Устройство для сборки трубных пучков теплообменных аппаратов

 

О П И С А Н И Е ()889222

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмх

Реслублмк (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04.80 (21) 2916110/25-27 (51)М. Кл, В 21 О 39/06 с присоединением заявки М-Гавударетввнхый кемнтет

СССР

10 дедам изебретений а вткрытяй (23 ) Приоритет

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.81 (53 ) УД К 621.774. .72 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Федутенко, Г. Г, Афонин, А. А. Жуков, В. И. Г и Г. Н. Чеботарев деев

Белгородский филиал Всесоюзного проектно-конструкторского технологического института атомного машиностроения и котлостроения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ТРУБНЫХ ПУЧКОВ ТЕПЛООБМЕННЫХ

АППАРАТОВ

Изобретение относится к производству теплообменных аппаратов и .других конструкций, состоящих из трубок или стержней, входящих в отверстия трубных решеток, поперечных перегородок и т.п. элементов.

Известно устройство для сборки трубных пучков теплообменных аппаратов, содержащее станину, привод вращения собираемого изделия и связанные между собой системы базирования трубной решетки и перегородок (1).

Недостатком конструкции этого станка является невозможность сборки на нем трубных пучков теплообменников, различных по размерам и конструкции, вследствие выполнения привода вращения в виде кинематически связанных с механизмом поворота постоянных обойм, а элементов базирования и крепления решеток, соответственно, в виде специальных ложементов в упомянутых обоймах, и крепежных деталей, рассчитанных лишь на определенный типоразмер и конструкцию теплообменни ка (в частности на этом станке невозможна сборка теплообменников, каркасы которых содержат продольные перегородки или связи).

Цель изобретения — расширение номенклатуры собираемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем станину, привод вращения собираемого иэделия и связанные между собой системы базирования трубной решетки и перегородок, система базирования перегородок выполнена в виде визирного устройства с линией визирования, параллельной оси трубной решетки и проходящей через ось одного из ее отверстий, подвижных вдоль станины кареток со стопором и указателем положения, и смонтированных на каретках элементов базирования, выполненных в виде центрирующих роликов и поворотных стоек со струбцинами, имеющими две установочные поверхности: одну — параллельную, а другую — перпендикулярную оси визирного устройства, а система базирования трубной решетки выполнена в виде смонтированных на станине базирующих роликов с кольцевыми проточками, ло меньшей мере один иэ которых кинематически связан с приводом вращения, и шарнирно установленным на станине коромыслом с прижимным роликом, а также размещенной в проточках базирующих роликов сменной планшайбы, диаметр которой выбирается из соотношения

- /1„+4fP+ g 1 а -Д где 0пл — наружный (посадочный) диаметр сменной планшайбы;

d — наружный диаметр поперечной перегородки;

d — диаметр базирующих роликов каретки;

d> — диаметр кольцевой проточки роликов, базирующих планшайбу; ,расстояние между осями роликов каретки;

1 расстояние между осями роликов, базирующих планшайбу;

Н вЂ” расстояние между осями базирующих 2о роликов по вертикали.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на 25 фиг. 1; на фиг. 4 — вид В на фиг. 3; на фиг. 5 — вид Г на фиг. 3; на фиг. 6— разрез Д вЂ” Д на фиг. 2 (с изображением элементов крепления трубной решетки к сменной планшайбе); на фиг. 7 и 8 — схемы базирования поперечных и продольных перегородок различного типа; на фиг. 9 — расчетная схема функциональной зависимости диаметра сменной планшайбы от диаметров поперечной перегородки, базирующих роликов каретки, коль35 цевой проточки роликов привода, базирующих планшайбу, и от расстояний между осями базирующих роликов по горизонтали и вертикали.

Устройство для сборки трубных пучков теп Ц) лообменных аппаратов содержит секционную станину 1, на головной секции 2 которой смонтирован привод 3 вращения собираемого иэделия 4, включающий сменную планшайбу

5, предназначенную для базирования и креп45 ления трубной решетки 6 и установленную в проточках двух стационарных баэирующих роликов 7, один из которых кинематически связан с электродвигателем 8 посредством редуктора 9 и соединительных муфт 10.

Для удержания сменной планшайбы 5 в вертикальной плоскости, а также для увеличения силы сцепления планшайбы с базирующими роликами при ее вращении вместе с закрепленной на ней трубной решеткой 6 в одной плоскости с роликами 7 на коромысле 11 смонтирован прижимной ролик 12, снабженный ребордами. Коромысло 11 шарнирно закреплено на стойке 13, жестко свяr e пл

0у наружный диаметр сменной планшайбы; диаметр поперечной перегородки; диаметр базирующих роликов каретки; диаметр кольцевой проточки роликов, базирующих сменную лланшайбу; расстояние между осями роликов

19; эанной с головной секцией 2 станины 1, и своим противоположным плечом шарнирно связано со штоком силового цилиндра (не показан) .

На направляющих 14 и 15 размещены каретки 16, снабженные элементами для базирования и крепления перегородок 17 и 18, выполненными, соответственно, в виде базирующих роликов 19 и поворотных стоек 20, несущих струбцины 21 с установочными поверхностями 22 и 23, расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; каждая каретка 16 снабжена стопором 24, указателем 25 положения и съемным торцовым упором 26 для перегородки 17, рабочая поверхность 27 которого расположена в одной плоскости с установочной поверхностью 23 струбцины 21 и стрелкой 28 указателя 25, закрепленной на корпусе 29 каретки 16.

На станине 1 вдоль направляющей 14 закреплена измерительная рулетка 30, причем ее начальная риска совмещена с установочной торцовой плоскостью 31 сменной планшайбы 5, что обеспечивает возможность быстрой выверки положения каждой из поперечных перегородок 17 в осевом направлении, т.е. относительно торца .трубной решетки 6, контактирующего с плоскостью 31.

Поворотные стойки 20 соединены с корпусом 29 каретки 16 шарнирно, однако посредством винтового. зажима 32 возможна жесткая взаимная фиксация. стоек 20 и корпуса 29 перед началом операции эаводки труб в отверстия трубной решетки 6 и перегородок 17.

Струбциньт 21 смонтированы с возможностью установочного перемещения по стойкам 20 и последующей фиксации зажимами 33. Одной из особенностей конструкции устройства является стационарное (нерегулируемое) положение осей базирующих роликов 7 и 19 нри сборке трубных пучков теплообменных аппаратов в различных типоразмерах для наладки устройства на сборку достаточно выбрать из имеющегося комплекта соответствующую заданному типоразмеру сменную планшайбу, диаметр которой определяется из соотношения

1 — расстояние между осями роликов 7;

Н вЂ” расстояние между осями базирующих роликов 7 и 19 по вертикали.

Каждая сменная планшайба 5 выполнена в виде ступенчатого диска 34 с жестко закрепленными параллельно его оси тремя базирующими пальцами 35, касающимися наружной цилиндрической поверхности трубной решетки 6 Конструктивно пальцы 35 совмещены с направляющими колонками прихватов 36, предназначенных для прижима трубной решет. ки 6 к установочной плоскости 31 планшайбы. В планшайбах, которые предназначены для крепления трубных решеток, имеющих смещение геометрической оси наружной поверхности относительно оси трубного пучка (т.е. эксцентриситет), центровая линия осей пальцев 35 также соответственно смещена отно сительно наружной цилиндрической поверхности планшайбы.

Одна из основных проблем при сборке трубных пучков теплообменных аппаратов — 25 обеспечение соосности отверстий в трубной решетке 6 и поперечных перегородках 17— в устройстве решена за счет выверки осей их отверстий по оптической оси визирного устройства 37, параллельной осям базирую- 50 щих роликов 7 и !9 и изделия 4 (путем последовательного переноса марки 38 из одного одноименного отверстия в другое и выведения оси марки на общую линию визирования) .

Сборка трубного пучка теплообменного аппарата 4 выполняется в следующей последовательности.

Перемещением кареток 16 по направляющим 14 и 15, стрелки 28 указателей 25 совме <0 щаются с числовыми отметками на измерительной рулетке 30, соответствующими осевым координатам поперечных перегородок 17 от установочной торцовой плоскости 31 сменной планшайбы 5. При этом базирующие перего45 родку 17 в осевом направлении элементы каретки (торец 27, упор 26, и установочная плоскость 23 струбцины 21) также располагаются на тех же отметках в одной плоскости со стрелкой 28. После установки каждая каретка фиксируется от перемещения стопором

24.

В соответствующей сменной планшайбе 5 прихватами 36 крепится трубная решетка 6; при этом она базируется по наружному диаметру пальцами 35 и по торцу — установочной плоскостью 31 планшайбы, После закрепления трубной решетки 6, планшайба 5 устанавливается в проточки базирующих роликов 7 и

8892. 2 d фиксируется в вертикальной плоскости прижимным роликом 12.

В одно из отверстий трубной решетки 6, предназначенное для трубы, устанавливается

5 марка 38 и по ней выверяется положение оптической оси визирного устройства 37. При достижении соосности визирного устройства 37 и марки 38 линия визирования используется в качестве постоянной базы при последователь.

10 ной угловой ориентации всех одноименных перегородок 17. Перегородка 17 вставляется в струбцину 21 до упора таким образом, чтобы ее край совпал с установочной плоскостью 22 струбд ны (фиг. 7), после чего перегородка фиксируется зажимом 39. В отверстие перегородки 17, предназначенное для той же трубы, переставляется марка 38. Сохраняя контакт наружной цилиндрической поверхности перего. родки 17 с базирующими роликами 19 изменением наклона левой стойки 20 и перемещением по ней струбцинь| 21, перегородку поворачивают на угол, обеспечивающий выведение оси марки 38 на линию визирования, после чего стойка фиксируется относительно корпуса 29 каретки 16 зажимом 32, а струбцина о на стойке — зажимами 33.

В аналогичной последовательности устанавJIHBBIoTcR, выверяются и фиксируются остальные одноименные перегородки 17 каркаса теплообменного аппарата 4. Дальнейший процесс сборки зависит от конструкции теплообменного аппарата и может выполняться по нескольким технологическим вариантам.

При сборке теплообменных аппаратов, в конструкции которых имеется продольная пе регородка 18 (фиг. 7), базирование последней выполняется по установочной плоскости

23 струбцины 21. При этом перегородка вставляется в зев струбцин до упора, затем она перемещается в осевом направлении до упора в трубную решетку 6 и фиксируется зажимами 40 струбцин левой и правой стоек

20. Выверка положения перегородок 17, расположенных по другую сторону продольной перегородки 18, выполняется по линии визирования, проходящей через ось марки 38. После выверки положения и фиксации всех перегородок каркаса теплообменного аппарата, в отверстия поперечных перегородок 17 и трубной решетки 6 заводятся трубы. После окончания операции заводки трубы и продольная перегородка 18 прихватываются к трубной решетке 6 и поперечным перегородкам 17.

Перед выполнением операции сварки собранный каркас теплообменного аппарата освобождают от фиксации (за исключением его трубной решетки 6), стойки 20 поворачивают в нерабочее положение и с кареток 16 снимают упоры 26. После этого выполняется сварка

889222

55 труб и перегородки 18 с трубной решеткой о и поперечными. перегородками 17 по всему контуру их взаимного прилегания. В удобное для выполнения сварки положение изделие 4 поворачивается кратковременным включиием привода 3. При сборке теплообменmoro аппарата, в конструкции которого отсутствуют продольная перегородка или продольнью связи (фиг, 8), после установки, выверки и фиксации перегородок выполняется заводка труб в отверстия трубной решетки и поперечных перегородок; в зонах их взаимного контакта накладываются прихватки и выполняется сварка в соответствии и технологией, описанной выше.

После сварки всех элементов каркаса теплообменного аппарата производится сборка его трубного пучка (за цка теплообменных труб в отверстия поперепп:x перегородок 17 и трубной решетки 6) развальцовка концов теплообменных труб и их сварка с трубной решеткой. В процессе сборки трубной системы (пучка), периодическим включением привода 3, изделие 4 поворачивается в удобное для сборки положение, Сборка производится е и пользованием известных механизмов, После окончания сборки трубного пучка прижимной ролик 12 отводится, и изделие 4 вместе с планшайбой 5 снимается с базирующих роликов 7 и 19; прихваты 36 отворачиваются в нерабочее положение, и сменная планшайба снимается.

На этом цикл сборки трубного пучка теп-. лообменного аппарата заканчивается.

Благодаря применению в данном устройстве сменных планшайб сборка трубных пучков теплообменных аппаратов различных диаметральных типоразмеров возможна без изменения положения осей базирующих роликов кареток и привода.

Так как наружный диаметр сменной планшайбы функционально связан лишь с диаметрами поперечной перегородки, роликов каретки и кольцевой проточки роликов привода, а также с расстояниями между осями баэирующих роликов по горизонтали и вертикали, и не зависит от диаметра трубной решетки и положения ее геометрической оси относительно оси трубного пучка, с помощью предложенного устройства возможна также сборка трубных пучков теплообменных аппаратов, у которых геометрическая ось трубной решетки не совпадает с, осью трубного пучка (и поперечных перегородок) .

Установка на каретках поворотных стоек, несущих струбцины с установочными поверхностями, расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна иэ которых пер ендикулярна, а вторая — параллельна оси визирного устройства, позволяет обеспечить базирование и крепление как поперечных, так и продольных перегородок различных размеров. Наличие в устройстве указателей ноложения кареток позволяет обеспеить быструю установку поперечных перегородок по заданным осевым координатам, а наличие в конструкции каждой каретки стопора позволяет зафиксировать при сборке перегородку от смещения в осевом направлении, Использование в изобретении визирного уст-ройства для выверки соосности отверстий поперечных перегородок и трубной решетки, помимо повышения точности сборки, обеспечивает сокращение продолжительности операции сборки, так как отпадает необходимость использования большой номенклатуры шаблонов и т,п. выверочных устройств для базирования перегородок различных типоразмеров.

Таким образом, предложенное устройство позволяет значительно расширить номенклатуру собираемых теплообменных аппаратов и, тем самым, сократить производственные площади, занимаемые оборудованием для их изготовления.

Формула изобретения

Устройство для сборки трубных пучков теплообменных аппаратов, содержащее станину, привод вращения собираемого изделия и связанные между собой системы базирования трубной решетки и перегородок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения номенклатуры собираемых изделий, система базирования перегородок выпол. нека в виде визирного устройства с линией визирования, параллельной оси трубной решетки и проходящей через ось одного из ее отверстий, подвижных вдоль стяни кареток со стопором и указателем положения, и смонтированных на каретках элементов базирования, выполненных в виде центрирующих роликов и поворотных стоек со струбцинами, имеющими две установочные поверхнос.ти: одну — параллельную, а другую — перпендикулярную оси визирного устройства, а

-система базирования трубной решетки выполнена в виде смонтирозанных иа станине базирующих роликов с кольцевыми проточками, rro меньшей мере, один из которых кинематически связан с приводом вращения, и шарнирно установленным на станине коромыслом с прижимным роликом, а также размещенной в проточках базирующих роликов сменной планшайбы, диаметр которой выбирается из соотношения

889222

10 где Опл

1. Авторское свидетельство СССР И 656707, 16 кл. В 21 О 39/06, 03.01.77 (прототип). наружный (посадочный) диаметр сменной планшайбы; наружный диаметр поперечной перегородки; диаметр базирующих роликов ка- s ретки; диаметр кольцевой проточки роликов, базирующих планшайбу; расстояние между осями роликов каретки; — расстояние между осями роликов, баэирующих планшайбу; — расстояние между осями базирую. щнх роликов по вертикали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе