Машина для стыковой сварки нагретых заготовок

Изобретение относится к области сварки, а именно к устройствам для стыковой сварки нагретых заготовок квадратного сечения в процессе бесконечной прокатки. Машина содержит подвижную тележку с закрепленным на ней неподвижным корпусом, подвижный корпус, установленный на направляющих неподвижного корпуса, два взаимно перпендикулярных устройства для снятия грата, два гидроцилиндра осадки для перемещения подвижного корпуса, зажимные устройства для зажима концов заготовок, токоподводящие электроды, сварочные трансформаторы и тележку. Зажимные устройства установлены в подвижном и неподвижном корпусах и выполнены в виде симметричной системы двуплечих рычагов. Электроды установлены на концах двуплечих рычагов, обращенных к заготовкам, и выполнены с выемкой для охвата заготовок по периметру и в направлении усилия зажатия по диагонали квадратного сечения заготовок. Сварочные трансформаторы закреплены в неподвижном корпусе и соединены с токоподводящими электродами. Тележка установлена на неподвижном корпусе и соединена с подвижным корпусом. Каждое зажимное устройство снабжено направляющими и ползунами, которые установлены в направляющих зажимных устройств и шарнирно соединены с другими концами двуплечих рычагов. Повышается качество сварки за счет обеспечения совмещения осей симметрии свариваемых заготовок, а также уменьшается износ направляющих подвижного корпуса и улучшается динамика машины. 2 ил.

 

Изобретение относится к области прокатного производства, конкретнее к методам соединения концов заготовок стыковой сваркой для осуществления бесконечной прокатки.

Для осуществления бесконечной прокатки перед входом в черновую группу клетей заготовки соединяют между собой контактной стыковой сваркой оплавлением в бесконечную ленту. Сварка осуществляется на стыкосварочных машинах. Известны сварочные машины используемые для сварки нагретых заготовок, обеспечивающие стыковку и совмещение свариваемых торцов, их сварку и срезку грата, например стыковочная машина фирмы «Даниель». См. каталог фирмы «Даниэль» Италия, издание от 12.03.2001 г. стр.3-12.

Стыкосварочная машина для соединения горячих заготовок выполнена для установки на подвижную часть летучего стыкосварочного комплекса для сварки блюмсов. Она должна перемещаться вдоль оси агрегата синхронно с движением заготовок, подаваемых в стан. Путь, проходимый машиной, зависит от времени цикла сварки. При подходе заднего конца прокатываемой заготовки к зоне сварочной машины от соответствующего датчика должна подаваться команда на разгон машины. После разгона машины до скорости заготовки с помощью тахогенераторов должно производиться сравнение путей, пройденных заготовкой и сварочной машиной. Необходимо произвести соответствующую коррекцию скорости сварочной машины и после обеспечения необходимого вылета заготовки из неподвижного зажима подать команду на ее захват. Одновременно должна даваться команда на выдачу из печи следующей заготовки, которая подается до упора в прокатываемую заготовку, после чего необходимо произвести захват переднего конца следующей заготовки подвижным зажимом машины. Величина вылета концов заготовок обеспечивается с точностью до 1,5 мм.

После завершения операций по установке концов заготовки должна даваться команда на включение сварки. При этом включаются сварочные трансформаторы и начинается процесс сварки. После оплавления необходимого припуска включается привод осадки, обеспечивающий пластическую деформацию нагретого металла и формирование соединения. Одновременно отключаются сварочные трансформаторы. Зажимы разводятся и сварочная машина должна вернуться в исходное положение.

Однако кинематическая схема машины обеспечивает совмещение свариваемых торцов только по двум граням, при этом на противоположных гранях образуется ступенька, что сказывается на прочности сварного соединения и затрудняет срезку грата. Кроме того, такая схема не позволяет приблизить сварочный трансформатор к зоне сварки, что увеличивает габариты и вес сварочной машины. Это не позволяет достигнуть технического результата предлагаемого изобретения. Наиболее близкой по технической сущности является машина для контактной стыковой сварки нагретых заготовок. См. патент Российской Федерации на полезную модель, заявка №2003134380/20, патент №37959 МКИ7 В23К 11/04.

Эта машина содержит два клещевидных зажимных устройства для зажатия стыкуемых концов заготовок и их сближения, одно из которых закреплено в неподвижном корпусе, а другое закреплено в подвижном корпусе, установленном с возможностью перемещения относительно неподвижного корпуса, причем оба корпуса с зажимными устройствами закреплены на подвижной тележке, установленной с возможностью перемещения параллельно оси заготовок. Зажимные устройства выполнены в виде симметричной системы двуплечных рычагов, установленных на отдельных осях и снабженных зажимными токоподводящими башмаками, закрепленными на концах рычагов, обращенных к заготовке и контактирующих в момент зажатия с ее поверхностью. Сварочные трансформаторы, соединенные гибкими шинами с токоподводящими башмаками зажимных устройств. Два устройства для удаления грата, снабженных резцами установленных между неподвижным и подвижным корпусами. Поверхности зажимных токоподводящих башмаков, обращенные к заготовке, имеют выемки по форме внешней поверхности заготовки, в момент зажатия конца заготовки по всему периметру ее поперечного сечения, а усилие зажатия приложено по диагонали квадратного сечения заготовки.

Сварочные трансформаторы закреплены в неподвижном корпусе с зажимным устройством.

Подвижный корпус с зажимным устройством снабжен двумя гидроцилиндрами для его перемещения относительно неподвижного корпуса, причем оси гидроцилиндров расположены параллельно оси заготовки по обе стороны от нее. Эта машина принята за прототип.

Недостатком этой машины также является совмещение торцов свариваемых нагретых заготовок по двум граням, а также повышенный износ направляющих и плохая динамика машины из-за сопротивления в направляющих от сил трения.

Задача и технический результат заключаются в обеспечении совмещения осей симметрии обеих свариваемых заготовок, а также в уменьшении износа направляющих подвижного корпуса и улучшении таким образом динамики машины.

Это достигнуто новыми техническими решениями, находящимися в причинно-следственной связи с техническим результатом.

Машина для стыковой сварки нагретых заготовок квадратного сечения в процессе бесконечной прокатки, содержащая подвижную тележку с закрепленным на ней неподвижным корпусом, подвижный корпус, установленный на направляющих неподвижного корпуса, два взаимно перпендикулярных устройства для снятия грата, два гидроцилиндра осадки для перемещения подвижного корпуса, зажимные устройства для зажима концов заготовок, установленные в подвижном и неподвижном корпусах и выполненные в виде симметричной системы двуплечих рычагов, токоподводящие электроды, установленные на концах двуплечих рычагов, обращенных к заготовкам, и выполненные с выемкой для охвата заготовок по периметру и направлении усилия зажатия по диагонали квадратного сечения заготовок, и сварочные трансформаторы, закрепленные в неподвижном корпусе и соединенные с токоподводящими электродами.

Отличительными от прототипа признаками являются следующие:

- машина дополнительно снабжена тележкой, установленной на неподвижном корпусе и соединенной с подвижным корпусом, а каждое зажимное устройство снабжено направляющими и ползунами, при этом ползуны установлены в направляющих зажимных устройств и шарнирно соединены с другими концами двуплечих рычагов.

Приведенная совокупность существенных признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна». В то же время совокупность отличительных признаков, приводящих к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень». На фиг.1 изображена машина вид сбоку; на фиг.2 - разрез по А-А. Машина содержит подвижную тележку 1 и установленный на ней неподвижный корпус 2, в котором закреплены направляющие 3.

Подвижный корпус 4 установлен на направляющих 3 и соединен с тележкой 13, установленной на неподвижном корпусе 2 чем обеспечена легкость перемещения подвижного корпуса и улучшение динамики машины, этим достигается технический результат предлагаемого изобретения. Гидроцилиндры осадки 10 закреплены на неподвижном корпусе, а штоки их соединены с подвижным корпусом. На неподвижном корпусе установлена тележка 13, в которой собраны тяга 15, пружина 18, регулировочный винт 16, рычаг 17. К неподвижному корпусу прикреплены также два взаимно перпендикулярные устройства 9 для снятия грата, два сварочные трансформатора 7 с токоподводами 8 и электродами 6, которые имеют выемки для охвата заготовки. В каждом корпусе собраны зажимные устройства, представляющие собой симметричную рычажную систему, состоящую из рычагов 5, 20, направляющих 12, ползунов 11 и гидроцилиндра 14. Этим обеспечено достижение технического результата, заключающегося в совмещении осей симметрии обеих свариваемых заготовок. Машина работает следующим образом.

Нагретую заготовку подают в машину со стороны подвижного корпуса со скоростью первой клети прокатного стана и, когда ее задний конец поравняется с ножом устройства для снятия грата 9, машина начинает двигаться с той же скоростью. Одновременно подают давление в штоковую полость гидроцилиндра 14, шток которого, двигаясь, перемещает ползун 11. Ползун 11, перемещаясь в направляющих 12, синхронно поворачивает обе пары рычагов 5, 20 зажимных устройств, электроды 6 зажимают задний конец первой заготовки, с усилием зажима Р, направленного по диагонали квадратного сечения заготовки 19. Другая заготовка подается до упора передним торцом в задний торец первой заготовки, производится зажим переднего конца второй заготовки электродами подвижного корпуса аналогично зажиму в неподвижном корпусе. Ползун 11 в каждом корпусе при зажиме заготовок перемещается в жестких направляющих каждого корпуса. Электроды 6 при помощи рычажной системы обеспечивают зажим и совмещение оси симметрии торцов свариваемых заготовок 19, распределяя предельные отклонения размеров заготовок на обе стороны.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности использования изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения с помощью вышеописанных в заявке известных и предлагаемых средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленно применимо по действующему законодательству». По предлагаемому изобретению разработана конструкторская и технологическая документация. Изготовлен и испытан опытный образец. Испытания дали положительный результат.

Машина для стыковой сварки нагретых заготовок квадратного сечения в процессе бесконечной прокатки, содержащая подвижную тележку с закрепленным на ней неподвижным корпусом, подвижный корпус, установленный на направляющих неподвижного корпуса, два взаимно перпендикулярных устройства для снятия грата, два гидроцилиндра осадки для перемещения подвижного корпуса, зажимные устройства для зажима концов заготовок, установленные в подвижном и неподвижном корпусах и выполненные в виде симметричной системы двуплечих рычагов, токоподводящие электроды, установленные на концах двуплечих рычагов, обращенных к заготовкам, и выполненные с выемкой для охвата заготовок по периметру и в направлении усилия зажатия по диагонали квадратного сечения заготовок, и сварочные трансформаторы, закрепленные в неподвижном корпусе и соединенные с токоподводящими электродами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена тележкой, установленной на неподвижном корпусе и соединенной с подвижным корпусом, а каждое зажимное устройство снабжено направляющими и ползунами, при этом ползуны установлены в направляющих зажимных устройств и шарнирно соединены с другими концами двуплечих рычагов.