Шовообжимное устройство

 

ШОЮОБШМНОЕ УСТРОЙСТВО стана спиральношовной сварки труб токами высокой частоты, содержащее установленные с возможностью поворота на корпусе две вилки с вращающимися шовообжимными роликами, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварного шва и увеличения долговечности роликов за счет более точной установки ролика по углу формовки в процессе сварки , ось вращения каждого шовообжимиОго ролика установлена со смещением относительно оси поворота вилки. (Л :о :о

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3 1Я) В 2 1 С 3 7 l 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 1Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3530066/25-27 (22) 24.11.82 (46) 15.05.84. Бюп. Р 18 (72) А.И.Беляков, П.Е.Никитин .. и Я.С.Синаев (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.774.2:62!.791.7.037(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 774664, кл. В 21 С 37/12, 1978.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 278609, кл. В 21 С 37/12, 1969 (прототип). (54)(57):ШОВООБЖИИНОЕ УСТРОЙСТВО. стана спиральношовной сварки труб токами высокой частоты, содержащее установленные с возможностью поворота на корпусе две вилки с вращающимися шовообжимными роликами, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварного шва и увеличения долговечности роликов за счет более точной установки ролика по углу формовки в процессе сварки, ось вращения каждого шовообжимного ролика установлена со смещением относительно оси поворота вилки, I091950

Изобретение относится к машиностроению, в частнос и к производству свар щх труб, и может быть использовано на станах. изготавливающих спиральношовные трубы путем радиочастотной сварки кромок полосы, собранных внахлест.

Известны конструкции шовообжимных устройств стана спиральношовной сварки труб, содержащие два шовооб- 0 жимных ролика, каждый иэ которых имеет ось вращения, которая укреплена в вилке, имеющей ось поворота, направленную по радиусу изготавливаемой трубы и предназначенную для уста- t5 новки ролика в соответствии с углом формовки, Известные шовообжимные устройства предназначены для формирования сварного шва путем прокатки разогретых 20 и расположенных внахлест кромок полосы между роликами, установленными под углом формовки к оси получаемой трубы (1) .

Недостатком известных конструк- 25 ций шовообжимных устройств является сложность установки ролйков по углу формовки, так как в процессе работы угол формовки часто меняется, например, из-за изменения кирины щ полосы или диаметра изготавливаемой трубы и происходит расстройка роликов по углу. Несовпадение угла формовки с углом установки ролика приводит к возникновению силы трен«я скольжения между рабочей поверхностью ролика и полосой.Эта сила трения скольжения направлена вдаль оси ролика и вызывает ускоренный износ рабочей поверхности ролика, а д также приводит к ухудшению качества сварного шва.

Известна также конструкция шонообжимного устройства стана спиральношовной сварки труб токами высокой .5 частоты, содержащего установленные с возможностью поворота на корпусе две вилки с вращающимися шовообжимными ропиками.

При установке ролика в соответствии с углом формовки корпус с вилкой поворачивают так, чтобы плоскость вращения родика располагалась паралл чьно кромке полосы, а затем корпус закрепляют, тем самым фиксируя угол настройки ролика )2) .

Недостатком этой конструкции также "".âësåòñÿ сложность установки ролика по углу при сварке, так как в процессе работы угол. формовки часто

1 меняется и происходит расстройка ролика по углу. Это приводит к возникновению силы трения скольжения мякду полосой и рабочей поверхностью ролика.

Эта сила направлена вдоль оси ролика, что вызывает дополнительный износ рабочей поверхности ролика и ухудшение качества шва.

Цель изобретения — улучшение качества сварного шва и увеличение срока службы шовообжимного ролика за счет более точной установки ролика по углу формовки в процессе работы. указанная цель достигается тем, что в шовообжимном устройстве стана спирапьношовной сварки труб токами высокой частоты, содержащем установленные с воэможностью поворота на корпусе две вилки с вращающимися шовообжимными роликами, ось вращения каждого шовообжимающего ролика установлена со смещением относительно оси поворота вилки.

Такое конструктивное выполнение шовообжимного устройства позволяет добиться менее интенсивного износа рабочей поверхности ролика, а также улучшить качества сварного шва за счет более точной установки ролика по углу. Это обеспечивается за счет того, что при неточной установке ролика по углу возникает момент вращения ролика относительно оси поворота вилки. Этот момент образуется от силы трения скольжения, возникающей между полосой и рабочей поверхностью ролика и направленной вдоль оси ролика, и от силы, возникающей между полосой и рабочей поверхностью ролика при проталкивании полосы между роликами и направленной вдоль направления движения полосы.

Величина момента вращения возрастает с увеличением этих усилий, а также возрастает при увеличении смещения оси поворота вилки по отношению к оси вращения цолика и при увеличении угла между направлением скорости вращения рабочей поверхности ролика и направлением движения полосы в зоне ее контакта с роликом, т.е, при увеличении угла расстройки ролика. Под действием этого момента плоскость вращения ролика поворачивается вместе с вилкой вокруг ее оси в сторону уменьшения угла расстройки ролика до

1 091960 тех пор, пока этот момент не уравновесится незначительным моментом сил трения в подшипниках оси вилки.

При уменьшении угла расстройки уменьшается и сила трения скольжения между полосой и рабочей поверхностью ролика.

Минимальное смещение обусловлено . величиной, ниже которой точность установки ролика по углу при работе не- 10 достаточна, а максимальная величина смещения ограничена габаритными и прочностными характеристиками тавообжимного устройства, чтобы ролик не соприкасался с контактами токопод- 15 водов сварочного устройства.

На фиг,l изображена схема сварки спиральношовной трубы; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.l; на фиг.4 — вид В 20 на фиг.2; на фиг.5 — схема действия сил трения (F) и силы проталкивания (Р) на шовообжимной ролик при его расстройке на угол с4 .

Шовообжимное устройство содержит 25 наружный 1 и внутренний 2 шовообжимные ролики, свободно вращающиеся на осях 3 и 4. Ось 3 наружного ролика

1 укреплена в вилке 5, которая размещена в корпусе 6, закрепленном на формовочной втулке 7. Вилка 5 имеет ось поворота 8, которая укреплена в подшипниках 9-11 и расположена со смещением на величину е по отношению к оси вращения 3 родика 1, определяе35 мую по формуле е = 1-r, где Я вЂ” величина смещения; 1— расстояние от контактов токоподвода до места сварки вдоль кромок;

r — радиус шовообжимающих роликов.40

Необходимое сварочное усилие на роликах задается пружиной 12.

Ось 4 внутреннего родика 2 укреплена в вилке 1З,которая размещена в корпусе 14, закрепленном на штан- 4

45 ге 15. Вилка 13 имеет ось поворота

16, которая укреплена в подшипниках

17-19 и расположена со смещением на величину е по отношению к оси вращения 4 ролика 2 °

Для того, чтобы ограничить угол поворота, вилок 5 и 13 к ним прикреплены хвостовики 20, которые расположены между регулируемыми упорами 21 с зазором.

Шовообжимное устройство эакрепля55 ется на формовочной втулке 7 и штанге 15 таким образом, чтобы ролики 1 и 2 располагались в зените трубы и чтобы ось вращения 3 и 4 каждого ро лика 1 и 2 была установлена за осью поворота 8 и 16 вилок 5 и 13, если смотреть по ходу движения полосы 22.

Шовообжимное устройство работает следующим образом.

Полосу 22 подающей машиной 23 задают в формовочную втулку 7 под углом сь к оси 24 получаемой трубы

25, затем полосу 22 формуют в трубную заготовку с перекрытием нагретых кромок, а затем сваривают путем прокатки кромок между шавообжимными роликами 1 и 2. При этом шовообжимное устройство устанавливают таким образом, чтобы угол между плоскостью вращения 26 шовообжимных роликов 1 и 2 и осью трубы 24 был близок к углу формовки о, а оси поворота 8 и 16 вилок 5 и 13 проходили через линию сварки 27.

При рассогласовании установки шовоо(жимных роликов с углом формовки Ы на веЛичину а oG возникает сила трения скольжения F между рабочей поверхностью каждого ролика и полосой. Эта сила направлена вдоль оси ролика и создает момент врап ения роликов относительно осей 8 и

16. Кроме того, сила проталкивания

P полосы 22 между роликами 1 и 2 также создает момент вращения роликов от:носительно осей 8 и 16.Под действием этих моментов плоскость вращения 26 роликов 1 и 2 вместе с вилками 5 и

13 поворачиваются в сторону уменьшения угла расстройки роликов до тех пор, пока момент от этих усилий не уравновесится незначительным моментом ил трения в подшипниках 9,10,11,17,18 и 19.

При сварке труб диаметром 325 мм с толщиной стенки 3 мм используют шовообжимное устройство, в котором ось вращения каждого ролика расположена со смещением относительно оси поворота соответствующей вилки на величину, равную 20 мм, расстояние от контактов токоподвода равно 60 мм, а радиус ролика составляет 40 мм.

Использование изобретения позволяет улучшить качество сварного соединения.и увеличить срок службы шовообжимных роликов.

1091960

1091960

Р, срджа 9

Заказ 3!70/5 Тираж 796

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðoä, ул. Проектная, 4

Составитель Е.Гузиков

Редактор Н.Киштулинец Техред М.Гергель Корректор A.Дзятко