Установка для дуговой сварки кольцевых швов в среде защитных газов

 

О П И С А H И Е 29I764

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ со1оз Соеетсеил

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК В 23k 9/16

Заявлено 03.ll.1969 (№ 1302194/25-27) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 10.II I.1971

Комитет оо делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

i)ÄÊ 621.791(088 8) Авторы изобретения

Ю, П. Мокряк, П. Д. Потоцкий, В. В. Ольхов, В. М. Кульчев, Н. В. Трещенков, В. В. Бородин и Е. И. Карлов

Заявитель

УСТАНОВКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ

В СРЕДE ЗАШ.ИТНblХ ГАЗОВ

Известна установка для дуговой сварки кольцевых швов в среде защитных газов, содержащая станину, передн1ою и заднюю бабки с плаишайбами, разжимное устройство, верхшою и нижнюю сварочные головки.

Однако в этих установках не обеспечивается отжиг сварного шва и необходимое поджатие свариваемых кромок.

Предложенная установка отличается от из- 10

Вестиои тем, что п а р аллелы10 II 2Ilp HI3ë ÿ Ioùll M станины смонтированы рельсы для перемещения по ш1м двух тележек, иа одной пз которых закреплена верхняя сварочная головка, а иа другой — индукторы для отжига сварного шва. 15

Разжимное устройство установлено на полой штанге, закрепленной в задней бабке, и выполнено в виде двух кииематически связанHI Ix между собой поворотных центрирующих головок, смонтированных иа неподвижном 20 корпусе. В корпусе размещены нижняя сварочная головка, регулируемая по вертикали и по горизонтали, и П-образный кронштейн, закрепленный на каретке и взаимодейству1ощий своей цилиндрической перемычкой с V-образ- 25 иой петлей, выполненной в виде двух соединенных между собой трубок. Свободные концы трубок вмонтированы в поворотные гидромуфты, расположенные на центрирующих головках. 30

Такое выполнение устройства позволяет повысить качество сварки.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая установка, общий вид; на фиг. 2— вид по стрелке Л; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 2; иа фиг. 4 — вид ио стрелке В ия фиг. 1; иа фиг. 5 — продольный разрез по рлзжимной головке; ня фиг. 6 — разрез Ilo à — Г и;1 фиг. 5; и;1 фиг. 7 — вид по c> pE .113t Д и;1 фиг. б; ия фиг. 8 — продольный разрез по

3 -образной пропускной петле 11 рязрсз1ю à — -Е; на фиг. 9 приведепл схема работы механизмов вращения и осевого псремсще1шя под1311>1IIlo11 б>1 оки; II H (1) и г. 1 Π— р <1з рсз 1 10 Æ вЂ”,Ж иа фиг. 1; ил фиг. 11 — схема подклк)пения гидроцилиидров Ilgll I pllph l()IIIllx головок; ил фиг. 12 — схема рлботы 3 -об)рлзиой пропускной петли.

Установка для сварки кольцевых швов в среде защитных газов (см. фиг. 1 и 2) содержит сборную стлшшу 1 с прострогаииымп иа ией направляющими, исподвижиуlo бабку 2 с закреилеииы ми ия исй неподвижно двумя крошитсйиями ) и тягами f. К корпусу неподвижной бябки 2, параллельно llлправл)пощим

1, пРик 1 11 lcll;1 Ilo ill 51 >ксстк;151 консольная штанга 5, иа которой установлена вращающаяся ня иодшипшгкях б упорная планшайба 7 с посадочным буртиком. Г1а конце штанги 5 пл общем корпусе смонтированы

291764 центрирующие головки 8 и 9. На направляющих станины установлена подвижная бабка 10 с закрепленными на ней кронштейнами 11, замками 12, !)Iсх«7» 131«Ioi7J 18 мещения, механизмом 14 вращения, шип»дслем 15 с !)ланшайбой 16, имеющей»осадочный бурт. Ось шпинделя 15 параллельна»3правляющим ст»шшы 1 и соосll» с центрирующими головками 8 н 9 н»осадочным буртом опорной»ляншяйбы 7, а тяги 4 пропущены через 0TIJcpcTI»1 в кронштейнах 11.

Параллельно стяшшс 1, на общем фундаменте установлены рельсы 17 (см. фиг. 3 и 4), »о которым перемещаются тележки 18 и 19.

II«l тележке 18 установлена подставка 20 с ложсмснтом 21, колонна 22, ия которой смо»771рован»ульт 23 управления»роцессом сварки и сварочный автомат 24 с горелкой 25, пред»аз»ачснной для сварки наружных швов обечаек. 1-Iа тележке 19 установлена колонна 26 с приводом 27, каретками 28 и штурвалами 29, при вращении которых штанги 30»epeìåùàются в горизонтальной плоскости. На штангах 80 установлены индукторы 81 и 82, предназначенные для отжига сварного шва. На тележке 19 смонтирован также пульт 88 управления процессом отжига и электрооборудование 84, обеспечивающее нормальную работу индукторов 31 и 32.

Центрирующие головки 8 и 9, закрепленные на конце штанги 5, смонтированы на неподвижном сварном корпусе 85 (см. фиг. 5), причем цептрирующая головка 8 установлена с помощью подшипников 86, на которых закреплен сборный корпус 87. В кольцевой полости последнего с)в1онтирована подвижная в осевом направлении втулка 38 с профилированным кош!ческим хвостовиком 89. В хвостовике 89 установлены равнорасполо>кс!!ные по окружности гидроцилиндры 40 и 41 прямого хода и обратного. К торцу вращающегося корпуса 87 прикреплена шсстсрня 42 внутреннего зацепления, »остоянно находящаяся в зацеплснш! с двумя блоками шестерен 43 (см.

I|)III . 5, 6), 1

П pcдня11 чяcть .";ВостОВ!!К«! «39 Обр«!зов»II«1 двумя коническими»оверхпостями, а задняя выполнена»о ирофилировянной поверхности.

3То сделано для того, Ггобы разжятис, центрирование и деформация свярпвасмых обсчаси происходили болсе ила Bllo, чсм р«1ск17сГIление. Передняя и задняя части хвостов»!ка разграничены цилиндрической поверхностью (пояском), служащей для контроля профиля по шаблонам в процессе изготовлеш!я. С конической поверхностью хвостовика 89 контяк5

65 тирует цилиндрический ролик 46 выдвижного ш7ока 47, перемещающегося в теле корпуса 87. Конец штока 47 осями 48 и 49 с помощью щек 50 связан с ояшмаком 51. В окно

47 J3."IOQIJT 0;I Jill 110»ell, коро 1!ысла 52, смонтировяпиогλа оси 53 в тслс корпуса 37. ,)1руго!! конец этого коромысла входит в 1)р)1моугÎ;Ihllü»1 Ilàç илу» кср«1 54, установлеl»101 в теле корпуса 17 и конг»ктиру)ощего с ирофилировяинои )!овсрхпост)ио: востовик» 39.

Рыч»Г башмака 5! »одвсшси»3 оси 55 крон»пейна 56, устяиовлс!шого»я кор»усе 87.

Ц IITp JJp), Юща Я ГOJ70JJ J1» 9 «»1ял()ГIJ«J IJ» ГОлов! С 8 ll OT«7JJЧ«!СJC)J От нес 7JIIIII> конф»Г1 р«1цисй башмака 57 и с»осооом его крепления ня штоке 58, а также размерами различ»ых сс деталей. Сварочная горелка 59 (см. фиг. 6) ирсд»азначсня для ироваря стыкусм!!х ооечаек с внутренней стороны и имеет возимо)кность всртик»ль»ого исремсщсш!я через окно в неподвижном корпусе 35 в полости 45.

К стойке 60, неподвижно установленной в корпусе 85, с двух сторон прикреплены направляющие 61 и 62. В нижней части стойки

60 расположен редуктор 68 с реверсивным электродвигателем 64. На входном валу редуктора 68 с одной стороны насажена шестерня 65, а с другой — ходовой винт бб, На направляющих 61 смонтирована каретка 67, которая может перемещаться вверх-вниз от ходового винта бб. На каретке 67 смонтированы механизм 68 слежения по высо7е дуги и механизм 69 слежения»о стыку известных конструкций. На конце подвижной штанги 70 механизма 68 слежения по высоте дуги установлена ось 71, на которой подвижно смонтирована горелка 59 и указатель 72 со стрелкой (см. фиг. 7) .

На хвостовике горелки 59 смонтирован рычаг 73, заканчивающийся шаровой опорой 74, которая установлена во втулке кронштейна 75 механизма 69 слежения по стыку. Шестерня 65 находится в зацег!Ле!ии! с шестерней 76, закрс»ленной на втором ходовом вшпе 77, установлс»ном параллельно ходовому винту 66.

II» направляющих 62 смонтирована каретка 78, на которой установлен П-образиьш кронштейн 79. Каретка 78 перемещается от шестерни 76 и ходового винта 77 через гайку

80 от электродвигатсля 64.

В корпусе 85 в плоскости расположения стойки 60 ня кроиштсй»е 81 смонтированы телсприемные камеры 82 для передачи изображс1шя стыка п сварного шва на экраны телевизоров 83 пульта 23 управления (см. фиг. 3).

Для одновременной качественной сварки внутреннего и наружного швов свариваемых обсчаек сва«ро«ии>1с горелки 25 и 59 смещены друг относительно друга 110 периметру ня величину, определяемую в зависимости от толщины материалов сваривасмых обечаек.

Гидроцилиндры центрирующих головок 8 и 9 шп »ются маслом, которое подается под высоким давлением от единой маслосети и насосной станции. Масло подастся и отводится

291764 по трубопроводу 84 (см. фиг. 8 и 12) через штуцера 85 к распределительной муфте 86. От распределитсльной муфты 86 Iio трубопроводам 87 и коллекторам 88 масло поступает в гидроцилиндры центрирующей головки 9,. а по трубопроводам 89 через специальное устройс!во с (-образной пропускной иетлси 90- -к коллекторам 91, питающим гидроцилиидры 40 и 41 головки 8 (см. фиг. 5) .

Устройство с V-образной пропускной петлей состоит из втулки 92 (cM. фиг. 8), поворотного вала 98, в торце которого закреплена неподвижно V-образная петля 90, второго поворотного вала 94 и втулки 95. Втулки 92 и 95 имс(от с внутренней стороны кольцевые выточки, в которые выходят сверлеиия, соединяющие полости кольцевых выточек с трубопроводами 89 и коллекторами 91. Внутри каждого вала 98 и 94 вдоль оси и радиально выполнены сверления, которые соединяют полости кольцевых выточек во втулках 92 и 95 с отверстиями трубопроводов V-образной петли 90. Втулки 92 и 95 неподвижно закреплены в стенках корпусов разжимных головок 8 и 9.

Петля 90 состоит из двух соединенных вместе трубок. Когда трубки поворачиваются вместе с валами 98 и 94, по ним протекает масло в ту или иную сторону.

Шпиндель 15 подвижной бабки 10 смонтирован на упорных и радиальных подшипниках пиноли 96 (см. фиг. 9). Последняя установлена подвижно в осевом направлении в корпусе бабки 10 и имеет в своей задней части цилиндр 97, в котором смонтирован поршень 98, жестко соединенный со штоком 99, неподвижно закрепленным на крышке 100. Крышка 100 смонтирована неподвижно на корпусе задней бабки 10. В штоке 99 имеются осевые и радиальные сверления для подвода масла от маслосети в рабочие полости цилиндра и отвода его обратно в соответствующие емкости.

Механизм 14 вращения шпинделя 15 состоит из реверсивного двухскоростного регулируемого электродвигателя 101 постоянного тока, редуктора 102, шестерни 108, блока 104 шестерен и венцовой шестерни 105, насаженной на наружную поверхность диска шпинделя 15.

Одна из шестерен блока находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом шестерни

105 на всем пути перемещения пиноли 96.

Предложенная установка работает следующим образом.

При вкл1очеш!и реверсивного электродвигателя механизма 18 перемещения подвижная бабка 10 ((10 направляющим сташшы 1) и тележки 18 и 19 (по рельсам) отводятся в крайнее левое положение. Горелка 59 и П-образный кронштейн 79 находятся в корпусе 85.

Обечайку 106 (см. фиг. 10) устанавливают с помощью подвески иа посадочное место (буртик) илаишайбы 7, предварительно она разжимается и центрируется с помощью башмаксв 51 разжимной головки 8 путем подачи масла в гидроцилиндры 40 прямого хода. На посадочное место планшайбы 16 подви>кной

2S

65 бабки 10 устанавлш)яют вторую обсчайку 107 (или д!шще), которыя Ilj)I(римом I)j ащс!ши мсхаиизма 18 ис()с)!си1сии51 аз!((Tñ с подвижной баокой перемещается I!o II lllðë13;iÿioiilè)I с!яшшы 1 в сторону llciiOilllжиой бабки 2. В рсзультатс обсчлйкл (днище) !07 иядсвлстся ия цс! Tpiipyioiilxю головку 9 до соирикосиопси я с торцом устаиовлс! иой р;!ис обе(лй106.

При включсli!!il подл ш млела в цигишдры прямогO ходя цсити!рующси головки 9 осуществляется ирсдвяри!сльиыи рлзжим и центрирова(ше обсчайки (д(шщл) 107 Йлшмякя:(ill 07. Б 0;III)I(311IIIII(кол ьц(. 13blo вь(точ! и Т511 4 устанавливают замки 12 il зя(шряют их штырями 108. Затем подают масло в !(равую полос 1 ь цилиндра /, иод д(113,1 "иисм которого шшоль 96 с Iiчаишайбой 16 и обе:IEIIII(OII (днищем) 107 перемсщя!отея в сторону неподвижной бабки 2 (обечайки 106) и жимяют «ромки стыкуемых обечаек с необходимым осевым усилием.

Осевое усилие, развиваемое цилиндорм 97 в подвижной бабке 10, через кронштейн 11, замки 12, тяги 4 и кронш(ейны 8 замыкается иа корпусе бабки 2, благодаря чему станина

1 разгружается от изгибающих элементов.

Ооечаики окончательно разжимаются в радиальном направлении с необходимым по ТУ на сборку и сварку усилием.

Далее проверяют взаимное выступание кромок стыкуемых обечаек. В случае несовпадения кромок у ьс,ш швают давление в гидроцилиндрах прямого хода той разжимной головки, кромки обечаики которои оказались ниже соседш(х. Давление увеличивают до тех иор, пока стыкуемые кромки ис совпадут или величина несовпадения их lie будет превышать допустимой по ТУ. Величина давления в цилиндрах разжимиых головок в цилиндре ииноли регулируется с помощью редукторов давления известкой конструкцш1, установленных на пульте управления насосной станции.

После этого иристу(гяют и установке горелок 25 и 59 в рабочее положение. Для этого тележку 18 с горелкой 25 исрсмсiilàþò к плоскости стыка обсчлск и фш,(Iij)RIOT ее !юложеиие специальными злх!)ят(13(и. Соответствуюшими рукоятками иа автомате 24 настраивают

I Op0.(I(I3 25 TO IIIO и;1 C i bll Ii iij)OE3Cp5)IOT иод(1 3у яргоня к месту сварки. Затем проверяют подачу аргона к горелке 59 и 1!равильпость Iloложеиия указателя 72, которыи должен быть

1!и)кс э:I(31(1 родя ня 3 — э .1(я!. В(.лючеиисм электродвигателя 64 выдвигая)г одновременно горелку 59 и П-образный кронштейн 79 чсрсз соот!3с!("1ву!о!3(ис oi(IIл I! корпусе 85 в и сходное пол ож l! I!0 (что ои редел ястся ср абатывянием IxoIIU(.130(o вык. 1!Очя Гс:lя, устяноl)лсн»oI-o и» стойке 60).

При пключс 111111 электродвигателя 61 пряшсиие через редуктор 68 исрсдаегся иа кодовой винт 66, а через редуктор 68 и шестерни

65 и 76 — на ходовой винт 77. ходовые винты с помощью соответствующих гаек перемеЮ1764 щают каретки 78 и 67 с установленными на ш:х механизмами.

Телепрпемные камеры 82 и телеэкраны 88

Lêëþ÷÷oò для прогрева. Включают так)ке электродвигатель 101 механизма 14 вращения, проворачивают обечайки 106 и 107 с разжпмными головками 8 и 9 до установки V-образной петли 90 в поло>кение, показанное пунктиром на фиг. 6, после чего выключают двигатель 101. I1аблюдецие за положением Ъ -образной петли ведут через окно в корпусе 85.

Перекл1очают механизм 69 слежения по с1ыку на ручное управление и настраивают указатель 72, а следовательно, и горелку 59, ро сов>1ещения Iix c плоскостью cTI>IKH 109 (col. фиг. 11) обечаск 106 и 107. Совпадение указателя 72 и стыка 110 контролируют по экрану соответству1ощего телевизора 88.

На)катпсм соответствующей кнопки на пульте 28 включают одновременну1о подачу защитного газа, например аргона, к горелкам 25 и 59. Затем включают прямую передачу механизма 14 вращения (по часовой стрелке) и, нажимая соответствующуlî кнопку на пульте управления, зажигают сварочную дугу в горелке 25. После того, как наружный сварной шов пройдет некоторое расстояние под внутренней горелкой (что отражается на экране второго телевизора 88), зажигают сварочную дугу в горелке 59, и происходит одновременный процесс сварки обечаек двумя горелкаMH.

В процессе сварки 1 -образная пропускная петля 90 совместно с цептрирующими головками 8 и 9 и свариваемыми обечайками вращается в направлении выдвинутого П-образного кронштейна 79.

На своем пути V-образная пропускная петля встречается с цилиндрической перемычкой кронштейна 79 и начинает постепенно входить своим хвостовиком в окно корпуса 85, а затем выходить пз него, одновременно поворачиваясь вокруг общей осп валов 98 и 94 на 180 (см. фиг. 8). В повернутом поло кении петля продолжает свой путь до окончания сварки (положеппе V-образной пропускной петли в конце сварки показано контурными линиями на фиг. 6). По окопчаш1и сварки сначала гасят дугу па горелке 25, а затем па горелке 59.

По истечении некоторого времени прекращают подачу аргона, и выключают телеприемные камеры, На фиг. 12 приведена схема работы V-образной пропускной петли, где точкой а обозначено начало сварки горелкой 59, точкой б — направление сварки, а точкой в — окопчание. Пунктиром показано положение Ч -образной пропускной петли в конце сварки. Участок ав характеризует длину пути перекрытия сварного шва.

При обратном вращении электродвигателя

64 убирают сварочную горелку 59 и П-образный кронштейн 79 внутрь корпуса 85. Тележку 18 отводят в крайнее правое положение, а на ее место подводят тележку 19 с индуктора5

65 ми 81 и 82 и устанавливают их в плоскости сварного стыка 109 с помощью привода 27 и штурвалов 29.

Далее включают вторую скорость механизма 14, и в работу вступают ипдукторы 81 и 82.

В процессе сварки и отжпга насосные станции, питающие гидроцп.:шндры разжпмцых головок 3 и 9 и цпл1шдр 97, непрерывно работают, обеспечивая при этом постояш1ое давление осевоl о сжыъч1я и радис1льного разжима обечаек 106 и 107. После проведения отжига сварного шва выключают пндукторы, возвращают Нх в исходное положение и отводят тележки 18 и 19 в кранйее левое поло кение.

Зачаливают сваренные обечайки или готовое изделие с помощью подъемного устройства. Затем сбрасывают давление в первой полости цилиндра 97 путем подачи масла в его левую полость, снимают замки 12, включают обратное вращение механизма 18 подвижной бабки 10 и отводят ее в крайнее левое положение. Включают подачу масла в цилиндры обратного хода центрирующих головок 8 и 9 и раскрепляют сваренные обечайки (корпус), которые повисают на подъемном устройстве.

При подаче масла в цилиндры обратного хода центрирующей головки 8 профилированная поверхность конического хвостовика 89 воздействует на плунжер 54 и поворачиавет коромысло 52 на оси 58 таким образом, что другой конец коромысла, воздействуя на шток 47, перемещает его, а вместе с ним и башмак 51 в радиальном направлении к оси обечайки.

Аналогичным образом башмаки 57 возвраща1отся к центрирующей головке 9. Повисшу1о на подъемном устройстве обечайку (корпус) перемещением вправо снимают сначала с посадочного бурта опорной планшайбы 7, а затем с цептрпрующпх головок 8 и 9.

Предмет изобретения

Установка для дуговой сварки кольцевых швов в среде защитных газов, содержащая станину, установленную в направляющих, передшою бабку и неподвижную задшою бабку с планшайбами, раз>кимное устройство, верхнюю и пижшою сварочные головки, отлича 0и аяся тем, что, с целью повышения качества сварки, параллельно направляющим станины смонтированы рельсы для перемещения по

øIì двух тележек, на одной из которых закреплена верхняя сварочная головка, а на другой — ипдукторы для отжпга сварного шва, а разжпмпое устройство установлено на полой штанге, закрепленной в задней бабке, и выпслнено в виде двух кинематически связанных между собой поворотных центрирующих головок, смонтированных на неподвижном корпусе, внутри которого размещены нижняя сварочная головка, регулируемая по вертикали и по горизонтали, и П-образный кронштейн, закрепленный па каретке и взаимодействующий

291764

25

Фиг. 2 своей цилиндрической перемычкой с 1/-образной петлей, выполненной в виде двух соединенных между собой трубок, свободные концы которых вмонтированы в поворотные гидромуфты, расположенные на центрирующих головках, 291764 (оставитс:и, Г. Тютченкова

Тскрсд Т. П. Курнлко Корректор Л. Б. Бадылама

Редактор В. Полещук

Типография, пр. Сапунова. 2

Изд. Ха 175 Вака з 529, 5 Тираж 47;3 Поди (clio

ЦР1ИИПИ Когнитста по делам изобрстешш и открытий прп Совсгс Мшшстров СССР

Москва, )1(-35, Рамшская наб., д. 4 5