SU1505728A1 - Устройство дл сварки неповоротных стыков труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке, а именно к конструкции устройств дл  сварки неповоротных стыков труб, и может быть использовано в химической, энергетической и других отрасл х машиностроени  дл  сварки монтажных стыков неплав щимс  электродом в среде защитных газов. Цель изобретени  - повышение производительности за счет сокращени  времени монтажа устройства на трубе перед сваркой и демонтажа после сварки. Устройство содержит разъемный корпус 1 с механизмом 2 разъема. Механизм 2 имеет винт 35, по концам которого выполнены резьбовые участки, разделенные участком без резьбы. Устройство содержит также модуль зажима трубы 37 и модули 3-5 перемещени  по ос м X, Y, Z. Внутри корпуса 1 размещена шестерн -планшайба со сварочным электродом. Привод модулей перемещений и вращение шестерни-планшайбы осуществл ют с помощью гибких валов 7. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

(Л

СП

о сд to

00

Изобретение относитс  к сварке, а именно к конструкции устройств дл  сварки неповоротных стыков труб, и может быть использовано в химической, энергетической и других отрасл х машиностроени  дл  сварки тайных стыков неплав щимс  электродом в среде защитных газов.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности за счет сокраш,ени  времени монтажа устройства на трубе перед сваркой и демонтажа после сварки.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - блок привода, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; ка

цевые направл ющие 18, выполненные в виде усеченного конуса.

Направл ющие 18 и внутренн   поверхность сварочной планщайбы 11 могут быть выполнены из теплостойкого электроизол  ционного материала. Электроизол торы 18 и 19 соедин ютс  соответственно с част ми 15 и 16 корпуса и планшайбой 11 посредством теплостойкого кле  или цемента. Щес- терн -планшайба 11 имеет отверстие-сопло

10 20, отверсти  21 дл  подачи защитного газа в сопло 20, сварочный электрод 22, пластинчатую пружину 23, винт 24 дл  креплени  электрода в щестерне-планшайбе 11, винты 25 дл  креплени  пластинчатой пруфиг . 5 - направл ющие и шестерни-план-, жины 23 на шестерне-планщайбе 11. щайбы; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1,Модуль 6 зажима свариваемых труб

электродом;

часть шестерни-планшайбы с на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - модуль зажима свариваемых труб, общий вид; на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 8; на фиг. 10 - ходовой винт механизма разъема, общий вид; на фиг. 11 - сечение Е-Е на фи г. 1.

Устройство содержит корпус 1, механизм 2 разъема корпуса, модуль 3 перемещесодержит механизм разъема типа винт- гайка (неприводной) и включает две разъемные части 26 и 27, винт 28 (ходЬвой), винты 29 и пружину 30.

20 Ходовой винт 28 имеет два участка 31 с резьбой и участок 32 свободного хода без резьбы, размещенный между участками 31.

Длина участка свободного хода опрени  электрода по оси X, модуль 4 переме- дел етс  по формуле , где - . щени  электрода по оси У, модуль 5 пере-максимально возможный диаметр свариваеменлени  электрода по оси Z, модуль 6 за-мых труб. В части 26 модул  выполнено

жима свариваемых труб, гибкие валы 7 и блок 8 приводов. Устройство также включает в себ  блок управлени  приводами и источником сварочного тока заны).

Модуль 3 перемещени  по оси X кинематически св зан с корпусом 1, модуль 4 перемещени  по оси У - с модулем 3 перемещени  по оси X, а модуль 5 перемещени  до оси Z - с модулем 4 перемеще- 35 винту 28. ни  по оси У. Механизм 2 разъема корпуса 1 установлен на корпусе и крепитс  к нему винтами.

Модули 3-5 выполнены в виде механизмов винт-гайка и привод тс  в движение через гибкие валы 7 приводами 8, установленными в корпусе 9 сотовой конструкции (с числом  чеек, соответствующим числу приводов).

Корпус 1 выполнен в виде разъемного

резьбовое отверстие.

Верхн   и нижн   части зажима имеют изол ционные вставки 33 и 34. Электроне пока- 3Q изол тор 34 крепитс  к корпусу модул  5 перемещени  по оси Z. Вставки 33 могут быть выполнены сменными дл  различных диаметров свариваемых труб.

Механизм 2 разъема корпуса 1 снабжен винтом 35, аналогичным по конструкУстройство также содержит (фиг. 1) редуктор 36 и свариваемую трубу 37, а блок привода (фиг. 2) - штуцер 38 дл  подвода защитного газа в оболочку гибкого вала, котора  герметично соединена с соответ- ствующими органами корпуса посредством полого винта 39 (фиг. 11).

Модуль 10 служит дл  подвода сварочного тока и защитного газа к электроду

в двух плоскост х модул  10, внутри кото- 45 22 и дл  вращени  электрода со сварочной скоростью относительно трубы 37.

Сварочный ток подводитс  к модулю 10 и через пластинчатую пружину 23 и щестерню-планщайбу 11 - к сварочному электроду 22.

рого размещены сварочна  щестерн -план- щайба 1 1 и ведуща  шестерн  12 с заглущ- кой 13. Ведуща  щестерн  12 приводитс  во вращение через гибкий вал 7 и имеет систему радиальных и кольцевых отверстий 14 дл  подвода защитного газа.

.Чодуль 10 включает в себ  разъемные части корпуса 1: основную 15 и дополнительную 16, перемещаемых друг относительно друга посредством механизма 2 разъема. Основна  часть 15 имеет систему

50

Газоподвод осуществл етс  через гибкий щланг и ведущую щестерню 12 через систему отверстий 14 и далее через систему отверстий 21 к электроду 22. Кроме

того, защитный газ может проникать по

17 подвода охлаждающей жидкости (шту- 55 зазору между кольцевыми направл ющими цера не показаны). Внутренн   поверх-модул  10 и шестерней-планщайбой 11.

ность модул  10, относительно которой вра-Шестерн -планшайба 11 выполнена разъемщаетс  щестерн -планшайба 11, имеет коль-ной и имеет проточку между зубь ми. Мацевые направл ющие 18, выполненные в виде усеченного конуса.

Направл ющие 18 и внутренн   поверхность сварочной планщайбы 11 могут быть выполнены из теплостойкого электроизол ционного материала. Электроизол торы 18 и 19 соедин ютс  соответственно с част ми 15 и 16 корпуса и планшайбой 11 посредством теплостойкого кле  или цемента. Щес- терн -планшайба 11 имеет отверстие-сопло

20, отверсти  21 дл  подачи защитного газа в сопло 20, сварочный электрод 22, пластинчатую пружину 23, винт 24 дл  креплени  электрода в щестерне-планшайбе 11, винты 25 дл  креплени  пластинчатой пружины 23 на шестерне-планщайбе 11. Модуль 6 зажима свариваемых труб

содержит механизм разъема типа винт- гайка (неприводной) и включает две разъемные части 26 и 27, винт 28 (ходЬвой), винты 29 и пружину 30.

0 Ходовой винт 28 имеет два участка 31 с резьбой и участок 32 свободного хода без резьбы, размещенный между участками 31.

Длина участка свободного хода определ етс  по формуле , где - максимально возможный диаметр сваривае винту 28.

Устройство также содержит (фиг. 1) редуктор 36 и свариваемую трубу 37, а блок привода (фиг. 2) - штуцер 38 дл  подвода защитного газа в оболочку гибкого вала, котора  герметично соединена с соответ- ствующими органами корпуса посредством полого винта 39 (фиг. 11).

Модуль 10 служит дл  подвода сварочного тока и защитного газа к электроду

22 и дл  вращени  электрода со сварочной скоростью относительно трубы 37.

Газоподвод осуществл етс  через гибкий щланг и ведущую щестерню 12 через систему отверстий 14 и далее через систему отверстий 21 к электроду 22. Кроме

териал планшайбы - бронза или латунь. Материал модул  10 - нержавеюща  сталь или немагнитный сплав. Модуль 10 может быть выполнен также из теплостойкого пластика с токоподвод шим кольцом (этот вариант не показан). Ведуща  щес- терн  12 изготовлена из стали и установлена в подщ-ипнике скольжени  (не показан ). Заглущка 13 обеспечивает герметичность модул  10 (за исключением выходных отверстий, концентричных сваривае- мой трубе, сопла и зазора между коль- цевыми направл ющими 18 и шестерней- планщайбой 11). Электрод 22 вольфрамовый диаметром 2-3 мм закрепл етс  в щестерне 11 винтом 24. Модуль 10 - водоохлаждае- мый и имеет отверсти  17 дл  подвода и слива воды.

Механизм 2 разъема корпуса 1 служит дл  разъема корпуса и дл  разъема шестерни-планшайбы 11 при установке свариваемых труб внутрь.планшайбы и выполнен в виде механизма винт-гайка аналогично модулю 6 зажима свариваемых труб.

Модули 3-5 перемещени  электрода по трем ос м служат дл  автоматического центрировани  корпуса 1 относительно оси трубы (модули 4 и 5) и дл  настройки электрода на стык и колебаний поперек стыка (модуль 3). Модули 3-5 имеют аналогичную конструкцию и выполнены в виде приводных механизмов винт-гайка. Величина перемещений составл ет ±15 мм по каждой оси.

Модуль 6 зажима свариваемых труб выполнен в виде механизма винт-гайка аналогично механизму 2. Невыпадающий ходовой винт 38 модул  6 имеет два участка резьбы 31, разделенные участком 32 без резьбы, что обеспечивает быстрое открывание зажима при установке трубы, фиксацию верхней части 27 зажима в раскрытом положении, фиксацию верхней части 27 в закрытом положении и создание усили  зажима.

Дл  облегчени  предварительной установки трубы в зажиме нижн   часть 26 зажима подпружинена относительно верхней части 27.

Модуль 8 приводов служит дл  передачи движени  посредством гибких валов 7 с двигателей на соответствующие приводные элементы.

Двигатели приводов шаговые и размещаютс  в корп усе 9, имеющем 4  чейки по числу приводов. Через  чейку, в которой установлен двигатель вращени  шестерни- планщайбы, осуществл етс  подвод защитного газа (аргона через штуцер 39 от баллона или рампы). Гибкий вал 7 при необходимости может быть снабжен на выходе редуктором 36 или конической передачей (фиг. 1).

Блок управлени  служит дл  управлени  приводами и источником сварочного

5

5

0

п

0

5

5

5

0

тока, включает в себ  контроллер шаговых двигателей и контроллер режима сварки (не показаны).

.В качестве контроллера режима сварки может быть использован блок управлени  источником питани , обеспечивающий импульсный режим сварки и плавное снижение тока при заварке кратера. Контроллер шаговых приводов может быть вьГполнен по известной схеме.

Устройство работает следующим образом .

Перед сваркой прихватывают собранные трубы, после чего устанавливают их внутри модул  10 и закрепл ют посредством модул  6 зажима. Модуль 10 корпуса 1 закрывают с помощью винта 35 механизмов 2 и включают на пульте управлени  кнопку «Сварка, после чего начинаетс  автоматический режим работы устройства.

Защитный газ (аргон) поступает через гибкий щланг и через систему 14 отверстий ведущей шестерни 12 в проточку между зубь ми шестерен 11 и 12 и далее по кольцевому зазору через отверсти  21 в щес- терне-планшайбе 11 попадает в сопло 20, создава  защиту электрода и стабилизиру  горение дуги между электродом 22 и изделием 37. Кроме того, защитный газ проникает в зазор между торцовыми поверхност ми щестерен и модул  10. При такой конструкции газоподвода исключаютс  безполезна  потер  защитного газа и возможный подсос воздуха, которые часто случаютс  при коллекторном газоподводе.

После продувки защитным газом и зажигани  дуги осцилл тором или касанием электрода поверхности свариваемой трубы начинаетс  вращение шестерни-планшайбы 11 с электродом 22 относительно трубы 37. В процессе сварки производитс  автоматическое регулирование длины дуги посредством авто.матического центрировани  шестерни-планшайбы 11 относительно трубы путем перемещени  модулей 4 и 5 по ос м У и Z по сигналам контроллера. Кроме того, при необходимости осуществл ютс  колебани  электрода поперек стыка путем перемещени  корпуса 1 в направлении оси X модулем 3.

После выполнени  2-3 проходов контроллер режима сварки подает команду на остановку вращени  щестерни-планшайбы 11 и заварку кратера. В исходном положении перед сваркой и после окончани  сварки шестерн -планшайба 1 1 находитс  в таком положении, при котором обеспечиваетс  раскрытие модулей 10 (плоскость разъема шестерни-планшайбы 11 совмещена с плоскостью разъема модул  10).

Врашением винта 35 механизма 2 открывают модуль 10 и фиксируют его в раскрытом положении. Освобождают трубу 37 из модул  6 зажима, после чего устоойство

подготовлено к установке и сварке других деталей.

Особенностью работы предлагаемого устройства  вл етс  быстрый разъем модулей 10 и 6, обеспечиваемый механизмами винт- гайка, имеющими винт с двум  участками резьбы, разделенными, участком свободного хода.

Использование устройства позвол ет снизить дефектность сварных швов трубопроиз одного крайнего положени  в другое, в основной части корпуса выпрлнено резьбовое отверстие, а ходовой винт установлен в отверстии с возможностью взаимодействи  с его резьбой поочередно каждым своим резьбовым участком.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно дополнительно снабжено модулем зажима свариваемых труб с механизмом разъема, конструкци  которого аналоводов за счет улучшени  качества газовой О гична конструкции механизма разъема корзашиты швов, повышени  стабильности го-пуса.

рени  дуги на малых токах и стабили-3. Устройство по п. 1, отличающеес 

зации длины дуги, а также получитьтем, что ведома  шестерн -планшайба вытехнико-экономический эффект за счет упро-полнена разъемной в диаметральной плосшени  устройства и его модульной кон- г кости.

струкции.4. Устройство по п. 1, отличающеес 

тем, что система подачи зашитного газа выполнена в виде гибкого шланга, герФормула изобретени метично соединенного со ступицей ведущей

шестерни, в ведущей шестерне выполнена 1. Устройство дл  сварки неповоротных 20 система осевых и радиальных отверстий,

стыков труб, содержащее корпус, выполнен-сообщающихс  с внутренней полостью

гибкого шланга, в венце шестерни-планшайбы выполнена кольцева  проточка и радиальное отверстие-сопло, св занное системой

ный из Двух частей - основной и до|Полнительнои , установленной с возмож- |ностью перемещени  относительно основ|ной и фиксации в крайних положени х г дополнительных отверстий с кольцевой про|с помощью механизма разъема, ведомую |шестерню-планшайбу, состо щую так же из двух частей, одна из которых смонтиро- |вана с возможностью перемещени  вместе с дополнительной частью корпуса, неплав точкои венца, а неплав щийс  электрод закреплен в указанном отверстии-сопле.

5. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено модул ми перемещени  корпуса относительно свариваемого

;щиис  электрод, закрепленный в шестерне- ЗО стыка по трем взаимно перпендикул рным

планншйбе, ведущую шестерню, кинемати- |чески св занную с ведомой и с приводом |врашени , и систему подачи защитного 1газа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности за счет сокрашенаправлени м , кинематически св занными с приводами перемещени .

6. Ус;тройство по п. 1, отличающеес  тем, что приводы модулей перемещени  корпуса и привод вращени  выполнены в

ни  времени монтажа устройства на трубе35 виде отдельного блока и кинематически

перед сваркой и демонтажа после сварки,св заны с исполнительными органами с помеханизм разъема выполнен в виде ходо-мощью гибких валов.

|вого винта с двум  резьбовыми участками,7. Устройство по п. 1, отличающеес 

разделенными участком без резьбы, длинатем, что гибкий вал привода вращени 

|которого соответствует величине рабочего.- расположен внутри шланга системы подачи

перемещени  дополнительной части корпусазащитного газа.

из одного крайнего положени  в другое, в основной части корпуса выпрлнено резьбовое отверстие, а ходовой винт установлен в отверстии с возможностью взаимодействи  с его резьбой поочередно каждым своим резьбовым участком.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно дополнительно снабжено модулем зажима свариваемых труб с механизмом разъема, конструкци  которого анало гична конструкции механизма разъема корточкои венца, а неплав щийс  электрод закреплен в указанном отверстии-сопле.

5. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено модул ми перемещени  корпуса относительно свариваемого

направлени м, кинематически св занными с приводами перемещени .

6. Ус;тройство по п. 1, отличающеес  тем, что приводы модулей перемещени  корпуса и привод вращени  выполнены в

виде отдельного блока и кинематически

иг. 2

12

Фиг.з

1В

18.

w//////m.

X

13

Фиг. 5

Б-Б

аг.

-ю г/

25Фиг . в

г-г

.7

26

Фиг. if

51-

52-

Фиг. W

Claims (7)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для сварки неповоротных стыков труб, содержащее корпус, выполненный из Двух частей — основной и дополнительной, установленной с возможностью перемещения относительно основной и фиксации в крайних положениях с помощью механизма разъема, ведомую шестерню-планшайбу, состоящую так же из двух частей, одна из которых смонтирована с возможностью перемещения вместе с дополнительной частью корпуса, неплавящийся электрод, закрепленный в шестернепланшайбе, ведущую шестерню, кинематически связанную с ведомой и с приводом вращения, и систему подачи защитного газа, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени монтажа устройства на трубе перед сваркой и демонтажа после сварки, механизм разъема выполнен в виде ходового винта с двумя резьбовыми участками, разделенными участком без резьбы, длина которого соответствует величине рабочего перемещения дополнительной части корпуса из одного крайнего положения в другое, в основной части корпуса выпрлнено резьбовое отверстие, а ходовой винт установлен в отверстии с возможностью взаимодействия с его резьбой поочередно каждым -¹ своим резьбовым участком.
2. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено модулем зажима свариваемых труб с механизмом разъема, конструкция которого анало-

   10 гична конструкции механизма разъема корпуса.
3. 3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что ведомая шестерня-планшайба выполнена разъемной в диаметральной плос- (5 кости.
4. 4. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что система подачи защитного газа выполнена в виде гибкого шланга, герметично соединенного со ступицей ведущей шестерни, в ведущей шестерне выполнена

   20 система осевых и радиальных отверстий, сообщающихся с внутренней полостью гибкого шланга, в венце шестерни-планшайбы выполнена кольцевая проточка и радиальное отверстие-сопло, связанное системой 22 дополнительных отверстий с кольцевой про^J точкой венца, а неплавящийся электрод закреплен в указанном отверстии-сопле.
5. 5. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что оно снабжено модулями перемещения корпуса относительно свариваемого

   30 стыка по трем взаимно перпендикулярным направлениям, кинематически связанными с приводами перемещения.
6. 6. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что приводы модулей перемещения корпуса и привод вращения выполнены в

   35 виде отдельного блока и кинематически связаны с исполнительными органами с помощью гибких валов.
7. 7. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что гибкий вал привода вращения расположен внутри шланга системы подачи защитного газа.

   δ

   ФигЛ

   Фиг. 5 Фиг. 5