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48 液压与气动 2007 年第 1 期
线性摩擦焊电液伺服系统的研制
栾海英, 陈贞发 2 2
Design of a Hydraulic Servo System for Linear Friction Welding
LUAN Hai ying , CHEN Zhen Fa
(北京机械工业自动化研究所, 北京 100011)
摘要:该文简要的介绍了线性摩擦焊接的工作原理,设计了一套线性摩擦焊电液伺服控制系统,给出
了其主要技术指标并对组成进行了说明,最后经过了实验验证。
关键词:线性摩擦焊接; 电液伺服系统; 摩擦振动
中图分类号: TH137 文献标识码:B 文章编号:1000 4858 (2007) 01 0048 02
1 引言 3 线性摩擦焊机的分类
摩擦焊接技术是一种优质、高效、低耗、清洁的先线性摩擦焊机主要由设备本体(包括机体、框架及
进制造技术,在航空航天、机械制造、石油和汽车等行夹具、工作台等) 、振动部分、检测控制部分等组成。其
业中都得到了广泛的应用。目前,摩擦焊已经发展成中关键是振动部分,按照产生线性往复运动的振动方
为多种摩擦加工技术,如惯性摩擦焊、旋转摩擦焊、搅式的不同可分为 3 类:机械式、电磁式和液压式,相对
拌摩擦焊、线性摩擦焊等,其中线性摩擦焊不仅能够焊应的线性摩擦焊机也就按这 3 种激振方式来分类。
接圆形、正方形、长方形的金属和塑料元件,还能焊接 1) 机械式线性摩擦焊机
那些传统方法不可焊接的材料和异种金属,因而应用它是利用旋转电动机加上一套将旋转运动转换为
前景广泛。往复运动的传动机构组成。其优点是焊机往复牵引力
近年来,为了使焊机工艺得到更广泛的应用,同时大,成本低,能够焊接各种金属和非金属;缺点是实现
也为了降低线性摩擦焊的成本,由欧洲集团进行了合焊机振动比较复杂,并且振幅不易改变,频率低,控制
作,率先研发出了液压式线性摩擦焊机。而国内对液精度较差。
压式线性摩擦焊机刚开始进行研制。本课题是由北京 2) 电磁式线性摩擦焊机
航空制造工程研究所委托我所研制开发的“线性摩擦它是利用交流电磁振动直接产生往复运动。优点
焊电液伺服控制系统”。若研发成功,不仅满足航空飞是频率高,振幅易调节,且可调范围大;其局限性是设
机发动机整体叶盘和其他零部件的制造需求,还将填备体积大,成本高,被焊接工件质量较小,并对环境产
补我国在液压伺服线性摩擦焊机这一领域的空白。生强磁场污染。
2 线性摩擦焊技术的基本原理 3) 液压式线性摩擦焊机
线性摩擦焊焊接过程如图 1 所示。往复机构驱动它是利用液压装置产生振动,来实现夹具和工件
摩擦副中的工件 1 相对于另一侧被夹紧的工件 2 以一的往复运动。这种机构能产生很大的激振力和位移,
定的振幅、频率做相对往复振动。随着摩擦运动的进体积小,工件安装调试方便,可用于各种类型的工件。
行,摩擦表面被清理并产生摩擦热,当摩擦表面的金属缺点是对液压元件和油液清洁度要求高,易发生渗漏
逐渐达到粘塑性状态并产生塑性变形时,控制 2 个工油现象和出现故障,对操作和维护人员的专业水平也
件在焊接零位对齐并施加一定的顶锻力,完成焊接。有较高的要求。
虽然液压式的线性摩擦焊接系统