Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров, и м.б. использовано при сварке изделий типа "врезок". Цель изобретения - обеспечение сварки швов при повороте изделия относительно оси цилиндра меньшего диаметра. Устройство содержит привод поворота горелки, снабженный вращающимся трансформатором, связанным с горелкой передачей с отношением 2:1, привод перемещения горелки в направлении оси трубы меньшего диаметра, снабженный тахогенератором и датчиком перемещения, привод поворота изделия относительно оси трубы меньшего диаметра, снабженный вторым вращающимся трансформатором. Схема устройства обеспечивает постоянство скорости сварки и расположение горелки в биссектральной плоскости свариваемого соединения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Н9) (f II (51)5 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СЮИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4495325/31-27 (22) 17,10.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (71) Горьковски. политехнический институт (72) В.Ф. Трефилов (53) 621.791(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11339999003388, кл. В 23 К 9/10, 1986.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СВАРКИ ШВОВ ПО ЛИНИИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ

ДВУХ ЦИЛИНДРОВ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилчнд. ров, и м.б. использовано при сварке

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при сварке изделий типа врезок.

Цель изобретения — обеспечение сварки швов по длине пересечения двух цилиндров при повороте изделия относительно цилиндра меньшего диаметра.

На фиг..1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — свариваемое изделие в различных проекциях.

Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров содержит привод 1 вращения изделия 2 вокруг горизонтальной оси, совпадающей с осью цилиндра меньшего диаметра, и горелку 3, центр поворота которой проходит через точку сварки.

Привод 1 вращения иэделия связан с вращающимся трансформатором 4, изме2 изделий типа врезок". Цель изобретения — обеспечение сварки швов при повороте изделия относительно оси цилиндра меньшего диаметра. Устройство содержит привод поворота горелки,снабженный вращающимся трансформатором, связанным с горелкой передачей с отношением 2:1, привод перемещения горелки в направлении оси трубы меньшего диаметра, снабженный тахогенератором и датчиком перемещения, привод поворота изделия относительно оси трубы меньшего диаметра, снабженный вторым вращающимся трансформатором.Схема устройства обеспечивает постоянство скорости сварки и расположение горелки в биссектральной плоскости свариваемого соединения. 2 ил ° ряющим угол поворота иэделия 2. Синусная обмотка вращающегося трансформатора 4 через последовательно включенные первый умножитель 5 и выпрямитель 6 соединена с первым входом первого устройства 7 сравнения, второй вход которого связан с синусной обмоткой вращающегося трансформатора

8 через выпрямитель 9, Вращающийся трансформатор 8 соединен с горелкой

3 передачей 10 с отношением 2: 1. Выход первого устройства 7 сравнения соединен с входом привода 11 поворота,,Ь горелки. Ь

Косинусная обмотка первого вращающегося трансформатора S соединена с первым входом второго устройства 12 сравнения, второй вход которого соединен. с выходом источника 13 смещения.

1590262!

ыход устройства 12 через второй ножитель 14 соединен с первым вхоом четвертого устройства 15 сравнеия, второй вход которого связан с выходом датчика !6 перемещения, соединенным с выходным валом привода 17 ,, перемещения горелки вдоль оси цилинд ра меньшего диаметра. Выход устрой,:ства сравнения соединен с входом это-10

ro привода.

Первый тахогенератор 18, соединен ный с валом привода 17 перемещения горелки вдоль оси цилиндра меньшего диаметра через первый квадратор 19 соединен с первым входом сумматора 20.

Выход второго тахогенератора 21 через последовательно соединенные третий ,умножитель 22 и второй квадратор 23 связан с вторым входом сумматора 20.

Выход сумматора 20 через устройство

24 извлечения корня соединен с первым входом третьего устройства 25. срав нения, второй вход которого связан

1 с выходом задатчика 26 скорости, а выход — с приводом 1 вращения изделия.

Устройство для автоматической !

; сварки швов ло линии пересечения двух цилиндров работает следующим образом.

В процессе работы за счет поворотаЗО приводом 1 вращения изделия 2 вокруг горизонтальной оси Х, совпадающей с осью цилиндра, малого диаметра, обеспечивается горизонтальность нижней ,части. соединения.

В любой точке шва ось,горелки 3

; должна совпадать с биссектральной осью угла 1, образованного в точке сварки касательной к поверхности большого цилиндра и образующей поверх4 ности малого цилиндра (фиг. 2). При произвольном угле ф, угол наклона касательной к большому цилиндру равен

Из фиг. 2б,а следует

d . D

1 = — Йп 0(, = — sin „

2 2

45 откуда

sin P = — sing.

D о

Из фиг. 2г видно, что Ig =90 + Pй т.е. для совпадения оси горелки с 50 биссектральной осью горелка должна повернуться на угол /2 = 45 + P/2..

Так как в диапазоне ф. = (Π— 180 ) и об= (180-360) горелка должна поворачиваться в одну и ту же сторону, то между Углом р и К должно быть соотношение

IsinPt = (d/Ð sinÊ(, а угол поворота горелки относительно начального угла (/2 = 45 должен

О быть равен P/2, т.е. между горелкой и измерителем угла Р должна быть передача с отношением 1:2.

Это реализуется за счет того, что угол oL поворота изделия измеряется первым вращающимся трансформатором 4 через последовательно, включенные первый умножитель 5 и выпрямитель 6.

id

Сигнал, пропорциональный — аьпЫ /, где d — диаметр малого; D — - диаметр большого цилиндра, поступает на первый вход первого устройства 7 сравнения. На второй вход устройства 7 сравнения поступает сигнал, пропорцио-. нальный (s in /5(, с синусной обмотки второго вращающегося трансформатора

8 через выпрямитель 9. Вращающийся трансформатор 8 соединен с горелкой

3 передачей t0 с отношением 2: 1, так что при повороте горелки 3 на угол

P/2 вращающийся трансформатор 8 поворачивается на угол Р.

1d

Сигнал С = — sissi(- (sinP(с ныР 1D хода устройства 7 сравнения поступает на вход привода 11 поворота горелки

3. Таким образом, при любом ф„ и

d .ось горелки всегда устанавливается

D по биссектральной оси соединения в точке сварки.

В процессе поворота изделия меняется положение точки соединения А двух цилиндров, которая перемещается вдоль оси Х, Чтобы точка сварки совпадала с точкой соединения А, необходимо переместить горелку вдоль оси Х

D на величину Х = —, (1 - cos /3) (фиг.2б)

I В

Вычисление требуемого перемещения Х производится следующим образом. С косинусной обмотки вращающегося трансформатора 8 сигнал, пропорциональный U, cos P поступает на первый вход второго устройства 12 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал

U от источника 13 смещения. С выхода устройства 12 сравнения сигнал U (1cos P) через второй, умнодитель 14 поступает на первый вход четвертого устройства 15 сравнения, на второй вход которого подан сигнал с выхода датчика 16 перемещения, связанного с приводом 17 перемещения горелки вдоль оси малого цилиндра (по оси Х). С вы1590262 б сигнал Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я по оси

Я - X -Х = (1 - ebs é )-x u (Д аУ

5 поступает на вход привода 17 перемещения горелки вдоль оси малого цилиндра, который перемещает горелку по оси Х до тех пор, пока не станет

Е„= 0.

Стабилизация скорости сварки Vg при перемещении .электрода вдоль линии соединения осуществляется следующим 15 образом. Скорость привода 17.перемещения горелки вдоль оси малого цилинд .ра измеряется, первым тахогенератором

18. Полученный сигнал через первый квадратор 19 поступает на первый вход 20 сумматора 20. На второй вход суммато- ра 20 поступает сигнал от второго тахогенератор;. 21, измеряющего скорость поворота изделия через последовательно соединенные третий умножи- 25 тель 22 и второй квадратор 23. Таким образом на выходе сумматора 20 будет сигнал

2 г д ) = 1 + (g -)2

30 где Д - скорость поворота малого цилиндра; — линейная составляющая скорости перемещения точки 35 сварки в поворотном движении.

С выхода сумматора 20 через устройство 24 извлечения корня сигнал ., поступает на первый вход четвертого 4О устройства 25 сравнения, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный заданной скорости V< с за датчика 26 скорости. С выхода устройства 25 сигнал ошибки в скорости Eq= 45

= Và Vt, подается на вход ривода 1Ф который изменяет скорость до тех пор, пока не станет F "- О, т.е. скорость сварки V не станет равной заданной

Таким образом, устройство обеспечивает сварку швов по линии пересечения двух цилиндров. При этом выдер. живается горизонтальность нижней по- 55 верхности стыкового соединения, расположение оси горелки по биссектральной оси в любой точке сварки и стабилизация скорости сварки. хода устройства 15.сравнения ошибки в перемещении горелки

Х, равный

Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения -двух цилиндров, содержащее первый привод пе-. ремещения горелки, связанный с первым вращающимся трансформатором, второй привод перемещения горелки,.связанный с первым тахогенератором и датчиком перемещения, привод вращения изделия вокруг горизонтальной оси, связанный с вторым тахогенератором и вторым вращающимся трансформатором, задатчик скорости сварки, три умножителя, три устройства сравнения,два квадратора, сумматор,при этом выход второго тахогенератора через последовательно включенные третий умножитель и второй квадратор связан с первым входом сумматора, второй вход которого через первый квадратор связан с выходом первого тахогенератора, а выход через устройство извлечения корня — с входом третьего устройства сравнения,. второй вход третьего устройства сравнения связан с выходом задатчика скорости сварки, а выход— с управляющим входом привода вращения изделия вокруг горизонтальной оси, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью обеспечения сварки швов по линии пересечения двух цилиндров при повороте изделия относительно оси цилиндра меньшего диаметра, оно дополнительно снабжено двумя выпрямителями, четвертым устройством сравнения, источником смещения, при этом первый привод перемещения горелки включает передачу 2:1, связанную с узлом пово. ( рота горелки, второй привод перемещения горелки включает узел ее поступательного перемещения вдоль оси вращения свариваемого изделия, синусная обмотка первого вращающегося трансформатора через первый выпрямитель связана с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого через второй выпрямитель и первый умножитель связан с синусным выходом второго вращающегося трансформатора, а выход подключен к управляющему входу первого привода перемещения горелки, косинусный выход первого вращающегося трансформатора подключен к пер. вому входу второго устройства сравнения, выход которого через второй умножитель связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй

1590262 вход которого связан с выходом датчика перемещения, а выход связан с управляющим входом второго привода перемещения горелки, второй вход второ.го устройства сравнения связан с выходом источника смещения.

1590262

Составитель В. Покровский

Редактор Н.Лазаренко Техред Х.Дидык Корректор Л. Бескид

Заказ 2602 Тира к 650 Подписное

ВНИЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ултород, ул. Гагарина, 101