UA47446C2 - Зварювальний апарат - Google Patents

Abstract

Апарат для зварювання в стик - торець до торця - першої подовженої деталі (1), такої як перша рейка, із другою подовженою деталлю (2), такою як друга рейка, за допомогою стикового зварювання, зокрема стикового зварювання оплавленням, що включає каркасну структуру (3) і візок (4), який з'єднано з каркасною структурою з можливістю ковзання відносно неї у поздовжньому напрямі названих деталей. Пристрій також включає перший затискач (5а, 5b), розташований на каркасній структурі чи на деталях, з'єднаних з нею, щоб міцно тримати першу деталь (1), другий затискач (9а, 9b), розташований на візку, щоб міцно тримати другу деталь (2), електроди (7, 11), розташовані на каркасній структурі, тощо, та візку або на затискачах, щоб нагрівати деталі до потрібної температури зварювання, і притискний елемент (13, 14, 15), щоб притискати один до одного протилежні торці нагрітих деталей у поздовжньому напрямі і, таким чином, сформувати рейковий стик стиковим зварюванням. Пристрій також має принаймні два робочі органи (13, 14, 15), незалежно контрольовані один відносно одного для повертання протилежних торців деталей (1, 2) у такий спосіб, що поперечні осі (t1, t2) та/або вертикальні осі (h1, h2), та/або поздовжні осі (l1, l2) деталей утворюють кути та відповідно, між собою, або у такий спосіб, що існуючі кути та відповідно, між поперечними осями (t1, t2) та/або вертикальними осями (h1, h2), та/або поздовжніми осями (l1, l2) зазначених деталей, по суті, усуваються до початку та/або під час, та/або після операції притискання.

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується пристрою, призначеного для зварювання в стик першої подовженої деталі, такої як 2 перша рейка, із другою подовженою деталлю, такою як друга рейка, за допомогою стикового зварювання, зокрема стикового зварювання оплавленням. Пристрій включає базову структуру і візок, який рухомо з'єднано із зазначеною каркасною структурою і який може ковзати відносно неї у поздовжньому напрямі названих деталей, перший затискач, розташований на зазначеній каркасній структурі чи на деталях, з'єднаних з нею, щоб міцно тримати першу деталь, другий затискач, розташований на названому візку, щоб міцно тримати другу деталь, електроди, розташовані на зазначеній каркасній структурі тощо та візку або на затискачах, щоб нагрівати деталі до потрібної температури зварювання, і притискний елемент, щоб притискати один до одного протилежні торці нагрітих деталей у поздовжньому напрямі і, таким чином, сформувати рейковий стик з привареним стиковим з'єднанням.

Одна з проблем, виявлених у зв'язку з використанням пристрою вищезазначеного типу у разі зварювання, 19 наприклад, цілого ряду рейок у одну довгу суцільну рейку, полягає в тому, щоб забезпечити достатню міцність на зруйнування кожного зварного з'єднання двох рейок, а також щоб кожну рейку було приварено у такому положенні, що верхня частина утвореної у такий спосіб суцільної рейки, тобто так звана головка рейки, мала гладку поверхню зверху і із зовнішнього боку, тобто поверхні, які формують рейковий шлях, по якому рухаються колеса залізничного транспорту. Досягнення цієї мети вимагає вкрай точного орієнтування торців двох суміжних рейок один відносно одного, як у поперечному, так і вертикальному напрямі. У ЕР-О 119 098 описано, наприклад, апарат орієнтування, що включає орієнтувальний засіб для орієнтування двох суміжних торців рейок один відносно одного як у поперечному, так і вертикальному напрямі. Орієнтувальний засіб усувається безпосередньо перед кінцевим зварюванням.

Оскільки краї окремих рейок як правило не піддаються точній обробці, щоб зробити їх цілком прямими і с паралельними один одному, коли деталі затискаються у потрібному положенні у каркасній структурі і на візку, (3 їх часто піддають так званому перед-оплавленню, що передує саме зварюванню, щоб усунути надлишок матеріалу і зменшити зазори між краями. Бокові поверхні та/або верхні поверхні рейок часто також виробляються з недостатньою точністю, щоб бути цілком прямими, так що, коли рейки закріплюють у затискачах, і затискачі розташовують паралельно один одному, не завжди поверхня головки суцільної рейки, по якій мають о прямувати колеса, виявляється рівною. Ситуація ще більше ускладнюється тим фактом, що зона навколо «І зварного з'єднання рейок може дещо деформуватись під час подальшого охолодження. Оскільки ризик виникнення короткого замикання збільшується із зростанням площі поверхні контакту між поперечними торцями, М тому ризик короткого замикання стає особливо загрозливим у разі рейок із повністю паралельними торцями. ї-

Інша проблема, виявлена у кількох зварювальних апаратах, що зараз використовуються, таких як апаратах

Зо зварювання оплавленням, полягає у застосуванні притискного елементу у вигляді лише одного великого М притискного циліндру, так званого осадочного циліндра, для кінцевого притискання деталей (таких як рейки) одна до одної, внаслідок чого розплавлений і окислений матеріал продавлюється назовні з-під протилежних торців деталей, у той час як матеріал всередині, нагрітий до температури зварювання, зварюється разом. «

Оскільки цей тип зварювальних апаратів бракує простору, важко розташувати цей притискний циліндр так, щоб З його поздовжня ось, тобто центральна лінія, співпадала з поздовжніми осями деталей, такий осадочний циліндр с створює момент сили, що діє на каркас. Цей момент сили має значну амплітуду, і при відносно малій відстані

Із» між поздовжньою віссю притискного циліндра і названими поздовжніми осями величина притискної сили, необхідної для того, щоб притиснути деталі одну до одної, виявляється значною. Внаслідок цього, зварювальний апарат повинен мати достатньо великий і важкий каркас, щоб поглинати моменти сил, не вигинаючись. З, наприклад, ОЕ-1 068 402 відоме розташування осадочних циліндрів симетрично по боках рейок, що їх зварюють, шк щоб зменшити сили вигинання і крутний момент, які діють на каркас під час операції осадки. Умовою одержання -І цього ефекту є забезпечення відмінного механічного лінійного орієнтування так, щоб дві деталі тримались паралельно під час операції осадки. Ці осадочні циліндри управляються усі разом, так щоб забезпечити шк паралельне пересування осадочних циліндрів. Якщо під час операції осадки змінюється відносне розташування ї» 20 деталей за висотою чи горизонтально, момент сил осадочних циліндрів не буде збалансовано і, отже, результуючий момент сил повинен абсорбуватись каркасною структуру, яка для цієї мети повинна мати щи додаткову каркасну деталь. З іншого боку, у цій патентній публікації немає згадки про те, що зварювальний апарат сконструйовано так, щоб компенсувати технічні недоліки рейок, такі як криві поверхні рейкового шляху.

Ще однією проблемою зварювальних апаратів попереднього рівня техніки було те, що вони не пропонували 29 ніяких можливостей щодо компенсування такого типу деформації зварного з'єднання, який виникає під час

ГФ) операції зварювання, якщо рейки притискаються одна до одної надто сильно, внаслідок чого починають діяти юю сили вигинання. Така деформація може призвести до неприйнятності зварювання двох деталей, незважаючи на обережне й точне орієнтування цих деталей перед самою операцією зварювання.

Таким чином, мета цього винаходу полягає в тому, щоб запропонувати зварювальний апарат, який би 60 забезпечував прийнятне зварювання двох деталей навіть у тому випадку, коли ці деталі виготовлені з недостатньою точністю щодо якості зовнішніх поверхонь або їх зовнішньої конфігурації.

Ще одна мета цього винаходу полягає у тому, щоб забезпечити орієнтування торців деталей так, щоб формувались прямі зварні з'єднання, незважаючи на можливі деформації, які виникають під час подальшої операції охолодження. бо Ще однією метою цього винаходу є забезпечення такого орієнтування торців деталей, що вдається уникнути короткого замикання на початку операції зварювання також і у разі використання деталей, торці яких не є цілком паралельними.

Цих цілей вдається досягти за допомогою даного винаходу, що забезпечує зварювальний апарат описаного на початку типу, який відрізняється наявністю принаймні двох робочих органів, що окремо управляються і повертають протилежні торці деталей так, що поперечні осі Ц, Її» та/або вертикальні осі пл, по та/або поздовжні осі ММ, І» деталей формують кути о, ВД та 5, відповідно, одна з одною, або так, що існуючі кути о, Д та 6, відповідно, сформовані між поперечними осями та/або вертикальними осями та/або поздовжніми осями, по суті усуваються до початку та/або під час та/або після операції притискання. 70 Завдяки забезпеченню принаймні двох робочих органів, що управляються незалежно один від одного, щоб орієнтувати протилежні торці деталей, стає можливим орієнтувати деталі так, що вдається одержати прийнятне зварне з'єднання, навіть коли деталі не вироблені з бажаною точністю щодо якості їх зовнішніх боків, або коли вони деформовані під час охолодження, що йде після операції зварювання, або коли поперечні торцеві поверхні двох деталей набувають надто високої міри паралельності під час перед-оплавлення з огляду на виникнення 75 риску короткого замикання. Завдяки незалежному управлінню робочими органами стає можливим або паралельно контролювати обидва робочі органи, тобто разом, спричинюючи пересування візка відносно каркасу по довжині та/або убік та/або поздовжньо, або контролювати їх окремо. Якщо робочі органи управляються окремо, протилежні торці деталей можна повернути один відносно одного так, що відповідні зовнішні поверхні деталей розташуються на одному рівні навіть у тому випадку, коли відповідна зовнішня поверхня однієї з 2о деталей є кривою. Завдяки такій конструкції виявляється можливим повернути дві деталі, такі як квадратні стержні, торцеві поверхні яких є в принципі паралельними, у такий спосіб, що, наприклад, вертикальні осі стержнів сформують кут Д між собою перед виконанням операції притискання, і таким чином вдається уникнути небезпеки короткого замикання на початковій стадії операції зварювання. Після того, як розпочнеться операція зварювання, деталі буде повернуто назад на той самий кут, щоб забезпечити одержання прямого зварного Га з'єднання.

Більш прийнятним є те, щоб принаймні один з робочих органів водночас служив би притискним елементом. о

Завдяки такій конструкції, зварювальний апарат буде здатним компенсувати будь-яку небажану неправильну орієнтацію деталей, що може виникнути під час виконання операції їх притискання.

Більш прийнятне, краї осадочних циліндрів по осі з'єднані з каркасом тощо та з візком у окремих точках Ге) з'єднання, причому зазначені точки з'єднання так розташовані одна відносно одної, що загальний момент сил, що діє на каркас під час виконання операції притискання, по суті зводиться до мінімуму. Однак, немає потреби З розташовувати осадочні циліндри симетрично, щоб по суті мінімізувати зазначений момент сил. Ця конструкція «І веде до зварювального апарату: який не вигинається під час операції притискання, незважаючи на відносно слабку конструкцію його каркасної структури і, через це, увесь зварювальний пристрій можна зробити меншим і, т 3Зз5 отже, дешевшим щодо витрат на його виготовлення. «І

Крім того, зварювальний апарат відповідно до цього винаходу, може бути сконструйований у спосіб, описаний у залежних пунктах формули винаходу.

Далі винахід буде описано більш докладно з посиланням на супровідні креслення, що ілюструють два « можливих втілення зварювального апарату відповідно до цього винаходу.

Фіг є видом спереду стаціонарного зварювального апарату відповідно до цього винаходу, що включає ще с першу та другу рейки. ц Фіг.2 є боковим видом пристрою, зображеного на Фіг.1. "» Фіг.З є перерізом вздовж лінії ПІ-ІЇЇ на Фіг.1.

Фіг.4 є зображенням, як це видно під кутом спереду, мобільного зварювального апарату відповідно до цього винаходу. ьч Фіг.5 є зображенням, як це видно прямо спереду, мобільного зварювального апарату згідно з Фіг.4.

Фігури ба - бс є збілошеними частковими зображеннями рейок відповідно до Фіг.1 підчас різних стадій операції зварювання. ьч Фігури 7а - 7с є частковими видами, подібними до Фігур ба - бс, як видно зверху рейок.

Фігури 8а та 85 є збільшеними частковими видами рейок згідно з Фіг.2. ве Зварювальний апарат, зображений на Фіг.1, призначений для зварювання двох рейок 1, 2 у їх фронтальних б частинах Та та 2а за допомогою зварювання оплавленням. Під фронтальною частиною тут будемо розуміти зону, що відповідає відстані приблизно 10-20мм від торця рейки. Апарат складається з стаціонарної каркасної структури З та візка 4, рухомо прикріпленого до неї. Каркасна структура має затискні губки ба, 56 у вигляді однієї нижньої і однієї верхньої губки ба та 50, відповідно, за допомогою яких рейка 1 закріплюється на каркасі 3. Губки затискаються навколо рейки за допомогою циліндра б. Як видно з Фіг.2, верхні губки і) упираються у верхню поверхню 16 головки рейки, а нижні губки - у нижню поверхню Те рейки. Каркас має також ко затискачі електродів 7, які затиснуто навколо рейки 1 за допомогою циліндра 8, суміжного з торцевою частиною 1а рейки, щоб подавати струм для нагрівання зазначеного торця до бажаної температури зварювання. У бо відповідний спосіб візок 4 має затискні губки За, 95 у вигляді одних верхніх і одних нижніх губок За та 9Б, відповідно, за допомогою який рейка 2 прикріпляється на візку 4. Ці губки затискаються навколо рейки за допомогою циліндра 10. Як видно на Фіг.1, верхні губки упираються у верхню поверхню 26 головки рейки, а нижні губки - у нижню поверхню рейки. Візок має також затискачі електродів 11, які затиснуто навколо рейки 2 за допомогою циліндра 12 у зоні торцевої частини 2а рейки, щоб подавати струм для нагрівання зазначеного торця 65 до бажаної температури зварювання.

Три окремо контрольовані робочі органи у вигляді осадочних циліндрів 13, 14 та 15 з'єднують візок із каркасом, корпуси зазначених циліндрів з'єднані по осі з каркасом і у окремих точках прикріплення, де їх відповідні поршневі штоки 13а, Мата 15а з'єднані по осі з візком 4 так, що осі циліндрів можуть повертатись відносно каркасу. Як видно на Фіг. 2, циліндр 15 прикріплено до каркаса 1 за допомогою скоби 155. Також дуже важливим є те, що циліндри працюють у такий спосіб один відносно одного, що загальний крутний момент, який діє на каркас 1 під час виконання операції притискання, стає нульовим. Як видно на Фіг.2, це досягається згідно з даним втіленням шляхом розташування точок прикріплення циліндрів 13 та 14 орієнтовано у вертикальному напрямі і на однаковій відстані від поздовжньої осії17 рейки 1, а також розташування точок прикріплення циліндрів 14 та 15 орієнтовано поперечно і на однаковій відстані від поздовжньої осі 11 рейки 1. 70 Також прийнятними є і інші положення осадочних циліндрів 13, 14 і 15. Однак, осадочні циліндри повинні розташовуватись так, щоб уявні лінії, які з'єднують точки прикріплення циліндрів, утворювали трикутник.

Як найбільш ясно видно на Фіг.3, нижня частина каркаса З має дві паралельні опори 16,17, розташовані по обидва боки нижньої частини візка 4. Кожна опора 16 та 17 формується відповідною апертурою (від краю до краю) 18 та 19. Нижня частина візка має апертуру (від краю до краю) 20, у яку входять два вали 21. 22 так, що 7/5 Вони виступають дещо нижче країв апертури. Кожен вал 21, 22 на своєму зовнішньому кінці має штифт, розташований ексцентричне відносно центру вала. Кожен вал 21 та 22 має пару виступів 25, 26 та 27, 28, відповідно, кожна пара виступів обертово з'єднана з робочим органом у вигляді робочого циліндру 29 та 30, відповідно, через поршневі штоки 29а та Зба, відповідно. Корпуси циліндрів, у свою чергу, з'єднані по осі з візком 4.

Як також видно з Фіг.3 кожен ексцентричний палець 23, 24 встановлений у відповідну апертуру 18, 19 за допомогою ковзальних блоків 31 та 32, відповідно. Ексцентричні пальці 23, 24 обертово з'єднані з ковзальними блоками за допомогою дископодібних опор 33 та 34, відповідно. Як видно на Фіг.1, апертури 18, 19 мають таку форму, що по вертикалі вони майже повністю закриті ковзальними блоками, а у поздовжньому напрямі рейок вони приблизно вдвічі довші за ковзальні блоки. Отже, візок може переміщатись відносно візка у поздовжньому сч ов напрямі рейок, і це переміщення забезпечується осадочними циліндрами 13,14 та 15.

Візок може пересуватись і в поперечному напрямі рейок за допомогою циліндра 35, що жорстко з'єднаний з і) опорою 17 каркаса 3. Як зовнішній край поршневий шток Зба зазначеного циліндра приєднаний до пластини 36, що розташовується на напрямній рейці 37, з'єднаній з візком 4. Напрямну рейку 37 сформовано канавкою 37а, і розміри пластини є такими, що висота пластини перевищує ширину канавки у горловині 37аа, а кінцевачастина (о зо пластини Зба, що з'єднана з поршневим штоком З5а, має меншу ширину ніж горловина. Така конструкція забезпечує те, що після переміщення вздовж поздовжньої осі І2 рейки 2 напрямна рейка може переміщатись - відносно пластини 36 без риску втратити контакт з пластиною. «Е

Креслення ба - бс показують лише рейки 1 та 2 і затискні губки ба, 55 та За, 90, відповідно, у боковому виді, і зовнішні боки головки рейки позначено 14 у випадку рейки 1 та 24 - у випадку рейки 2. Верхні поверхні ї- 16, 26 і боки 14, 24 формують поверхні рейкового шляху, по якому прямують колеса залізничного транспорту. На «Е цих кресленнях також позначено поздовжні осі І і І» рейок 1 та 2, а також вертикальні осі п; та по і поперечні осі Ц та б. Поняття вертикальних і поперечних осей у ввідній частині опису, описі креслень, пунктах формули винаходу і рефераті мають тлумачитись як осі, що проходять під правим кутом до верхньої поверхні відповідної рейки у передній торцевій частині рейки, і осі, що проходять під правим кутом до зовнішнього боку відповідної « рейки у передній торцевій частині зазначеної рейки, відповідно. Коли описаний вище апарат використовується пт») с для зварювання рейок 1 та 2, рейки затискаються у потрібному положенні затискними губками 5 і 9, відповідно, які спочатку встановлюються паралельно, див. Фіг.ба. ;» Як видно з Фіг.ба верхня поверхня 156 рейки 1 є зовсім прямою, а верхня поверхня 25 рейки 2 є кривою. Якщо рейки притискались би одна до одної у положенні, зображеному на Фіг.ба, головка отриманої суцільної рейки мала би криву верхню поверхню. Це не є прийнятним, оскільки отриману рейку прийшлося би піддати складній їх процедурі подальшої обробки, щоб виконати вимоги щодо прямолінійності поверхні. Щоб виправити ситуацію, візок 4 повертається відповідно до ідеї цього винаходу, і далі також затискні губки За, 90, а також рейка 2,

Ш- затиснута між губками у поперечному напрямі Її», як показано на ФігбоЬ, щоб компенсувати кут Д між ї» вертикальними осями у вихідному положенні, див. Фіг.ба. Рейка 2 повертається за допомогою циліндрів 13, 14 та 15. Обертальний рух здійснюється під дією будь-якого з циліндрів 14 та 15 так, що їх поршневі штоки рухаються ть з однаковою відносною швидкістю, а циліндр 73 залишається нерухомим, або циліндр 13 рухається у той час, як

Ф циліндри 14 та 15 залишаються нерухомими. Щоб встановити на одному рівні верхні частини 16, 25 передніх частин рейок Та, 2а, відповідно, затискні губки За, 9Б, і, отже, рейка 2 повертаються, аж доки вертикальні осі пі та Из не стануть по суті паралельними, тобто затискні губки За, 9Ь і рейка 2 обертаються на кут Др, як показано на Фіг.бр. Орієнтація рейки 2 відносно рейки 1 закінчується, вмикаються електроди у затискачах 7 та 11, щоб нагріти торцеві частини рейок 1 і 2 до бажаної температури зварювання. Потім починають діяти о притискні циліндри 13, 14 і 15, щоб притиснути торцеві частини рейок 1 і 2 одна до одної, форліуючи рейковий ко стик з привареним стиковим з'єднанням, як проілюстровано Фіг.бс.

Фігури 7а - 7с зображують лише рейки 1 і 2 та затискні губки 5а, 565 та За, 9Б, відповідно, у виді зверху. бо Ці креслення ілюструють спосіб, у який боки с, 14 та 2с, 24, відповідно, рейок 1 та 2 переміщуються у положення, де вони розташовуються на одному рівні, незважаючи на те, що рейка 2 має криві, а не прямолінійні боки. Фіг.7а показує рейки 1 та 2 у позиції, коли вони затиснуті затискними губками ба, 560 та За, 9Б, відповідно, у їх початковому паралельному положенні. Фіг.7р показує рейки 1 та 2 у положенні після того, як затискні губки За, 96 і, таким чином, рейку 2, повернули так, щоб боки передній торцевих частин Та та 2а 65 стали на одному рівні. У цьому положенні рейку 2 було повернуто навколо її вертикальної осі по на кут 5, що дорівнює куту між поздовжніми осями І! та Іо» рейок 1 і 2, відповідно, у вихідному положенні, див. Фіг.7а. Як і в попередньому випадку, затискні губки 9За, 95 повертаються на цей кут від їх вихідного положення, див.

Фіг.75. Це кутове орієнтування досягається за допомогою осадочних циліндрів 13 та 14 так, що їх поршневі штоки пересуваються з однією швидкістю один відносно одного, а осадочний циліндр 15 залишається нерухомим, або у такий спосіб, що циліндр 15 пересувається, а циліндри 13 та 14 залишаються нерухомими.

Кутове орієнтування закінчується, і відбувається саме зварювання рейок 1 і 2, як це описано з посиланням на

Фіг.бс.

Фігури ва та 85 показують лише рейки 1 і 2 та затискні губки Ба, 565 і За, 9Б, відповідно, як видно у боковому виді. Щоб показати рейку 2, її позначили штрих-пунктирними лініями. Як видно з Фіг.ва, рейка 2 має 7/0 криву верхню поверхню 2Б та криву шийку 2ї. Щоб співпадали головки 16 та 25 і шийки 17 та 27 рейок 1 і2, відповідно, рейку повертають навколо її поздовжньої осі І» на кут о, що дорівнює куту між поперечними осями 1. ії» рейок 1 та 2 у вихідному положенні, де затискні губки ба, 56 та 9а, 95 паралельні. Як і раніше, змінене положення затискних губок За, 96 вибрали для того, щоб проілюструвати кутове переміщення на кут о. Таким чином, поворот навколо поздовжньої осі Ії» рейки 2, дозволяє компенсувати кривизну профілю рейки. Щоб 75 повернути рейку 2 навколо поздовжньої осі, діє лише один з робочих циліндрів 29 та 30, або інші циліндри активуються у такий спосіб, що їх поршневі штоки пересуваються з різною швидкістю один відносно одного.

Кутове орієнтування здійснюється, і рейки 1 та 2 зварюються, як описано раніше у зв'язку з Фіг.бс.

Оскільки на Фігурах ба - 860 припускається, що рейка 1 є цілком прямою, і затискні губки Уа, 9р встановлюються паралельно до затискних губок Ба, 50 у вихідному положенні, затискні губки повертаються на кут, що відповідає початковому куту р, 5 або о, між вертикальними, поздовжніми або поперечними осями рейок, відповідно. Очевидно, що аналогічно можна повертати рейку 2 навколо її вертикальної осі по, поздовжньої осі

І», а також її поперечної осі Її перед тим, як рейку 2 буде притиснуто до рейки 1 у поздовжньому напрямі осадочних циліндрів, щоб здійснити саме операцію зварювання, у випадку, коли початкова зовнішня конфігурація рейки 2 має таку природу, що виникає потреба у кутовому переміщенні в одному чи кількох Ге напрямках, щоб одержати прямолінійну поверхню рейкового шляху. Більш прийнятне, кути со, Д та б знаходяться о в діапазоні від -57 до 5", зокрема від -27 до 2".

Оскільки поршневі штоки осадочних циліндрів можуть переміщуватись з різними швидкостями під час операції притискання, стає можливим зорієнтувати рейки одна відносно одної також і під час цієї операції.

Отже, суцільна рейка, що й одержують як результат операції зварювання окремих рейок, матиме рівномірну (Се) поверхню, по якій прямуватимуть колеса транспорту. Якщо, незважаючи на здійснення описаних вище кутових « орієнтувань перед початком та/або під час операції притискання, поверхня рейкового шляху у готової рейки виявиться не зовсім прямолінійною після виконання операції зварювання, кінцеве орієнтування рейки 2 може « виконуватись за допомогою робочих і осадочних циліндрів до того, як зроблені зварні з'єднання стануть зовсім м твердими,

На Фіг.4 зображено мобільний зварювальний апарат для зварювання двох рейок, з яких лише одну, яку «І позначеного, показано на цьому кресленні. Цей пристрій призначено для використання з метою зварювання рейок безпосередньо на залізниці. Щоб уникнути ситуації, коли такий пристрій стане надто важким для пересування, його розміри було зменшено наполовину порівняно з розмірами описаного вище пристрою - « стаціонарного типу апарату. За винятком усунення стаціонарного каркасу, мобільний тип пристрою сконструйовано за тими самими принципами, що і стаціонарний. - с Цей пристрій має дві пари затискних губок 41 та 42, кожна пара застосовуються для затискання однієї и рейки. Кожна пара затискних губок складається з двох затискних губок 41 а, 416 та 42а, 425, відповідно, і "» губки затискаються навколо відповідної рейки за допомогою циліндрів 43 та 44, відповідно. Електроди (не показано) встановлюються у цьому випадку на затискних губках. Також, згідно з цим втіленням, пари затискних губок 41 та 42 відповідають каркасу З і візку 4, відповідно, у стаціонарному варіанті за винятком того, що т. обидві пари затискних губок можуть переміщуватись по довжині рейки за допомогою трьох притискних циліндрів -1 45, 46 і 47. Ці циліндри відіграють роль циліндрів 13, 14 та 15, відповідно, стаціонарного пристрою. У цьому варіанті втілення усі осадочні циліндри, однак, встановлюються вище поздовжньої осі | ло рейки 40. Ця т» конструкція не викликає ніяких проблем, хоча поздовжні осі І 5, Іл6 та (7 У цьому випадку не співпадають з їх 50 поздовжньою віссю рейки, оскільки момент сил циліндрів 46, 47 поглинається впродовж осадочної дії циліндру 45, поршневий шток якого діє у протилежному напрямку до напрямку дії поршневих штоків циліндрів 46 та 47. 4) Термін незалежно контрольовані осадочні або робочі циліндри має означати, що кожен циліндр управляється щодо положення зовнішнього краю відповідного його поршневого штока, а зовнішні краї поршневих штоків займають свої крайні зовнішні позиції у вихідному положенні. Під час кутового орієнтування і виконання самої операції притискання зазначені поршневі штоки циліндрів пересуваються у напрямку своїх внутрішніх позицій. о Оскільки усі циліндри контролюються щодо їх положень, забезпечується те, що поршневі штоки циліндрів не пересуваються один перед іншим чи один за іншим. Іншими словами, каркас і візок завжди мають однакове їмо) взаємне розташування у смислі паралельності впродовж усієї операції притискання, незалежно від місця розташування опору, тобто центру сил даної деталі. 60 У зварювальних апаратах попереднього рівня техніки ця проблема вирішувалась за допомогою лінійно встановленого візка або важелів, чи відмовляючись від вимог щодо орієнтування під час виконання операції притискання, однак спільним залишалось те, що момент сил повинен був поглинатись каркасом, коли деталі притискались одна до одної. В наведеного вище опису зварювального апарата відповідно до цього винаходу випливає, що у випадку розглянутого зварювального пристрою поглинатись каркасом повинні лише сили, що 65 переміщують деталі поперечно і вертикально, оскільки по суті момент сил, створюваний притискними силами, зведено до нуля.

Очевидно, винахід не обмежується описаним вище варіантом втілення, а може бути модифікованим різними способами у межах залежних пунктів формули винаходу. Наприклад, осадочні циліндри 13, 14 та 15 можна розташувати У-подібно, замість того, щоб використовувати описану вище конструкцію.

Замість використання робочих циліндрів 29 та 30 для здійснення поперечного й вертикального переміщення можна застосувати інші засоби, такі як електромотори чи встановлювальні гвинти. Замість розташування двох валів 21, 22 в отворі 20, один вал може ексцентричне встановлюватись в отворі 20, і в цьому випадку вертикальне орієнтування досягається за допомогою повертання цього валу, і для повороту рейки 2 навколо її поздовжньої осі 2 можна запропонувати використання ексцентрика чи інших засобів повернення у вихідне 7/0 положення, що розташовуються на ковзальних блоках 31 та 32.

Деталі не обов'язково мають являти собою дві рейки 1 та 2, а можуть бути двома квадратними стержнями, що їх приварюють один до одного так званою осадкою/ У цьому випадку можуть виникати складнощі з ініціюванням саме процесу зварювання через значний ризик короткого замикання із подальшим кидком струму, що викликається великою поверхнею контакту між стержнями, оскільки поверхні їх торців і, отже, їх поперечні, /5 Вертикальні й поздовжні осі є паралельними у вихідному положенні. З цієї причини, одна деталь повертається відносно іншої, перед початком виконання операції зварювання, за допомогою двох незалежно контрольованих робочих органів у формі, наприклад, двох осадочних циліндрів чи двох робочих циліндрів, останній циліндр, як і в попередньому випадку, використовується для повороту однієї деталі навколо її поздовжньої осі. Наприклад, одну деталь так повертають відносно іншої, що між вертикальними їх осями виникає кут Др. Після того, як го розпочнеться саме операція зварювання, зазначені деталі повертаються назад на кут ВД, щоб одержати прямолінійне зварне з'єднання.

Claims (10)

Формула винаходу с 25 . . І . о

1. Апарат для зварювання в стик - торець (Та) до торця (2 а) - першої подовженої деталі (1, 40), такої як перша рейка, із другою подовженою деталлю (2), такою як друга рейка, за допомогою стикового зварювання, зокрема стикового зварювання оплавленням, що включає каркасну структуру (3, 41) і візок (4, 42), який рухомо з'єднано із зазначеною каркасною структурою і який може ковзати відносно неї у поздовжньому напрямку «я зо названих деталей, перший затискач (5а, 560, 41), розташований на зазначеній каркасній структурі чи на деталях, з'єднаних з нею, щоб міцно тримати деталь (1, 40), другий затискач (За, 95, 42), розташований на названому в візку, щоб міцно тримати другу деталь (2), електроди (7, 11), розташовані на зазначеній каркасній структурі «ф або на деталях, з'єднаних з нею, та візку або на затискачах, щоб нагрівати деталі до потрібної температури зварювання, і притискний елемент (13, 14, 15, 45, 46, 47), щоб притискати один до одного протилежні торці - Зз5 нагрітих деталей у поздовжньому напрямку і, таким чином, сформувати рейковий стик стиковим зварюванням, « який відрізняється тим, що принаймні два робочі органи (13, 14, 15, 29, 30, 45, 46, 47) незалежно контрольовані один відносно одного для повертання протилежних торців деталей (1, 2) у такий спосіб, що поперечні осі (Н, 5) та/або вертикальні осі (П., Р»), та/або поздовжні осі (Ії, і») деталей утворюють кути ї- В « з ло Та в, відповідно, між собою, або у такий спосіб, що існуючі кути п, та в, відповідно, між поперечними - с осями (Її, 5) та/або вертикальними осями (Пп, По), та/"або поздовжніми осями (І, і») зазначених деталей, по :з» суті, зводяться нанівець до початку та/або під час, та/або після операції притискання.

2. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні два робочі органи (13, 14, 15, 45, 46, 47) водночас виконують функції притискного елемента. їх но З.

Апарат за п.1 або 2, який відрізняється тим, що робочі органи складаються з першого та другого робочих циліндрів (29, 30) і відповідних поршневих штоків (29а, Зба), і один край кожного робочого циліндра з'єднано -і по осі з візком (4, 42), а принаймні один вал (21, 22), що проходить всередину візка, обертово з'єднано з їх протилежним краєм кожного робочого циліндра, принаймні один край (23, 24) зазначеного вала ексцентрично встановлено у першій апертурі (18, 19), що її сформовано у каркасі (3, 41) тощо, і поршневі штоки названих т» робочих циліндрів розташовані так, щоб пересуватись із різними швидкостями так, що візок і друга деталь (2), Ф яку закріплено на візку затискачами, повертаються навколо поздовжньої осі (І 5) названої другої деталі, щоб торець зазначеної другої деталі зайняв таке положення відносно торця першої деталі (1), при якому кут йж між поперечними осями (її, 5) названих деталей набув попередньо визначеної величини чи по суті зник.

4. Апарат за п.1 або 2, який відрізняється тим, що робочі органи утворено першим і другим осаджувальними циліндрами (13, 14, 15, 45, 46, 47) і відповідними поршневими штоками (1За, 14а, 15а), циліндричні корпуси і) осаджувальних циліндрів з'єднано по осі з каркасною структурою (3, 41) тощо або з візком (4, 42), і поршневі ко штоки зазначених осаджувальних циліндрів з'єднано по осі з візком чи каркасною структурою тощо, відповідно, і поршневі штоки названих осаджувальних циліндрів розташовані так, щоб пересуватись із різними швидкостями, 60 через що досягається поворот візка та другої деталі (2), прикріпленої затискачами до візка, навколо поперечної осі (12) названої другої деталі, такий, що торець названої другої деталі займає таке положення відносно торця першої деталі (1), що кут й між вертикальними осями (П., По) зазначених деталей по суті зникає, або навколо вертикальної осі (по) другої деталі так, що остання деталь набуває такого положення 65 Відносно першої деталі (1), що кут Кз між поздовжніми осями (1-4, І») зазначених деталей набуває попередньо визначеної величини чи по суті зникає.

5. Апарат за п. 4, який відрізняється тим, що робочі органи сформовано названими першим та другим осаджувальними циліндрами і третім осаджувальним циліндром (13, 14, 15, 45, 46, 47) та відповідними поршневими штоками (13а, 14а, 15а), причому циліндричний корпус третього осаджувального циліндра по осі з'єднано з каркасною структурою (3, 41) тощо або з візком (4, 42), Її поршневий шток цього циліндра по осі з'єднано з візком чи каркасною структурою тощо, і поршневі штоки першого, другого та третього осаджувальних циліндрів розташовані так, щоб пересуватись у такий спосіб, що принаймні один поршневий шток пересувається зі швидкістю, іншою ніж два інші поршневі штоки, Через що візок і друга деталь (2), прикріплена затискачами 7/0 до візка, повертаються навколо поперечної осі (12) другої деталі так, що торець зазначеної другої деталі розташовується відносно торця першої деталі (1) так, що кут й між вертикальними осями (Пп, По) зазначених деталей набуває наперед визначеної величини чи по суті зникає, та/або навколо вертикальної (По) осі другої деталі так, що названа друга деталь розташовується відносно першої деталі (1) так, що кут Кз між поздовжніми 75 осями (Ії, І») названих деталей набуває наперед визначеної величини чи по суті зникає. 1» 12

6. Апарат за пп. З і 4 або 5, який відрізняється тим, що робочі органи складаються із зазначених першого та другого робочих циліндрів (29, 30) і відповідних поршневих штоків (29а, Зба), названих першого та другого осаджувальних циліндрів і, згідно з конкретним випадком, зазначеного третього осаджувального циліндра (13, 14, 15, 45, 46, 47) і відповідних поршневих штоків (13а, 14а, 15а), поршневі штоки цих робочих циліндрів розташовуються так, щоб пересуватись із різними швидкостями, завдяки чому візок і друга деталь (2), прикріплена до зазначеного візка затискачами, повертаються навколо поздовжньої осі (12) другої деталі так, що торець названої другої деталі розташовується відносно торця першої деталі (1) так що кут кЖж між поперечними осями (ї4, ї2) цих деталей набуває наперед визначеної величини чи по суті зникає, і поршневі сч дв Штоки першого, другого і, залежно від випадку, третього циліндра розташовуються так, щоб принаймні один з поршневих штоків рухався із швидкістю, іншою ніж решта поршневих штоків, завдяки чому названий візок і друга (о) деталь (2), прикріплена до цього візка затискачами, повертається навколо поперечної осі (2) другої деталі, і зазначений торець другої деталі набуває такого положення відносно торця першої деталі (1), що кут й між

- . Я (Се) зо вертикальними осями (п., по) цих деталей набуває наперед визначеної величини чи по суті зникає, та/або навколо вертикальної осі (По) другої деталі так, що зазначена друга деталь встановлюється у таке положення Й відносно першої деталі (1), що кут е між поздовжніми осями (Ії, і») цих деталей набуває наперед визначеної « величини чи по суті зникає. їм

7. Апарат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що осаджувальні циліндри (13, 14, 15, 45, 46, 47) по осі з'єднано їх краями з каркасною структурою (3, 41) тощо та візком (4, 42) у окремих точках « прикріплення, і ці точки так розташовуються одна відносно одної що загальний момент сил, який діє на каркасну структуру від час виконання операції притискання, по суті зводиться до нуля.

8. Апарат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кут дж знаходиться в діапазоні від « -57 до 57, зокрема від -27 до 2. -

с 9. Апарат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кут й знаходиться в діапазоні від ч -57 до 57, зокрема від -27 до 2. и?

10. Апарат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кут й знаходиться в діапазоні від -57 до 5", зокрема від -27 до 2", щ» -і щ» щ» 4) іме) 60 б5