SU1268352A1

SU1268352A1 - Apparatus for electric-arc welding of annual seams securing tubes in tube walls

Info

Publication number: SU1268352A1
Application number: SU843799408A
Authority: SU
Inventors: Лилия Григорьевна Бабина; Александр Григорьевич Борисенков; Геннадий Павлович Леонов; Николай Владимирович Литвинов; Сергей Васильевич Филиппенко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6193
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению , к сварочным работам при изготовлении теплообменной аппаратуры , например воздухоподогревателей. Цель изобретени - автоматизаци процесса обварки труб в трубные доски и повышение качества шва. Устройство содержит одну или несколько сварочных горелок, кажда со своим центратором , установленных шарнирно в одном корпусе. Шарнир выполнен в виде полой шестерни с бочкообразным зубом, кинематически св занной с приводом вращени горелок. Внутри шестерни расположена распределительна втулка с пропущенными через нее токо-, газоводоподвод щими шлангами. Устройство также содержит датчик переключени направлени вращени горелок, выпол ( ненный в виде подпружиненного флажка (Л и двух дисков с микропереключател ми, установленных на оси с возможностью поворота. Упор закреплен на сварочной горелке с возможностью контактировани с флажком. 9 ил.The invention relates to mechanical engineering, to welding works in the manufacture of heat exchange equipment, such as air heaters. The purpose of the invention is to automate the process of pipe welding to tube plates and to improve the quality of the seam. The device contains one or more welding torches, each with its centralizer, hinged in one housing. The hinge is made in the form of a hollow gear with a barrel-shaped tooth, kinematically connected with the drive of the rotation of the burners. Inside the gear there is a distribution bushing with current and gas supply hoses passed through it. The device also contains a sensor for switching the direction of rotation of the burners, performed (as a spring-loaded flag (A and two disks with microswitches mounted on an axis can be rotated. The stop is fixed on the welding torch with the possibility of contact with the flag. 9 Il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , конкретнее к снарочным работам при изготовлении i еплообменной аппаратуры, в частности иоздухоподогревателей . ,The invention relates to mechanical engineering, more specifically to delays in the manufacture of i heat exchanging equipment, in particular air and air heaters. ,

Цель изобретени - автоматизаци процесса обварки труб в трубные доски и повышение качества шва.The purpose of the invention is to automate the process of pipe welding to tube plates and to improve the quality of the seam.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.. 2 - вид А на фин. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг,. 3; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 - схематичное изображение устройства, демонстрирующее перекос головок; на фиг. 7 - иллюстрци возможных расположений центров отверстий в пределах допусков; на фиг. 8 - узел I на фиг. 1 (датчик переключени вращени ); на фиг. 9 сечение , Д-Д на фиг.8.FIG. 1 shows the device, a general view; in fig .. 2 - view A on the fin. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. 2; in fig. 4 - section bb In FIG. 3; in fig. 5 is a cross-section of the FIG. 3; in fig. 6 is a schematic depiction of the device showing the skew of the heads; in fig. 7 - illustrations of possible locations of hole centers within tolerances; in fig. 8 — node I in FIG. 1 (rotational switching sensor); in fig. 9 section, DD in Fig.8.

Устройство дл электродуговой сварки кольцевых швов вварки труб в трубные доски содержит раму , установленную на подвеске (не показана) механизма, обеспечивающего перемешение по трем координатным ос м любым известным способом. На раме 1 установленны привод 2 вращательного перемещени головок 3 и механизмы А пода и сварочной проволоки с кассет 5.A device for electric arc welding of annular welds for welding pipes into tube boards contains a frame mounted on a suspension (not shown) mechanism that provides movement along the three axes by any known method. On the frame 1, the actuator 2 is mounted for rotational movement of the heads 3 and mechanisms A of the hearth and welding wire from the cassettes 5.

Рама 1 снабжена упорами 6 дл установки на трубную решетку 7. На раме также устанавливаютс приборы и датчики, закрепл ютс шланги, кабели и т.п. (не показаны).The frame 1 is provided with stops 6 for mounting on the tube sheet 7. Instruments and sensors are also mounted on the frame, hoses, cables, etc. are fixed. (not shown).

Привод 2 соединен с головками 3 через многозвенную зубчатую передачу 8 таким образом, что вращение головок однонаправленное. Головка снаб- жена съемным конусом 9, установленным на полом подпружиненном срежне 10 с возможностью свободного осевого перемещени . В конус подаетс и отводитс охлаждающа жидкость по трубкам 1.The actuator 2 is connected to the heads 3 via a multi-link gear mechanism 8 in such a way that the rotation of the heads is unidirectional. The head is equipped with a removable cone 9 mounted on a hollow spring-loaded joint 10 with the possibility of free axial movement. Coolant is supplied to the cone and discharged through pipes 1.

Головка снабжена горелкой 12 с токоподвод щим наконечником 13. К горелке подвод тс сварочна проволока по изол ционному каналу 14, rasi по шлангу 15, сварочный ток по проводу 16, охлаждающа жидкость по шлангам 17.The head is equipped with a torch 12 with a current-carrying tip 13. Welding wire is supplied to the torch along insulating channel 14, rasi through hose 15, welding current through wire 16, cooling fluid through hoses 17.

Дл точной настройки на типораз-. мер трубы горелка установлена на оси 18 и имеет радиальное перемещение; под действием пружины 19. Величина перемещени регулируетс винтом 20.To fine tune to standard size. the tube measures the burner is mounted on the axis 18 and has a radial displacement; under the action of the spring 19. The amount of movement is regulated by the screw 20.

Дп предотвращени повреждени корпуса горелки брызгами расплавленного металла и дл снижени теплопередачи от гор щей дуги к головке предусмотрен сменный запщтньгй экран 21. Шарнирньй узел, обеспечивающий перекос головки 3, расположен в ее верхней части (фиг. 3 и З). Узел содержит подшипник 22, допускающий угол перекоса колец в пределах 0...30 .Dp preventing damage to the burner body by splashes of molten metal and to reduce heat transfer from the burning arc to the head, a replaceable mechanical shield 21 is provided. A hinge unit that warps the head 3 is located in its upper part (Fig. 3 and H). The unit contains a bearing 22, allowing the skew angle of the rings in the range of 0 ... 30.

Наружное кольцо 23 подшипника 22 закреплено внутри сферической щестерни 24 с бочкообразным зубом, котора жестко св зана с корпусом головки и взаимодействует через многозвенную зубчатую передачу с приводом 2. Внутреннее кольцо 25 закреплено на втулке 26, жестко соединенной с рамой 1.The outer ring 23 of the bearing 22 is fastened inside the spherical pinion 24 with a barrel-shaped tooth, which is rigidly connected to the body of the head and interacts via a multi-link gear drive with a drive 2. The inner ring 25 is fixed on the sleeve 26 rigidly connected to the frame 1.

Между втулкой 26 и распределительной втулкой 27 головки, служащей дл объединени всех подводов и шлангов и предотвращающей их скручивание, имеетс зазор, позвол ющий избежать заклинивание головки при ее вращении и перекосах.There is a gap between the sleeve 26 and the distribution sleeve 27 of the head, which serves to unite all the supply lines and hoses and prevent them from twisting, thus avoiding jamming of the head during its rotation and distortions.

Минимальное рассто ние L (фиг.6) от плоскости трубной доски до центра перекоса головок выбираетс таким образом, чтобы при максимальном предельном отключении центра отверсти R угол перекоса головок составл л не более , т.е. лежал в пределах возможного перекоса колец используемого подшипника и зубчатой полупThe minimum distance L (Fig. 6) from the plane of the tube plate to the center of the head skew is chosen so that, with maximum maximum shutdown of the center of the hole R, the head skew angle is no more, i.e. lay within the limits of a possible skew of the rings used bearing and gear half

муфты, L --- i Рассто ние межtgc icouplings, L --- i Distance between tgc i

ду головками доотжно быть кратным шагу между центрами отверстий в трубной доске.Do heads should also be a multiple of the pitch between the centers of the holes in the tube plate.

На раме 1 установлен датчик(фиг.8 перелючени направлени вращени головок , взаимодействующий с упором 28 (фиг. 9), установленным на одной из головок (так как все головки св заны друг с другом и приводом через кинематическую многозвенную зубчатую передачу, то достаточно установки одного датчика у какой-либо из головок, например крайней, дл упрощени возможных ремонтных работ и наладки). Датчик содержит два микровыключател 29 и 20, закрепленных на дисках 31 и 32. Диски имеют воз можность относительного поворота на оси 33 и фиксируютс винтами 34 дл установки рассто ни между микровыключател ми 29 и 30. Датчик снабжен подпружиненным 1 шажком 35, расположениым между микровыключател ми 29 и 30, взаимодз.ействующим с упором 28 и передающим при -повороте на оси 33 усилие на один из микровыключателер в зависимости от направлени вращени головок.A sensor is installed on frame 1 (Fig. 8) of the rotational direction of the heads interacting with the stop 28 (Fig. 9) mounted on one of the heads (since all the heads are connected to each other and driven through a kinematic multi-link gear, installation is enough one sensor at any of the heads, for example, extreme, to simplify possible repair work and adjustment.) The sensor contains two microswitches 29 and 20 fixed to the disks 31 and 32. The disks have the possibility of relative rotation on the axis 33 and are fixed with screws 34 l set the distance between the microswitches 29 and 30. The sensor is equipped with a spring-loaded 1 step 35, located between the microswitches 29 and 30, interacting with the stop 28 and transmitting on the axis 33 a force on one of the microswitches depending on the direction of rotation heads.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Механизмом перемещени (не показан ) рама 1 подводитс к требуемому участку трубной доски и устанавливаетс над отверсти ми труб. Возможно использование любых систем ориентации , в том числе с программным управлением .A moving mechanism (not shown) of the frame 1 is led to the desired section of the tube plate and is installed above the openings of the pipes. Use of any systems of orientation, including with program control, is possible.

После прекращени горизонтального перемещени рама опускаетс и устанавливаетс упорами 6 на трубную доску. При этом конусы 9 вход т в отверсти .труб. За счет того, что конусы выполнены подпружиненными, они устанавливаютс в отверсти х плотно и центрируют тем самым положение электрода относительно оси обвариваемой трубы. Если центры отверстий смещены от среднего положени , то конусы , выполнив поиск центра, устанавливаютс таким образом, чтобы электрод перемещалс точно по заданному диаметру сварного шва. Точна самоустановка обеспечиваетс за счет возможности перекоса головки в щарнирном узле. Разница в размерах выступани концов труб над поверхностью труб-ной доски компенсируетс в пределах вылета электрода за счет саомустановки подпружиненного конуса. Благо:дар тому, что ось горелки параллельна оси головки, радиус вращени конца электрода остаетс практически посто нным.After termination of the horizontal movement, the frame is lowered and fixed by stops 6 on the tube plate. At the same time, the cones 9 enter into the holes. Due to the fact that the cones are made spring-loaded, they are installed in the holes tightly and thus center the position of the electrode relative to the axis of the pipe being welded. If the centers of the holes are offset from the middle position, the cones, after performing a center search, are set in such a way that the electrode moves exactly along a predetermined diameter of the weld. Precise self-alignment is ensured by the possibility of the head skewing at the hinge joint. The difference in the size of the protrusion of the pipe ends above the surface of the tube board is compensated for within the range of the electrode overhang due to the self-installation of the spring-loaded cone. Benefit: the gift that the torch axis is parallel to the axis of the head, the radius of rotation of the end of the electrode remains almost constant.

.После установки головок с пульта управлени (не показан), расположенного на раме 1, подаетс команда на сварку. Перед началом сварки упор 28 прижимает флажок 35 к кнопке одного из микровыключателей (например,.29.After installation of the heads from the control panel (not shown) located on frame 1, a command is given for welding. Before welding, the stop 28 presses the flag 35 to the button of one of the microswitches (for example, .29.

Включаютс одновременно привод вращени головок, приводы подачи сварочной проволоки, подаетс газ, охлаждающа жидкость, зажигаетс дуга, при этом упор 28 отпускает флажок 35 При совершении полного оборота головок упор 28 вновь входит в контакт с флажком 35 и продолжает вращение до тех пор, пока упор не нажмет на кнопку другого микровьпслючател 30, подав тем самым на командное устрой68352АAt the same time, the rotational drive actuators, welding wire feed drives are turned on, gas is supplied, the cooling fluid is ignited, the arc is ignited, and the stop 28 releases the 35 flag. When making a complete turn of the heads, the stop 28 comes back in contact with the flag 35 and continues rotation until the stop will not press the button of another micro switch 30, thereby submitting to the command unit 68352A

ство сигнал о занерщении цикла. оловки , совершив оборот, превышаюп(ий 360 , выпол ют кольцевой сварной шов с перекрытием. Величина перекрыти 5 регулируетс установкой рассто ни между микровыключател ми 29 и 30. После завершени цикла рама с головками поднимаетс и устанавливаетс над следующей серией отверстий и 10 весь цикл повтор етс с тем лишь отличием , что вращение головок происходит в противоположную сторону.signaling the loop closure. the rods, having made a revolution, exceed the (I 360, perform an overlap circumferential weld. The overlap 5 is controlled by setting the distance between the microswitches 29 and 30. After the cycle is completed, the frame with the heads rises and sets over the next series of holes and 10 the whole cycle repeats The only difference is that the heads rotate in the opposite direction.

Дл точного определени зоны сварки и установки горелок на требуемый 15 типоразмер обвариваемых труб винт 20 вращают в у или иную сторону, тем самым увеличива и.пи уменьша радиус вращени горелки 12 под действием п ружины 9.In order to accurately determine the welding zone and install the burners to the required 15 standard sizes of weldable pipes, the screw 20 is rotated in one direction or the other side, thereby increasing and reducing the rotation radius of the burner 12 under the action of the gun 9.

20 Предлагаемое устройство позвол ет . центрировать головки по обвариваемым трубам при наличии отклонений в рассто ни х между центрами отверстий трубной доски и в размерах выступа25 ни концов труб над поверхностью20 The proposed device allows. center the heads on the pipes being welded, if there are deviations in the distance between the centers of the holes of the tube plate and in the size of the protrusion 25 or the ends of the pipes above the surface

трубной доски, предотвращени наплыва металла швов внутрь труб с гарантированным обеспечением необходимого проходного сечени , реверсировани 30 вращени горелок с заданным перекрытием мест начала сварки.tube board, preventing metal from entering the welds inside the tubes with guaranteed provision of the required flow area, reversing 30 torch rotations with a predetermined overlap of the places where welding starts.

Claims

Invention Formula

A device for electric arc welding of annular joints of welding pipes into tube boards, comprising a housing, at least one welding torch and centralizer mounted on it by means of a hinge, a rotational drive of the welding torch, and current, 30, and water supply hoses, characterized in that , in order to automate the process of pipe welding

5 into the tube plates and the quality of the seam, it is equipped with a distribution sleeve and a sensor for switching the direction of rotation of the burner with a stop, and the hinge is made in the form of a hollow

0 gears with a barrel-shaped tooth, kinematically connected to the rotational drive of the welding torch, inside the gear wheel there is a distribution sleeve coaxially and stationary relative to it, through which the TOKOC, gas, water supply hoses are passed,

51268352

the form of a spring-loaded flag and two gates, and the emphasis is fixed on welding disks with microswitches, an mounted burner with the possibility of contacting on an axis with the possibility of turning with a flag.

Oh / a / cde

Ox / ta KdeMuf

Springs nat / g emi fno / fonodeffffffufeeo npff6 (fda

FIG. 2

fuz.3

RO ... 3

fi &. 7

fig.Z