УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ И ПАЙКИ

Полезная модель относится к установкам диффузионной сварки и пайки в которых регулирование усилия сжатия деталей выполняется в автоматическом режиме по заданной программе, в частности, в газонаполненных печах сопротивления.
Из уровня техники известна установка для диффузионной сварки и пайки в вакууме (SU 1353591 А1, опубл. 23.11.1987). Установка состоит из двух полукамер: нижней - подвижной и верхней - неподвижной, установленной на колоннах прессующего узла. Внутри камер расположены блоки нагревателей. Недостатком известной установки является невозможность осуществления в ней процессов по совмещенной технологии, например, травления и напыления.
Известна также установка для диффузионной сварки (SU 1734974 А1, опубл. 23.05.1990). Установка состоит из вакуумной камеры, выполненной в виде подвижной и неподвижной полукамер, содержит днище и верхнюю плиту, опирающуюся на две колонны, вынесенные за пределы камеры, а также гидропривод, включающий силовой гидроцилиндр, смонтированный на верхней плите с возможностью воздействия посредством штока на охлаждаемый шток механизма сжатия, расположенный под штоком силового гидроцилиндра соосно последнему. Установка содержит также гидравлическую систему, нагревательные блоки, расположенные в каждой из полукамер, вакуумную систему и модули травления и термовакуумного напыления.
Известную установку можно принять за ближайший аналог (прототип), так как она содержит наибольшее количество существенных признаков, одинаковых с признаками заявленного технического решения.
2
Недостатками известной установки для диффузионной сварки является то, что в ней невозможно проводить процесс сжатия деталей в автоматизированном режиме, с усилиями сжатия меньше суммарных сил сопротивления в уплотнениях силового гидроцилиндра и штока вводимого в колпак, а также высокая погрешность измерения и задания усилия сжатия по причине применения принципа косвенных замеров (погрешность измеренного давления рабочей жидкости умножается на площадь сечения поршня силового гидроцилиндра, равную 200 см как, например, для установок термодиффузионной сварки производства ООО НПО «ГКМП», г. Брянск, т.е. погрешность измеряемого усилия сжатия увеличивается в 200 раз).
Задачей полезной модели является обеспечение возможности сжатия деталей в автоматическом режиме (по заданной программе), в том числе с усилиями меньше суммарных сил сопротивления в уплотнениях силового гидроцилиндра и охлаждаемого штока механизма сжатия (от нуля до максимально возможного).
Поставленная задача реализуется техническим решением конструкции заявленной полезной модели, - установки для диффузионной сварки и пайки, которая содержит установленную на основание колпаковую камеру, верхнюю плиту, опирающуюся на две колонны, вынесенные за пределы камеры, а также гидропривод, включающий силовой гидроцилиндр, смонтированный на верхней плите с возможностью воздействия штоком на охлаждаемый шток механизма сжатия, расположенный под штоком силового гидроцилиндра соосно последнему.
Установка снабжена тензодатчиком (для снижения погрешности измерения усилия сжатия деталей), размещенным между штоком силового гидроцилиндра и штоком механизма сжатия, а также оснащена двумя возвратными гидроцилиндрами (для возврата штока в верхнее положение), смонтированными на фланце штока механизма сжатия.
Гидропривод содержит автоматизированную гидросистему управления силовым гидроцилиндром, включающую гидронасос и соответствующий по расходу насоса пропорциональный предохранительный клапан (для повышения точности задания усилия сжатия), размещенный между гидронасосом и гидрораспределителем.
Техническим результатом является снижение погрешности измерения усилия сжатия деталей и повышение точности задания усилий сжатия деталей, что в целом влияет на экономическую эффективность заявленной полезной модели, - обеспечит снижение энергозатрат и стоимости комплектующих изделий.
Заявленная полезная модель проиллюстрирована рис 1., на котором отображена схема гидравлическая принципиальная установки для диффузионной сварки и пайки, совмещенная с ее компоновочным изображением.
На основании 21 монтируется колпаковая камера 22 и две колонны 23, вынесенные за пределы камеры. Над колпаковой камерой 22 монтируется верхняя плита 24, опирающаяся на колонны 22. Силовой гидроцилиндр 17 монтируется на верхней плите 24. При этом его шток в процессе работы установки воздействует на охлаждаемый шток 26 (система охлаждения на рисунке условно не показана) механизма сжатия деталей 20, расположенный под штоком силового гидроцилиндра 17 соосно последнему. Внутри колпаковой камеры 22 смонтированы нагреватели, обеспечивающие рабочую температуру технологических процессов установки (на рисунке условно не показаны).
Между штоком силового гидроцилиндра 17 и штоком механизма сжатия 26 монтируется тензодатчик 25 для снижения погрешности измерения усилия сжатия деталей 20. На фланце штока механизма сжатия 26 монтируются два гидроцилиндра 18 для возврата штока 26 в верхнее положение.
Гидропривод установки для диффузионной сварки и пайки состоит из гидронасоса 3 большой производительности (подбирается из условия обеспечения необходимой скорости перемещения штока силового гидроцилиндра 17, например, 3 л/мин), двух четырехлинейных трехпозиционных гидрораспределителей 14 и 15, трех фильтров 4, 5, 6, двух клапанов предохранительных 7 и 8, преобразователя давления 13, силового гидроцилиндра 17, двух гидронасосов малой производительности 1 и 2 (1 л/мин.), гидробака 19, трех обратных клапанов 10, 11, 12, клапана предохранительного пропорционального 9 (или игольчатого клапана с электромеханическим приводом), тензодатчика 25, гидрозамка 16, двух возвратных гидроцилиндров 18.
С целью обеспечения автоматизированного управления усилием сжатия деталей 20 гидропривод установки содержит три гидросистемы, две из которых, первая и вторая, работают совместно друг с другом.
Первая гидросистема предназначена для управления возвратными гидроцилиндрами - создания усилия в возвратных гидроцилиндрах 18, превышающих суммарное сопротивление трения в уплотнениях силового гидроцилиндра 17 и штока 26.
Вторая гидросистема предназначена для автоматизированного управления силовым гидроцилиндром 17, усилие сжатия которого регулируется пропорциональным предохранительным клапаном 9.
Третья гидросистема предназначена для ускоренного выдвижения штока силового гидроцилиндра 17, давление рабочей жидкости в которой неизменно и задается предохранительным клапаном 8.
Первая гидросистема состоит из насоса 1, фильтра 4, предохранительного клапана 7, четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя 14, обратного клапана 10.
Вторая гидросистема состоит из насоса 2 малой производительности (1 л/мин), фильтра 5, пропорционального предохранительного клапана 9, четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя 15, обратного клапана 11, гидрозамка 15.
Третья гидросистема состоит из насоса 3 большой производительности (3 л/мин), фильтра 6, предохранительного клапана 8, обратного клапана 12. Четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель 15 - общий для второй и третьей гидросистемы, т.к. гидросистемы вторая и третья работают попеременно.
Обратный клапан 11 не пропускает рабочую жидкость во вторую гидросистему во время работы третьей гидросистемы.
Обратный клапан 12 не пропускает рабочую жидкость в третью гидросистему во время работы второй гидросистемы.
Отличительными признаками установки диффузионной сварки и пайки деталей являются:
- установка тензодатчика 25, размещенного между штоком силового гидроцилиндра 17 и охлаждаемым штоком 26, обеспечивающего точность измерения и передачи значения усилия сжатия изделия 20 в пределах погрешности измерения тензодатчика (прямые измерения);
- установка двух возвратных гидроцилиндров 18, компенсирующих силы трения в уплотнениях силового гидроцилиндра 17 и охлаждаемого штока 26, управление и питание которыми выполняется четырехлинейным трехпозиционным гидрораспределителем 14 и гидронасосом 1;
- установкой в гидропривод автоматизированной гидросистемы управления силовым гидроцилиндром 17, состоящей из гидронасоса 2 малой производительности и соответствующий насосу по расходу пропорционального предохранительного клапана 9, размещенного между насосом 2 и гидрораспределителем 15;
Порядок работы установки диффузионной сварки и пайки деталей.
Детали 20 установлены в рабочей зоне камеры 22, шток силового гидроцилиндра 17 и охлаждаемый шток 26 находятся в крайнем верхнем положении. Включается насос 3, гидрораспределитель 15 переводится в положение прямой подачи, шток силового гидроцилиндра 17 выдвигается и толкает через тензодатчик 25 охлаждаемый шток 26 до касания с деталями 20, гидрораспределитель 15 переводится в нейтральное положение.
Для создания усилий сжатия деталей меньше суммарных сил сопротивления в уплотнениях силового гидроцилиндра 17 и охлаждаемого штока 26, включается насос 1, гидраспределитель 14 переводится в положение прямой подачи, рабочая жидкость поступает под поршень гидроцилиндров 18, в результате чего гидроцилиндры 18 развивают усилие достаточное для преодоления сил трения. Далее включается насос 2, гидрораспределитель 15 переводится в положение прямой подачи, пропорциональный предохранительный клапан 9 создает требуемое давление, в результате чего силовой гидроцилиндр 17 развивает усилие, которое передается через тензодатчик 25 и шток 26 на детали 20.
Для создания усилий сжатия деталей более 1 тонны, работа гидроцилиндров 18 не требуется, насос 1 отключается, гидрораспределитель 14 переводится в нейтральное положение, рабочая жидкость свободно вытекает из гидроцилиндров 18, не препятствуя перемещению штока 26.
Включение в гидравлическую систему насоса малой производительности 2 и соответствующего ему по расходу пропорционального предохранительного клапана 9, уменьшает энергозатраты и стоимость комплектующих изделий, а также снижает уровень шума от потоков рабочей жидкости гидросистемы.
Размещение двух гидроцилиндров 18 предназначено также для освобождения изделия после выполнения технологического процесса. Гидроцилиндры 18 подбираются по типоразмеру из условия превышения усилия страгивания штока силового гидроцилиндра 17 и охлаждаемого штока 26 при заданном давлении в трубопроводе гидроцилиндров 18. Точное усилие, создаваемое гидроцилиндрами 18, регулируется давлением открывания предохранительного клапана 7.
Использование заявленной полезной модели позволит реализовать новый подход к производству технологических установок для осуществления специализированных технологических процессов в приборостроении, - обеспечить автоматизацию процессов и повысить точность выполнения их регулируемых параметров.