Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб

Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i ц 776824

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.79 (21) 2706444/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) М. Кл.

В 23К 31/06

В 23К 37/04

Государственный комитет (53) УДК 621.791. .035 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. С. Ротенфельд, А. Л. Малинин и А. Г. Закревский

Киевский филиал Специального конструкторского бюро

«Газстроймашина» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ

НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ

Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для сборки и сварки неповоротных стыков труб, и может быть использовано при прокладке магистральных и заводских трубопровдов.

Известно устройство для сварки изнутри неповоротных стыков труб большого диа,метра, содержащее центратор, между двумя рядами жимков которого расположена приводная планшайба со сварочными горелками, каждая из которых имеет каретку на направляющих, выполненных на корпусе устройства (вне жимков) параллельно его оси, при этом каждая каретка с одной стороны через гибкий шланг связана с горелкой, а с другой — с подпружиненным тросом, свободный конец которого перекинут через систему блоков параллельно направляющим и закреплен на планшайбе в направлении, противоположном направлению сварочной горелки (11.

Такое устройство должно иметь специальную конструкцию корпуса центратора, содержащую направляющие для кареток по числу сварочных горелок, Направляющие должны быть сориентированы таким образом, чтобы шланг на каретки попадал на планшайбу с наименьшим числом перегибов. Все это усложняет конструкцию устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб, содержащее самоходную тележку, центрирующий механизм с двумя рядами жимков, между которыми установлена планшайба с симметрично закрепленными на ней N сварочными горелками, и механизма подвода к горелкам сварочного тока, 1р защитного газа и кабелей управления, состоящий из коллектора, N комбинированных подводящих шлангов и направляющих роликов для шлангов (2).

В каждой из сварочых горелок сварочный

15 ток, защитный газ и кабели управления подаются по комбинированному шлангу. Во избежание запутывания и перегибов шланга он переброшен через подающие ролики, образующие блок с пружиной. При переме20 щении в процессе сварки каждой горелки вместе с планшайбой от исходного положения к крайнему каждая пружина растягивается, нагрузка на нее, а следовательно, напряжение и деформация пружины меня25 ются от величины предварительного натяжения до максимального. Таких пружин столько, сколько шлангов и горелок, т. е. N.

Ввиду того, что пружина растягивается на длину, равную длине свариваемого каждой горелкой участка шва, изменение усилия

776824 достигает значительных величин. Поэтому нагрузка на планшайбу йзменяется в широких пределах, что в целом отрйцательно сказывается на процесс сварки. Прйходится стабилизировать привод планшайбы, но это не избавляет окончательно от рывков.

Если шланги установить свободно, это приведет к их запутыванию.

В известном устройстве, как один из вариантов, возможно пропуска ние общего комбинированного шланга по полому валу, размещенному по оси центратора, до коллектора, из которого шланги выходят на сварочные горелки. Такая компановка не исключает необходимости натягивания участков шлангов, не заключенных в полый вал. К тому же значительно усложняется конструкция устройства в целом, так как вводятся дополнительные уплотнения гидро- или пневмоцилинров, вводится дополнительно ряд зубчатых передач для привода планшайбы с горелками.

Цель изобретения — обеспечение стабилизации работы устройства путем создания равномерного натяжения комбинированных шлангов и равномерной нагрузки на планшайбу в процессе работы, Для этого механизм подвода снабжен неподвижным диском с установленным на нем с возможностью поворота подвижным диском с двумя противовесами, закрепленными на нем в плоскостях, составляющих

360 между собой угол (— + р), где р—

N угол поворота планшайбы, обеспечивающий перекрытие соседних участков кольцевого шва в процессе сварки, часть направляющих роликов установлена с возМожностью вращения на подвижном диске, а другая часть роликов жестко закреплена на неподвижном диске, при этом оба диска размещены между рядами жимков.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб, общий вид; на фиг. 2 — раз.рез А — А на фиг. 1 с размещением комбинированных шлангов в исходном положении перед началом цикла сварки; на фиг.

3 — то же, с размещением комбинированных шлангов в крайнем положении, когда прошла половина цикла и сварен правый полупериметр кольцевого стыка; на фиг.

4 — разрез Б — Б на фиг, 2, показывающий размещение подвижного и неподвижного диска со шлангами в полости внутри соединительного венца и между жимками центратора; на фиг. 5 — узел 1 на фиг, 4 с элементами подвижного и неподвижного диска, направляющими роликами и комбинированными шлангами.

Устройство для сборки и сварки непово ротных стыков труб состоит из самоходной тележки 1 и центрирующего механизма с двумя рядами жимков 2 и 3, между которыми размещена планшайба 4 с N равнорасположенными по окружности сварочными. горелкамй 5, и Ъ ехайизма подвода к горелкам сварочного тока, защитного газа и кабелей управления. На фиг. 2 и фиг. 3 показан частный случай с шестью сварочными горелками от 1 до VI., Механизм подвода содержит комбинированные подводящие шланги 6, коллектор 7, направляющие ролики и подвижный и неподвижный диски. К

10 каждой горелке 5 подходит комбинированный шланг 6.

Другой конец шланга закреплен в коллекторе 7, к которому общее питание подводится комбинированным шлангом 8 наи15 более простым путем.

На пути от коллектора 7 до сварочных горелок 5 каждый комбинированный шланг

6 огибает неподвижный ролик 9, ось 10 которого закреплена на неподвижном диске

20 11, смонтйрованном на заглушке 12. Далее комбинированный шланг 8 огибает подвижный ролик 13, ось 14 которого закреплена на подвижном диске 15, который с возможностью поворота установлен на ро25 ликах 16, размещенных на оси 17, которая закреплена на неподвижном диске 11.

На горизонтальной оси подвижного диска 15 размещен противовес 18, а через угол

360, Зо (— -+- Р) от него — противовес 19, где

N — количество сварочных горелок, угол поворота планшайбы, обеспечивающий перекрытие соседних участков кольцевого шва в процессе сварки.

После выхода с подвижного ролика 13 шланг 6 через паз 20 соединительного венца 21 проходит через полость 22 на планшайбу 4 и подключается к сварочной горелке 5.

40 Планшайба 4 размещается на роликах

23, ось 24 которых крепится на соединительном венце 21.

Соединительный венец 21 служит для жесткой связи ряда жимков 2 с рядом жим45 ков 3, которые совмещают кромку трубы

25 с кромкой трубы 26. В венце 21 имеются пазы 20 для прохода шлайгов 6.

Конфигурация профилей планшайбы 4 и венца 21 такова, что они образуют кольце50 вую полость 22 для укладывания шлангов

6 при движении сварочных горелок из исходного в крайнее положение.

Привод планшайбы 4 на чертежах детально йе показан, так как это известная

55 конструкция. Обычно приводная шестерня

27 входит во внутреннее зацепление с зубчатым венцом 28 (см. фиг. 5) планшайбы 4.

Сама прйводная шестерня 27 размещена на валу, который проходит между жимками 3

60 и приводится во вращение электроприводом, размещенным вне корпуса жимков.

Устройство работает следующим образом. Приводная шестерня 27 начинает поворачивать планшайбу 4 по часовой стрел65 ке со скоростью, соответствующей скорости

776824 сварки. При этом сварочные горелки 5 I, П, III производят сварку правого полупериметра кольцевого стыка, а сварочные горелки IV, V, VI движутся снизу вверх в исходное положение для сварки левого полупериметра.

Поворот планшайбы 4 происходит на угол (60 + I1). При этом каждый шланг втягивается в полость 22, обкатываясь по ролику 13, и благодаря тому, что другой 10 сго конец закреплен неподвижно на коллекторе 7, поворачивает подвижный диск

15 на ту же величину (60 + P), т. е. на величину, на которую поворачивается планшайба 4 (см. фиг. 3). 15

При этом противовесы 18 и 19 создают крутящий момент, который подсчитывается по формуле

M„, = GP cos a + GP cos (60 + ) + n), (1)

20 где М„.р — крутящий момент, создаваемый двумя противовесами;

G — вес каждого противовеса;

R — радиус размещения центра тяжести противовеса; 25 а — угол поворота подвижного диска 15, меняется в пределах

0(a((60 + а) .

В крайних положениях приводного кольца 4 формула (1) принимает вид 3О а = 0 М„= 0)7+ GR cos (60 + II), (2) и. = 60,+ М,р, — Ggcos (60 + ) + CP (3)

35 т. е. в крайних положениях крутящие моменты равны.

Подставляя промежуточные значения уг- * ла в основную формулу (1), легко убедиться, что значения М„.р меняется не более 40

10%.

Таким образом, противовесы 18 и 19 создают практически постоянное натяжение всех шлангов 6.

После сварки правого полупериметра 45 происходит реверс, и сварочные горелки IV, V, VI производят сварку левого полупериметра кольцевого стыка. При этом подвижный диск 15 с противовесами 18 и 19 возвращается в исходное положение (см. фиг. 2).

В предлагаемом устройстве упрощена конструкция (исключены пружины, направляющие, уменьшено количество блоков и количество перегибов шланга) и повышена надежность путем создания постоянной нагрузки на привод.

Формула изобретения

Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб, содержащее самоходную тележку, центрирующий механизм с двумя рядами жимков, между которыми установлена планшайба с симметрично закрепленными на ней N сварочными горелками, и механизм подвода к горелкам сварочного тока, защитного газа и кабелей управления, состоящий из коллектора, N комбинированных подводящих шлаков и направляющих роликов для шлангов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабилизации работы устройства путем создания равномерного натяжения комбинированных шлангов и равномерной нагрузки на планшайбу в процессе работы, механизм подвода снабжен неподвижным диском с установленным на нем с возможностью поворота подвижным диском с двумя противовесами, закрепленными на нем в плоскостях составляющих между собой

360 угол { + $), где P — угол поворота

N планшайбы, обеспечивающий перекрытие кольцевого шва в процессе сварки, часть направляющих роликов установлена с возможностью вращения на подвижном диске, а другая часть роликов жестко закреплена на неподвижном диске, при этом оба диска размещены между рядами жимков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 533191, кл. В 23К 31/06, 26.09.75.

2. Патент США № 3461264, кл. 219 †, 1969.

776824 фиг, У

Составитель В. Томбулатов

Редактор T. Зубкова Техред А. Камышникова Корректор В. Ахрем

Заказ 2531 4 Изд. № 569 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2