Машина для контактной стыковой сварки арматурных изделий

Изобретение может быть использовано при сваривании концов арматуры для железобетонных конструкций. Неподвижная и подвижная части 2, 3 корпуса 1 снабжены верхним и нижним прижимами 4, 5 в виде токоведущих электродов. Машина имеет устройство для удаления грата, гидравлический привод 6 прижимов и перемещения подвижной части, сварочный трансформатор 11. Жидкостная система для охлаждения сварочного трансформатора и нижних прижимов неподвижной и подвижной частей включает три трубопровода 12, бак 13 для охлаждающей жидкости, радиатор 14, насос 15, вентилятор 16 и диффузор 17. Устройство для удаления грата состоит из двух одинаковых элементов 20 из углеродистой стали в форме полукруга с режущими кромками, обращенными друг к другу. Система управления содержит плату 21 управления и контроля с кнопками, плату 22 индикации и программирования, сенсорный дисплей 23, датчик 24 перемещения подвижной части и измеритель 25 производительности в виде энкодера. Табличный процессор обеспечивает ввод, сохранение и выполнение программ сварки оплавлением или сопротивлением. Изобретение обеспечивает достижение полной автоматизации процесса сварки, уменьшение трудозатрат и энергозатрат при упрощении конструкции машины и ее технического обслуживания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к машинам для контактной стыковой сварки арматурных изделий (прутков или стержней) круглого и периодического профиля способами оплавления и сопротивления, и может быть использована как автоматизированная универсальная сварочная машина в строительстве, например, при сваривании концов арматуры для железобетонных конструкций.

Электрическая контактная стыковая сварка по своему значению является быстро прогрессирующим методом среди дуговой и газовой сварок и поэтому в настоящее время разработка именно универсальных и полностью автоматизированных сварочных машин является актуальной проблемой.

Известна машина (установка) контактно-стыковой сварки, содержащая неразъемную сварочную камеру, механизмы ее герметизации, устройства подачи свариваемых деталей в зону сварки, механизмы захвата, фиксации свариваемых деталей и токоподвода к ним с соответствующими приводами, привод сварочного давления с клапаном переменного давления и датчики контроля динамики процесса сварки (заявка на изобретение №2003106487, RU, B23K 11/04, оп. 2004 г.).

Недостатком этой машины является большие габариты элементов машины и низкая производительность, обусловленная отсутствием операции удаления грата после сварки отрезков арматуры, отсутствие охлаждения сварочного трансформатора и автоматизации процесса сварки.

Известна машина для контактной стыковой сварки нагретых заготовок, содержащая два клещевидных зажимных устройства, выполненных в виде симметричной системы двуплечных рычагов, установленных на отдельных осях и снабженных токоподводящими башмаками, закрепленными на концах рычагов, обращенных к заготовке и контактирующими в момент зажатия с ее поверхностью, при этом одно зажимное устройство закреплено в неподвижном корпусе, а другое - в подвижном корпусе с приводом в виде двух гидроцилиндров, а оба корпуса закреплены на подвижной тележке, установленной с возможностью перемещения параллельно оси заготовок. Машина также содержит сварочные трансформаторы, закрепленные в неподвижном корпусе, и два устройства для удаления грата, снабженные резцами и установленные между неподвижным и подвижным корпусами (описание полезной модели к патенту №37959 U1, RU, B23K 11/04, оп. 2004 г.).

Недостатками этой машины также являются низкая производительность, обусловленная плохой динамикой при сварке арматурных изделий, сложность в эксплуатации и отсутствие автоматизации процесса сварки.

Наиболее близкой по технической сущности, и принятой в качестве прототипа, является машина МСО-1201 для контактной стыковой сварки коротких изделий компактного сечения, техническое решение которой раскрыто в описании изобретения к патенту №2628943 С2, RU, B23K 11/04, оп. 26.06.2017 г.

Машина для контактной стыковой сварки изделий содержит корпус, неподвижную и подвижную части, каждая из которых снабжена верхним и нижним прижимами в виде токоведущих электродов, устройство для удаления грата, гидравлический привод прижимов и перемещения подвижной части в виде гидроцилиндров, пропорциональный гидрораспределитель, систему управления и сварочный трансформатор.

Недостатками прототипа являются повышенные затраты на токопроводящие электроды и режущие элементы и неполная автоматизация процесса сварки. Как показала практика, все недостатки обусловлены тем, что в процессе интенсивной сварки и снятия грата имеет место перегрев основных элементов машины, в частности нижних прижимов неподвижной и подвижной частей и режущих элементов устройства для зачистки грата, у которых при нагреве ухудшаются режущие качества, повышается износ, что приводит к необходимости их частой замены.

Кроме того, машина предназначена для сварки изделий короткой длины, малого и стабильно ровного сечения, а весь процесс контактной стыковой сварки и снятие грата после сварки не автоматизирован полностью.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании более универсальной автоматизированной машины контактной стыковой сварки арматуры разного профиля, коротких и длинномерных, и, кроме того, осуществляющей сварку как способом оплавления, так и сопротивления и одновременно устраняющей вышеуказанные недостатки прототипа.

Технические результаты, достигаемые при реализации данного изобретения, заключаются в повышении производительности и надежности машины, в повышении износостойкости, в обеспечении стабильности качества сварного шва, в уменьшении трудозатрат и энергозатрат, в возможности вести процесс сварки при быстрой перенастройке параметров сварки с одного вида изделий на другой, в упрощении конструкции машины и ее технического обслуживания. Кроме того, техническим результатом является мобильность машины, которая может быть смонтирована в специально подготовленном контейнере с системой вентиляции и не требует подготовки места для ее установки.

Технические результаты достигаются тем, что в известной машине для контактной стыковой сварки изделий, содержащей корпус, неподвижную и подвижную части, каждая из которых снабжена верхним и нижним прижимами в виде токоведущих электродов, устройство для удаления грата, гидравлический привод прижимов и перемещения подвижной части в виде гидроцилиндров, пропорциональный гидрораспределитель, систему управления и сварочный трансформатор, заявленная машина дополнительно содержит жидкостную систему для охлаждения сварочного трансформатора и нижних прижимов неподвижной и подвижной частей и пневмосистему для охлаждения устройства для удаления грата, смонтированные внутри корпуса машины, причем жидкостная система включает три трубопровода, бак для охлаждающей жидкости, радиатор, насос, вентилятор и диффузор, а пневмосистема - два трубопровода и компрессор, устройство для удаления грата включает два элемента, каждый из которых выполнен в форме полукруга с режущими кромками, обращенными друг к другу, причем один элемент установлен на торцевой поверхности верхнего прижима неподвижной части, а другой - на торцевой поверхности нижнего прижима подвижной части, система управления имеет техническое обеспечение и программное управление, при этом техническое обеспечение включает плату управления и контроля с кнопками, плату индикации и программирования, сенсорный дисплей, датчик перемещения подвижной части и измеритель производительности в виде энкодера, а программное управление для ввода, сохранения и выполнения программ осуществляется посредством табличного процессора. Кроме того, элементы устройства для зачистки грата выполнены из обычной углеродистой стали.

Заявленная машина иллюстрируется следующими рисунками, где на Фиг. 1 представлена принципиальная схема заявленной машины для контактной стыковой сварки изделий, а на Фиг. 2(а-е) изображена циклограмма, в которой представлен алгоритм действий по сварке изделий и удаления грата после сварки.

Согласно изобретению, заявленная машина для контактной стыковой сварки изделий (Фиг. 1 и Фиг. 2,) содержит корпус 1, неподвижную и подвижную части 2, 3, верхний и нижний прижимы 4, 5, гидравлический привод 6 в виде гидроцилиндров 7, 8, 9, пропорциональный гидрораспределитель 10, сварочный трансформатор 11, три трубопровода 12 для жидкостного охлаждения, бак 13 для охл9аждающей жидкости, радиатор 14, насос 15, вентилятор 16 и диффузор 17, два трубопровода 18 для воздушного охлаждения, компрессор 19, устройство для удаления грата в виде двух элементов 20 с режущими кромками, плату 21 управления и контроля, плату 22 индикации и программирования, сенсорный дисплей 23, датчик 24 перемещения подвижной части и измеритель 25 производительности в виде энкодера, свариваемые арматурные изделия 26, образовавшийся на изделии грат 27 после сварки.

Сущность процесса контактной стыковой сварки состоит в следующем. Электрический ток подключают к свариваемым стержням и, приводя последние в соприкосновение, образуют замкнутую электрическую цепь. В этой цепи наибольшее сопротивление протеканию тока имеет стык свариваемых изделий и интенсивно выделенное тепло разогреет концы изделий до пластичного или жидкого состояния.

Работа заявленной машины для контактной стыковой сварки изделий изложена через описание представленных видов циклограммы на Фиг. 2(а-е), отражающих алгоритм действий процесса сварки арматурного изделия и удаления грата, и на которой представлен фрагмент машины, включающий верхний и нижний прижимы 4, 5, элементы 20 устройства для удаления грата 27 и заготовки свариваемых изделий 26.

Свариваемые куски арматуры (изделия) 26 устанавливают в зону сварки между открытыми верхним и нижним прижимами 4, 5 неподвижной и подвижной частей 2, 3 (Фиг. 2, а). Далее выбирают нужную программу в зависимости от способа сварки (оплавлением или сопротивлением), от толщины свариваемой арматуры, от необходимости (или нет) удаления грата и переключают машину в автоматический режим.

После этого запускают программу. Сначала по программе включают гидроцилиндры 7 и 8, в результате этого программа включает гидростанцию 6, и верхние прижимы 4 подвижной части 3 и неподвижной части 2 прижимаются к свариваемым кускам арматуры. Через некоторое время программа запускает гидроцилиндр 9, регулируя при этом поток масла через регулятор потока 10, и подвижная часть 3 машины начинает движение с заданными программой шагом и скоростью (Фиг. 2,б).

Далее, когда работают прижимы, включаются гидроцилиндры 7 и 8, а когда передвигается подвижная часть 3 - работает гидроцилиндр 9 и регулятор потока 10. Всегда, когда есть обращение к гидравлическому приводу запускается мотор гидростанции 6 (он автоматически отключается, если некоторое время не задействованы гидроцилиндры).

В результате этого верхние прижимы 4 подвижной части 3 и неподвижной части 2 закрываются (зажимаются), включают сварочный трансформатор 11 и подвижная часть 3 машины начинает движение (Фиг. 2,б).

Процес сваривания заготовок изделия и образования грата 27 протекает в зависимости от выбраного в программе способа сваривания, запрограмированной силы тока, напряжения и времени осадки. Если выбран способ сваривания оплавлением, то в процессе сваривания подвижная часть 3 машины медленно передвигается вперед в направлении неподвижной части 2, при этом металл частично испаряется. Если сварка происходит способом сопротивления, то после первого контакта заготовок, подвижная часть 3 останавливается с сохранением торцевого усилия (Фиг. 2, в и г).

По окончании процесса сварки верхние прижимы 4 приподнимают на 0,5-1 мм, подвижная часть 3 продолжает движение. В процессе передвижения нижный элемент 20 устройства для удаления грата 27 своей режущей кромкой может срезать грат 27 (Фиг. 2,г). Однако это действие произойдет в случае, если сваренные заготовки длинные и грат 27 еще не успевает остыть. Срез грата произойдет в виду того, что усилия для отрезания требуется меньше, чем усилия для преодоления силы трения. В случае, если грат 27 не будет удален, то элемент 20 будет толкать грат 27 вместе с сваренными заготовками до тех пор, пока они не дойдут до элемента 20 верхнего прижима 4 неподвижной части 2 машины, и который, в свою очередь, срежет верхнее полукольцо грата 27. Если элемент 20 нижнего прижима 5 подвижной части 3 отрезал грат 27, тогда верхний прижим 4 на подвижной части 3 толкает остаток грата 27 вместе с арматурой к элементу 20 неподвижной части, при этом произойдет окончательное удаление грата (Фиг. 2,д). Прижимы 4, 5 неподвижной и подвижной частей 2, 3 машины полностью раскрываются, подвижную часть 3 возвращают в исходное положение, после чего оператор забирает сваренную арматуру (Фиг. 2,е).

Машина может быть запрограмирована оператором на различную последовательность движения, поэтому алгоритмов удаления грата 27 может быть множество.

В заявленной машине прижимы 4, 5 поднимают на 0,5-1 мм, а в случае неровных поверхностей свариваемых заготовок этот показатель программно изменяют и на большую величину, что позволяет сваривать прутки из арматуры различного профиля. В прототипе подъем прижимов осуществляют на 0,05-0,07 мм, при таком показателе перемещение свариваемых заготовок с помощью упоров не представляется возможным без их задиры или заклинивания. Машина по прототипу предназначена для сварки коротких заготовок компактного и ровного сечения, в то время как заявленная машина обеспечивает сварку разных по длине отрезков стальной арматуры произвольного сечения (гладкого или периодического профиля) с максимальным диаметром от 6 до 40 мм.

При интенсивной эксплуатации машины возможен нагрев сварочного трансформатора и перегрев прижимов, приводящий к ухудшению их механических свойств, преждевременному износу и к последующим трудностям в осевом совмещении заготовок. В заявленной машине при наличии замкнутой трехконтурной системы жидкостного охлаждения, включающей три трубопровода 12, бак 13, радиатор 14, насос 15, вентилятор 16 и диффузор 17, происходит отвод тепла от сварочного трансформатора 11 и прижимов 4, 5, обеспечивая тем самым непрерывный процесс работы машины.

То же самое происходит и с элементами 20 устройства для удаления грата, которые также при эксплуатации нагреваются, механические свойства их режущих кромок ухудшаются, появляется износ и срок их эксплуатации сокращается. Пневмосистема для охлаждения элементов 20, включающая два трубопровода 18 и компрессор 19, способствует снижению износа элементов 20, повышает ресурс работы и снижает стоимость и требования к материалам, из которых они изготавливаются. К тому же система воздушного охлаждения способствуют улучшению качества сварного шва и уменьшению износа режущих кромок элементов 20 устройства для удаления грата, а вместе с системой жидкостного охлаждения способствуют повышению производительности машины. Жидкая и воздушная системы охлаждения смонтированы внутри корпуса 1 машины.

Автоматизация процесса сварки в заявленной машине - автоматическое выполнение программ под каждое конкретное сечение свариваемых изделий, а также возможность произвольного составления программ. Оператор выбирает программу и запускает машину в автоматическом режиме. В прототипе оператор устанавливает нужные показатели напряжения, времени, усилий, а потом запускает в автоматический режим. Чтобы перейти на другой диаметр оператору нужно вновь устанавливать другие параметры. В заявленной машине нужно просто выбрать другую программу. Заявленная машина обеспечивает возможность быстро и просто осуществлять перестройку параметров сварки с одного вида изделий на другой.

Полная автоматизация процесса сварки повышает производительность машины, дает возможность обслуживать и управлять процессом сварки оператором низкой квалификации. Техническое обеспечение системы управления машины (Фиг. 1) включает плату 21 управления с кнопками, контроля и программирования, плату 22 индикации, сенсорный дисплей 23, датчик 24 перемещения подвижной части и измеритель 25 производительности в виде энкодера, а программное управление для ввода, сохранения и выполнения программ осуществляется посредством табличного процессора.

Оператор после завершения сварки и удаления грата прокатывает сваренное изделие по измерителю 25, выполненному в виде энкодера, который преобразует вращательное движение в электрический сигнал, и с высокой точностью определяет длину изделия. Программа, учитывая диаметр изделия, переводит длину в вес, а также подсчитывает производительность машины в указанный оператором промежуток времени. В обычных условиях посчитать производительность работы таких машин крайне сложно и трудоемко.

1. Машина для контактной стыковой сварки арматурных изделий, содержащая корпус, имеющий неподвижную и подвижную части, каждая из которых снабжена верхним и нижним прижимами в виде токоведущих электродов, устройство для удаления грата, гидравлический привод упомянутых прижимов и перемещения подвижной части, выполненный в виде гидроцилиндров, пропорциональный гидрораспределитель, систему управления и сварочный трансформатор, отличающаяся тем, что она снабжена жидкостной системой для охлаждения сварочного трансформатора и нижних прижимов неподвижной и подвижной частей корпуса и пневмосистемой для охлаждения устройства для удаления грата, смонтированными внутри корпуса машины, причем жидкостная система включает три трубопровода, бак для охлаждающей жидкости, радиатор, насос, вентилятор и диффузор, а пневмосистема - два трубопровода и компрессор, при этом устройство для удаления грата включает два элемента, каждый из которых выполнен в форме полукруга с режущими кромками, обращенными друг к другу, причем один элемент установлен на торцевой поверхности верхнего прижима неподвижной части, а другой - на торцевой поверхности нижнего прижима подвижной части, а система управления содержит плату управления и контроля с кнопками, плату индикации и программирования, сенсорный дисплей, датчик перемещения подвижной части корпуса и измеритель производительности в виде энкодера, а также табличный процессор, обеспечивающий ввод, сохранение и выполнение программ сварки оплавлением или сопротивлением.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что элементы устройства для удаления грата выполнены из углеродистой стали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для изготовления микротермопар с рабочим спаем, образованным сваркой встык, и может быть использовано для оперативного изготовления в лабораторных условиях единичных или мелкосерийных партий микротермопар различного типа из проволоки с диаметрами от 200 мк и менее при подготовке и проведении теплофизических и тепловых испытаний в условиях быстропротекающих процессов теплообмена при значительных градиентах температуры, характерных для конструкций аэрокосмической техники, ядерной энергетики и металлургии.

Изобретение может быть использовано при стыковой контактной сварке, в частности, магистральных, промысловых и морских трубопроводов. Концы свариваемых труб центрируют в сварочной оснастке с обеспечением припуска на оплавление и осадку.

Изобретение может быть использовано при изготовлении длинномерных рельсов и бесстыковых плетей для путей железнодорожного, городского и промышленного транспорта.

Изобретение может быть использовано для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней, выполняемых на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки или в строительстве при соединении арматурных стержней.

Изобретение может быть использовано для сварки рельсовых стыков в пути. Один из двух корпусов машины расположен подвижно относительно другого.

Изобретение может быть использовано для контактной стыковой сварки оплавлением коротких изделий компактного сечения, например прутков или стержней, выполняемой на специализированных сварочных машинах.

Изобретение относится к ядерной технике. Способ сборки поглощающего элемента (ПЭЛ) ядерного реактора включает подготовку оболочки в виде трубы, герметизацию ее аргоно-дуговой сваркой с одного торца с помощью нижнего наконечника, имеющего коническую форму, загрузку оболочки поглощающими материалами в виде таблеток или порошка, фиксацию поглощающего материала от осевого перемещения c установкой прокладки при порошкообразном состоянии поглощающего материала, герметизацию оболочки с другого торца контактно-стыковой сваркой с помощью верхнего наконечника, содержащего утяжеляющую часть.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой оплавлением стальной детали, в частности подшипникового кольца. При осуществлении стыковой сварки производят оплавление и осадку с получением сварного шва (24).

Изобретение может быть использовано для соединения секций железнодорожных рельсов стыковой сваркой оплавлением с использованием виброоборудования. Предварительно осуществляют настройку и прикрепление виброоборудования на железнодорожный рельс.

Настоящее изобретение относится к шовообжимной клети. Она включает в себя комбинацию неподвижного участка 10, установленного в месте соединения линии производства свариваемых электросваркой сопротивлением труб, в котором обжимные валки, за исключением левого и правого верхних валков, разъемно собраны, и подвижного участка 20, располагающегося над неподвижным участком 10, внутри которого левый и правый верхние валки разъемно собраны, при этом подвижный участок наклоняется, принимая сторону задней поверхности в качестве точки поворота, по направлению к этой же стороне из положения сборки на неподвижном участке 10 в отведенное положение для открывания верхней части неподвижного участка 10.

Изобретение может быть использовано при сваривании концов арматуры для железобетонных конструкций. Неподвижная и подвижная части 2, 3 корпуса 1 снабжены верхним и нижним прижимами 4, 5 в виде токоведущих электродов. Машина имеет устройство для удаления грата, гидравлический привод 6 прижимов и перемещения подвижной части, сварочный трансформатор 11. Жидкостная система для охлаждения сварочного трансформатора и нижних прижимов неподвижной и подвижной частей включает три трубопровода 12, бак 13 для охлаждающей жидкости, радиатор 14, насос 15, вентилятор 16 и диффузор 17. Устройство для удаления грата состоит из двух одинаковых элементов 20 из углеродистой стали в форме полукруга с режущими кромками, обращенными друг к другу. Система управления содержит плату 21 управления и контроля с кнопками, плату 22 индикации и программирования, сенсорный дисплей 23, датчик 24 перемещения подвижной части и измеритель 25 производительности в виде энкодера. Табличный процессор обеспечивает ввод, сохранение и выполнение программ сварки оплавлением или сопротивлением. Изобретение обеспечивает достижение полной автоматизации процесса сварки, уменьшение трудозатрат и энергозатрат при упрощении конструкции машины и ее технического обслуживания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх