем и зажимом для вращающейся заготовки тормозная система шпинделя станина машины система управления процессом сварки и машиной. В машинах для инерционной сварки трением, кроме того, имеется маховик, основным назначением которого является аккумулирование кинетической энергии. Привод осевой силы предназначен для сближения заготовок и обеспечения изменений этой силы по заданной программе нагрев—проковка. [c.231] В машинах средней (более 300 кН) и большой (до 3000 кН и более) мощности применяют гидропривод. Сложность и стоимость машин с гидроприводом выше, чем с пневматическим и пневмогидравлическим приводами, однако этот вид привода легко управляем, позволяет осуществлять активный контроль. Большинство современных машин оснащено гидроприводом. С таким приводом в ИЭС им. Е. О. Патона созданы универсальные машины (СТ-102, СТ-107, СТ-111, СТ-118) и специализированные (СТ-104, СТ-108, СТ-112, СТ-122) с максимальными силами при проковке 100...2200 Н для сварки трением стальных заготовок, а также получения сталеалюминиевых соединений при изготовлении переходников, анододержателей. Правильный выбор схемы и типа, подшипникового узла передней бабки особенно важен при разработке машин с силой более 500 кН [18]. [c.231] Типичным приводом вращения шпинделя, применяемым в большинстве машин для сварки трением, является электромеханический привод, в состав которого входят трехфазный асинхронный электрический двигатель, клиноременная передача с зубчатым ремнем, муфта сцепления и тормозное устройство. Во многих машинах западных фирм применяют гидравлические двигатели, которые обеспечивают бесступенчатую регулировку частоты вращения шпинделя и несколько расширяют технологические возможности машины. [c.231] Следует отметить, что в машинах, рассчитанных на сварку крупных заготовок сплошного сечения в тормозном устройстве, как правило, нет необходимости. Момент трения в стыке достаточно велик для обеспечения быстрого торможения шпинделя — инерционного завершения процесса сварки. Поэтому практически все приведенные машины, разработанные ИЭС им. Е. О. Патона, работают с торможением шпинделя и без его торможения при завершении сварки. [c.231] В связи с требованиями производства в нашей стране выполняется разработка новых машин — автоматов для различных целей. Создается новая гамма универсальных машин общего применения третьего поколения из шести типоразмеров с унифицированной микропроцессорной системой управления и контроля для сварки трением заготовок сплошного сечения диаметром 8... 180 мм, а трубчатых заготовок — менее 300 мм. [c.232] В последнее время в инерционных машинах с осевой силой до 250 кН находит применение силовой электромагнитный привод (рис. 5.2). Привод отличается высокими динамическими характеристиками и возможностью регулирования осевой силы в широких пределах. Зависимость силы от воздушного зазора сведена практически к нулю специальной системой стабилизации магнитного потока [11]. Применение электромагнитного привода для сварки трением позволило существенно упростить конструкцию инерционной машины за счет использования подвижной части его магнитопровода в качестве основной маховой массы и исключить узел восприятия осевой силы — упорный подшипник. [c.232] Схема с электромагнитным приводом реализована в машинах СТ-103, СТ-105, СТ-109, СТ-110, СТ-113 с силой, развиваемой электромагнитом 20... 120 кН. Они предназначены для сварки биметаллических клапанов двигателей и концевого режущего инструмента. Техническая характеристика машин ИСТ приведена в табл. 5.1. [c.232] В машинах для сварки трением с ограниченной длиной невращающейся заготовки (примерно до 800 мм) осевое усилие при нагреве и проковке на практике часто воспринимается регулируемым торцовым упором (машины МСТ-2001, СТ-102 и др.), закрепляемым непосредственно на механизме зажатия. Функции механизма зажатия в этом случае сводятся к центрированию заготовок и восприятию крутящего момента, а осевое усилие воспринимается в упор элементами конструкции, участвующими в передаче этого усилия от привода проковки к изделию. [c.233] Универсальные и специализированные машины для сварки трением по способу загрузки заготовок бывают двух типов проходного и консольного (консольные обладают возможностью загрузки и выгрузки свариваемых изделий не только в продольном направлении, но и перпендикулярно к усилию осадки). Ниже рассматриваются конструкции консольных (тисочных) зажимов, как наиболее универсальных среди разработанных в Институте электросварки им. Е. О. Патона. Для точного совмещения торцов свариваемых изделий применяют самоцентрирующиеся механизмы с механическими либо электрогидравлическими синхронизаторами, с помощью которых достигается одновременное перемещение зажимающих элементов под действием привода их перемещения. [c.233] Зажимной механизм машин СТ-105 и СТ-109 создан на базе зажимов с ломающимся рычагом серийных машин К355 для контактной стыковой сварки рельсов. Модернизация зажима заключалась в обеспечении прямолинейного перемещения ползунов 4 (вместо перемещения по дуге) под действием рычагов 2, осуществляющих поворот при движении штока цилиндра 1. В механизм введена резьбов,1Я втулка 6 для регулирования значения угла а наклона серег 7 (примерно 10...1Г) в завис имости от изменения припуска на зажимаемые заготовки. [c.234] Возможность регулировки угла а существенно повысила эксплуатационные характеристики механизмов зажатия с ломающимся рычагом, способствуя рациональному нагружению конструкции при сохранении силы на ползуне Рз в заданном оптимальном диапазоне. В зоне серег 7 установлен лимб для визуального контроля угла а. [c.234] В зажимных механизмах машин СТ-102 (см. рис. 5.3) и СТ-107 (см. рис. 5.5) деформация С-образного корпуса от воздействия силы на ползуне вызывает дополнительное нагружение и прогиб на направляющих 3. Этот недостаток отсутствует в механизмах, схемы которых приведены на рис. 5.4 силы, возникающие при зажатии заготовок, замыкаются на корпус с таким расчетом, чтобы они передавались в зоны расположения направляющих 3 в меньшей степени. [c.235] В этой связи наиболее предпочтителен синхронизатор механизма машин СТ-105, СТ-109 (см. рис. 5.4, б), поскольку его кинематические звенья одновременно являются силовыми, передающими на ползуны 4 силу зажатия Р3. Синхронизатор механизма зажатия машины СТ-102 (см. рис. 5.3) для облегчения конструкции выполняется из несиловых элементов, осуществляющих в основном кинематические функции. Для исключения смещения ползунов при сварке после зажатия полости П гидроцилиндров 7, подключенные параллельно в систему нагнетания, запираются гидрозамками. В случае утечки жидкости производится подпитка через гидрозамки, гарантирующая стабильность усилия Р3, и исключается отвод штоков цилиндров от заготовки. Схема с синхронизатором из несиловых звеньев, управляющих встречноперемещающимися штоками гидроцилиндров, которые после зажатия блокируются гидрозамками, особенно целесообразна в случаях, когда Р 1500 кН. [c.235] Для восприятия боковых составляющих в механизме машины СТ-104 (см. рис. 5.4, а) модуль зубчатых секторов /и = 8 при Р = 220 кН. Недостатком синхронизаторов с зубчатым зацеплением является наличие зазора, увеличивающегося в процессе эксплуатации по мере износа, а преимуществами — относительная простота и надежность в работе. Коромысло 5 и ползуны 2 синхронизатора механизма, приведенного на рис. 5.5, рассчитаны на зажатие заготовок с силой предварительного зажатия до 500 кН, что обеспечивает восприятие возникающих боковых составляющих наибольшее значение Р = 1250 кН. [c.235] Кроме перечисленного выше универсального и специализированного оборудования для сварки трением, осуществляющего одностыковые соединения, имеется необходимость в одновременной сварке двух стыков. Оборудование для сварки трением двустыковых соединений весьма разнообразно с промежуточной вращающейся либо неподвижной деталью, которая закреплена в осевом направлении неподвижно, либо является плавающей с одним или двумя вращающимися шпинделями и др. [c.235] Оборудование для термокомпрессионной сварки является в значительной мере специализированным и применяется главным образом при монтаже интегральных схем гибкими проводниками. Установки включают следующие основные элементы предметный столик и рабочий инструмент с нагревательными устройствами механизмы создания контактного усилия, подачи и обрезки проволоки, а также подачи корпусов манипуляторы для совмещения соединяемых элементов систему наблюдения блоки питания и управления. [c.236] Предметный столик служит для крепления корпуса прибора. Обычно столик выполняют сменным, с тем чтобы можно было использовать установку для нескольких типов корпусов. Нагрев столика до температуры 250...450 С осуществляется проволочными нагревателями с обязательным применением терморегуляторов. Для уменьшения длительности его нагрева до заданной температуры источник вначале работает в форсированном режиме. При достижении заданной температуры срабатывает тер-морегул5Ггор, поддерживающий ее с точностью (+5...10) °С. В качестве датчика температуры используют термосопротивление или термопару. Последняя обеспечивает более высокую точность регулировки температуры [12]. [c.236] Вернуться к основной статье