RU2016723C1

RU2016723C1 - Contact butt welding machine

Info

Publication number: RU2016723C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Кучук-Яценко; В.А. Сахарнов; Б.А. Галян; В.Н. Головачев; А.П. Мирошниченко; Б.И. Казымов
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: welding equipment. SUBSTANCE: machine has axially movable and stationary clamping mechanisms and two flashing and upsetting hydraulic cylinders mounted symmetrically relative to the vertical axis of the machine in one plane with its horizontal axis. The stationary clamping mechanism is made in the form of body 3 on which inner surface contact-clamping jaws 4 are mounted, and two swinging levers 16. Contact-clamping jaws 17 are mounted on one ends of the levers, the other ends are connected to the clamping hydraulic cylinder by levers 14. Rods 9, 10 of flashing and upsetting hydraulic cylinders are the axis of rotation of levers 16. The structure of the movable clamping mechanism is similar to the stationary one. Rods 9, 10 interconnect the bodies of both mechanisms. The machine provides individual clamping of the ends of welded articles. EFFECT: improved structure. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки и может быть использовано при сварке труб малых и средних диаметров (77-530 мм) в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. The invention relates to equipment for flash butt welding and can be used for welding pipes of small and medium diameters (77-530 mm) in the construction of trunk pipelines of the oil and gas industry.

Известны машины для сварки труб малых и средних диаметров, содержащее разъемный по вертикальной оси детали корпус, выполненный в виде клещевого зажима с цилиндром зажатия [1]. Known machines for welding pipes of small and medium diameters, containing a detachable along the vertical axis of the part housing made in the form of a clamp clamp with a clamping cylinder [1].

Известна машина для контактной стыковой сварки, содержащая два гидроцилиндра оплавления и осадка, расположенные симметрично относительно ее вертикальной оси, а также подвижный и неподвижный в осевом направлении механизмы зажатия, каждый из которых включает гидроцилиндр зажатия, установленный на корпусе, выполненном с опорной поверхностью для взаимодействия с частью свариваемого изделия, и два поворотных рычага, одни концы которых снабжены контактно-зажимными губками, а другие связаны с гидроцилиндром зажатия [2]. A known machine for flash butt welding, containing two melting and sludge cylinders located symmetrically relative to its vertical axis, as well as clamping mechanisms that are movable and stationary in the axial direction, each of which includes a clamping cylinder mounted on a housing made with a supporting surface for interacting with part of the welded product, and two rotary levers, one ends of which are equipped with contact-clamping jaws, and the other are connected with the clamping hydraulic cylinder [2].

В известных решениях гидроцилиндры встроены в поворотные рычаги, а так как каждый гидроцилиндр осадки проходит через оба зажима, то с помощью такой конструкции зажатие обоих концов свариваемых труб или рельсов необходимо производить одновременно, что нетехнологично, т.к. трудно выставить равные вылеты концов труб для сварки. In well-known solutions, hydraulic cylinders are built into pivoting levers, and since each draft cylinder passes through both clamps, it is necessary to clamp both ends of the pipes or rails to be welded together at the same time, which is not technologically advanced because it is difficult to set equal projections of the ends of the pipes for welding.

Свариваемые трубы имеют допуск на диаметр (например, ± 2 мм на диаметр трубы 530 мм), то для того, чтобы зажать трубы, шток одного из гидроцилиндров осадки закрепляется с зазором, что нарушает центрирование труб. The pipes to be welded have a diameter tolerance (for example, ± 2 mm per pipe diameter of 530 mm), in order to clamp the pipes, the rod of one of the upsetting cylinders is fixed with a gap, which violates the centering of the pipes.

Целью изобретения является повышение надежности машины и улучшение условий центрирования. Это достигается тем, что машина выполнена в виде двух неподвижных скобообразных корпусов с установленными на внутренних их поверхностях контактными зажимами губками. Корпуса связаны между собой двумя штоками гидропривода оплавления и осадки, расположенными вдоль продольной оси машины, симметрично относительно вертикальной оси машины. The aim of the invention is to increase the reliability of the machine and improve the centering conditions. This is achieved by the fact that the machine is made in the form of two fixed bracket-shaped housings with jaws mounted on their inner surfaces by contact clamps. The housings are interconnected by two rods of a hydraulic drive of reflow and precipitation, located along the longitudinal axis of the machine, symmetrically relative to the vertical axis of the machine.

При этом штоки гидроцилиндров служат одновременно осями для двух пар подвижных клещевых зажимов, на концах которых закреплены контактные зажимные губки. In this case, the hydraulic cylinder rods serve simultaneously as axles for two pairs of movable clamp clamps, at the ends of which contact clamping jaws are fixed.

Выполнение в машине двух неподвижных скобообразных корпусов и установление в них штоков гидроцилиндров механизма оплавления и осадки позволяет улучшить центрирование свариваемых труб, благодаря обеспечению раздельного зажатия концов свариваемых труб, что обеспечивает подвижность конструкции машины и расширяет технологические возможности сварки труб. The implementation of two fixed bracket-shaped bodies in the machine and the installation of the hydraulic cylinder rods of the melting and upsetting mechanism in them allows to improve the centering of the pipes being welded, by providing separate clamping of the ends of the pipes to be welded, which ensures the mobility of the machine structure and extends the technological capabilities of pipe welding.

На фиг. 1 изображена машина для контактной стыковой сварки труб малых и средних диаметров,общий вид: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - машина в раскрытом состоянии. In FIG. 1 shows a machine for flash butt welding of pipes of small and medium diameters, general view: in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - the machine is in the open state.

Машина для контактной стыковой сварки труб содержит неподвижный 1 и подвижный 2 механизмы зажатия (фиг. 1). Machine for flash butt welding of pipes contains fixed 1 and movable 2 clamping mechanisms (Fig. 1).

Неподвижный механизм 1 зажатия состоит из неподвижного скобообразного корпуса 3, на внутренней части которого установлены контактно-зажимные губки 4, соединенные со вторичной обмоткой сварочного трансформатора 5. Последний закреплен на неподвижном 1 механизме зажатия. The fixed clamping mechanism 1 consists of a fixed bracket-shaped housing 3, on the inside of which are mounted clamping jaws 4 connected to the secondary winding of the welding transformer 5. The latter is fixed to the stationary 1 clamping mechanism.

Другой вывод вторичной обмотки сварочного трансформатора соединен с помощью гибкой шины 6 с контактно-зажимными губками 7, установленными на внутренней части скобообразного корпуса 8 подвижного 2 механизма зажатия. Корпуса 3 и 8 механизмов зажатия 1 и 2 связаны друг с другом штоками 9 и 10 (фиг. 2) гидроцилиндров 11 оплавления и осадки, расположенными вдоль оси машины по обе стороны от вертикальной оси симметрии машины. Another output of the secondary winding of the welding transformer is connected via a flexible bus 6 with contact clamping jaws 7 mounted on the inside of the bracket-shaped housing 8 of the movable 2 clamping mechanism. Cases 3 and 8 of the clamping mechanisms 1 and 2 are connected to each other by rods 9 and 10 (Fig. 2) of the melting and precipitation hydraulic cylinders 11 located along the axis of the machine on both sides of the vertical axis of symmetry of the machine.

Штоки 9 и 10 служат одновременно осями для каждой из двух пар системы 12 и 13 зажимных рычагов неподвижного механизма 1 зажатия (фиг. 2) и аналогичной конструкции систем зажимных рычагов подвижного механизма 2 зажатия. The rods 9 and 10 serve simultaneously as axles for each of the two pairs of clamping levers of the stationary clamping mechanism 1 (Fig. 2) and a similar design of clamping levers of the movable clamping mechanism 2.

Каждая пара зажимных рычагов (например, системы 12) связана шарнирно одним концом рычага 14 с подвижным корпусом 15 гидроцилиндра зажатия, шток которого жестко закреплен на неподвижном скобообразном корпусе 3 механизма зажатия. На концах второго рычага 16 установлены контактно-зажимные губки 17, соединенные со вторичной обмоткой сварочного трансформатора 18, закрепленного на рычаге 16. Второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с помощью гибкой шины 19 с контактно-зажимными губками 20, закрепленными на конце рычага аналогичной пары зажимных рычагов подвижного механизма 2 зажатия. Each pair of clamping levers (for example, system 12) is pivotally connected by one end of the lever 14 to the movable housing 15 of the clamping hydraulic cylinder, the rod of which is rigidly fixed to the fixed bracket-shaped housing 3 of the clamping mechanism. At the ends of the second lever 16, clamping jaws 17 are mounted, connected to the secondary winding of the welding transformer 18, mounted on the arm 16. The second terminal of the secondary winding of the transformer is connected using a flexible bus 19 with clamping jaws 20, mounted on the end of the arm of a similar pair of clamping levers of the movable mechanism 2 clamping.

Вторая пара зажимных рычагов 13 (фиг. 2) имеет аналогичную конструкцию рычагов, трансформаторов и токоподвода. The second pair of clamping levers 13 (Fig. 2) has a similar design of levers, transformers and current supply.

Конструкция зажимных рычагов подвижного механизма 2 зажатия аналогична. Свариваемые трубопровод и привариваемая труба обозначены позициями 21 и 22. The design of the clamping levers of the movable clamping mechanism 2 is similar. The welded pipe and the welded pipe are indicated by positions 21 and 22.

Машина для контактной стыковой сварки труб работает следующим образом. Machine for flash butt welding of pipes works as follows.

Машина в раскрытом состоянии надевается сверху на стык свариваемых труб 21 и 22 так, чтобы неподвижный механизм 1 зажима находился на конце трубы 21, а подвижный механизм зажатия на конце трубы 22 (фиг. 1). The machine in the open state is put on top of the joint of the pipes 21 and 22 to be welded so that the stationary clamping mechanism 1 is at the end of the pipe 21, and the movable clamping mechanism is at the end of the pipe 22 (Fig. 1).

Рабочая жидкость подается в полсть Б (фиг. 2) гидроцилиндра 15 зажатия неподвижного механизма зажатия. Рычаги 14, поворачиваясь вокруг осей, которые смещаются совместно с корпусом гидроцилиндра 15 относительно неподвижного штока в сторону неподвижного корпуса 3, поворачивают относительно осей 9 и 10, являющихся одновременно штоками гидроцилиндров 11 оплавления и осадки, подвижные рычаги 16 до их смыкания, образуя цилиндр, внутри которого расположена труба 21. После закрытия поворотные рычаги 16 систем 12 и 13 фиксируются известным замковым устройством (на чертеже не показан). Так как контактно-зажимные губки 4 и 17 обрабатываются совместно при изготовлении машины, то неподвижный механизм 1 зажатия сцентрирован относительно оси трубопровода 21. The working fluid is supplied to half a half B (Fig. 2) of the clamping cylinder 15 of the stationary clamping mechanism. The levers 14, turning around the axes, which are displaced together with the housing of the hydraulic cylinder 15 relative to the fixed rod towards the stationary body 3, are turned relative to the axes 9 and 10, which are simultaneously the rods of the melting and sedimentation hydraulic cylinders 11, the movable levers 16 until they close, forming a cylinder, inside which the pipe 21 is located. After closing, the pivoting levers 16 of the systems 12 and 13 are fixed by a known locking device (not shown in the drawing). Since the contact clamping jaws 4 and 17 are processed together in the manufacture of the machine, the stationary clamping mechanism 1 is centered relative to the axis of the pipe 21.

В процессе последующей работы, а именно зажатия привариваемой трубы 22 относительно машины подвижным механизмом 2 зажатия, проводят в таком же порядке, как и зажатие трубопровода неподвижным механизмом зажатия. In the process of subsequent work, namely the clamping of the welded pipe 22 relative to the machine by the movable clamping mechanism 2, is carried out in the same manner as the clamping of the pipeline by the stationary clamping mechanism.

При этом происходит центрирование и зажатие привариваемой трубы 22 относительно неподвижного механизма зажатия и следовательно относительно трубопровода - плети 21, так как оба зажимных механизма в процессе наладки машины отрегулированы на центрирование к одной оси. When this happens, the centering and clamping of the welded pipe 22 relative to the stationary clamping mechanism and, therefore, relative to the pipe - whip 21, since both clamping mechanisms are adjusted during alignment of the machine to center to one axis.

После центрирования и зажатия привариваемой трубы и трубопровода производят сварку и оплавление известным способом с помощью трансформаторов и цилиндров оплавления и осадки. After centering and clamping the welded pipe and pipeline, welding and melting are carried out in a known manner using transformers and reflow and precipitation cylinders.

Для разжатия сваренной трубы 22 и трубопровода 21 и для раскрытия систем рычагов 12, 13 неподвижного и подвижного механизмов зажатия рабочая жидкость подается в полость В гидроцилиндров 15, а полость Б сообщается со сливом. To expand the welded pipe 22 and pipe 21 and to open the lever systems 12, 13 of the fixed and movable clamping mechanisms, the working fluid is supplied to the cavity B of the hydraulic cylinders 15, and the cavity B communicates with a drain.

После раскрытия рычажных систем 12, 13 механизмов зажатия машина для контактной стыковой сварки труб перемещается к следующему стыку и процессы зажатия, центрирования и сварки повторяются. After opening the lever systems 12, 13 of the clamping mechanisms, the flash butt welding machine moves to the next joint and the clamping, centering and welding processes are repeated.

Таким образом, в машине каждый механизм зажатия имеет неподвижный скобообразный корпус, зажатие концов свариваемых труб происходит раздельно, что улучшает условия центрирования и технологические возможности машины. В предлагаемой конструкции машины за счет беззазорного закрепления штоков цилиндров осадки в неподвижных корпусах можно сцентрировать свариваемые трубы и строго разбить допуск по горизонтали. Thus, in the machine, each clamping mechanism has a fixed bracket-shaped body, the clamping of the ends of the pipes being welded occurs separately, which improves the centering conditions and technological capabilities of the machine. In the proposed machine design, due to the clearance-free fixing of the rods of the upset cylinders in the fixed bodies, the pipes to be welded can be centered and the horizontal tolerance strictly divided.

В связи с тем, что штоки цилиндров осадки расположены в плоскости, проходящей через горизонтальную ось машины симметрично вертикальной оси машины, в предлагаемой конструкции нет изгибающего момента, а следовательно, нет заклинивания при работе машины, что повышает надежность конструкции. Due to the fact that the rods of the upsetting cylinders are located in a plane passing through the horizontal axis of the machine symmetrically to the vertical axis of the machine, the proposed design has no bending moment, and therefore, there is no jamming during operation of the machine, which increases the reliability of the structure.

Усилия Р₁ (фиг. 2) создаются гидроцилиндрами зажатия 15 и системами 12 и 13 зажимных рычагов подвижного и неподвижного механизмов зажатия. А так как корпуса этих механизмов выполнены неподвижными и скобообразными, то возникают реакции P₂ от усилий Р₁, развиваемых гидроцилиндрами. И усилия зажатия, необходимые для зажатия свариваемых труб, в предлагаемой конструкции, представляют собой сумму усилий Р₁ и реакций этих усилий Р₂. Таким образом, для получения необходимого усилия зажатия требуются цилиндры зажатия в 2 раза меньше по сравнению с прототипом. За счет уменьшения цилиндров зажатия уменьшается вес машины, а значит машина более компактная, технологичная, при этом снижается стоимость машины на 15%.The efforts P ₁ (Fig. 2) are created by clamping cylinders 15 and clamping levers systems 12 and 13 of the movable and fixed clamping mechanisms. And since the casings of these mechanisms are fixed and stapled, reactions P ₂ from the forces P ₁ developed by the hydraulic cylinders occur. And the clamping forces necessary for clamping the pipes to be welded, in the proposed design, are the sum of the forces P ₁ and the reactions of these forces P ₂ . Thus, to obtain the required clamping force required clamping cylinders 2 times less compared with the prototype. By reducing the clamping cylinders, the weight of the machine is reduced, which means the machine is more compact, technologically advanced, while the cost of the machine is reduced by 15%.

В качестве базового варианта была принята машина типа К-584М для контактной стыковой сварки труб диаметром 377-529 мм, серийно выпускаемая Каховским заводом электросварочного оборудования. As a basic option, a K-584M type machine for flash butt welding of pipes with a diameter of 377-529 mm, commercially available by the Kakhovka Electric Welding Equipment Plant, was adopted.

Техническим преимуществом заявляемой машины для контактной стыковой сварки труб является то, что конструкция механизмов зажатия обеспечивает высокое качество центрирования и повышает надежность машины. The technical advantage of the inventive machine for flash butt welding of pipes is that the design of the clamping mechanisms provides high quality centering and increases the reliability of the machine.

Claims

CONTACT BUTT WELDING MACHINE, containing two melting and precipitation hydraulic cylinders symmetrically relative to its vertical axis, and also clamping mechanisms that are movable and stationary in the axial direction, each of which includes a clamping cylinder mounted on a housing made with a supporting surface for interacting with a part the welded product, and two rotary levers, one ends of which are equipped with contact clamping jaws, and the other are connected with a clamping hydraulic cylinder, characterized in that, for the purpose of turning To increase reliability and improve centering conditions, reflow and precipitation hydraulic cylinders are located in the same plane with the horizontal axis of the machine, the clamping mechanism housings are connected by the rods of the mentioned hydraulic cylinders, the supporting surfaces of the housings are equipped with contact clamping jaws, and the levers are mounted for rotation on the rods of the reflow and precipitation hydraulic cylinders.