Стенд для сборки и сварки кольцевыхшвов крупногабаритных конструкций

Стенд для сборки и сварки кольцевыхшвов крупногабаритных конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиих

Социалистических

Республик >823,047

Ф ч I т б., ..., б.—:,-.-(61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02. 07. 79 (21) 2787124/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2304.81, Бюллетень № 15 (51)М. Кл.з

В 23 К 37/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791. .039(088.8) Дата опубликован. я описания 2504.81

Н. И. Бердяков, С. И. Герман, Л. С.

В. С. Писаренко, В. М. Руткевич, В. и A. Ф. Рудковский (72) Авторы изобретения

Всесоюзный проектно-технологический машиностроения (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ

ШВОВ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ тельно должен быть. собран и временно скреплен 1).

Операции по временному скреплению узла весьма трудоемки и длительны, поэтому имеется тенденция к перенесению этих операций непосредственно на стенд эа счет усложнения его конструкции.

Типичным вариантом механизации сборки подлежащего сварке изделия непосредственно на стенде является устройство для осевого поджима деталей друг к другу. В состав устройства входит силовой цилиндр (цилиндры) и опорные стойки, воспринимаюшие реакцию цилиндра при сжатии свариваемых деталей.

Однако стенд обладает невысокой точностью совмещения геометрических осей силового цилиндра и колец (деталей) свариваемого узла, в результате чего во время вращения свариваемые детали имеют радиальное биение и перЕкосы относительно силового цилиндра и друг друга,,а возникающие при этом напряжения разрушают сварной шов.

Стремление повысить точность сборочных операций привело к созданию наиболее совершенных роликовых

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции стенда для сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности, и может быть использовано также при сборке и сварке корпусов атомных реакторов, колонн химического синтеза и т.п. Масса ротора паровой турбины достигает 250 т, толщина шва — 400 мм, а допускаемые отклонения от номинального положения отдельных частей перед сваркой должны быть не более

0,1 мм. !

Известны роликовые стенды для сварки предварительно собранных (т.е. временно скрепленных между собой) узлов, выполненных s виде цилиндрических тел вращения. 20

Эти стенды представляют собой роликовую постель, на которую укладывают подлежащий сварке цилиндрический узел. С помощью привода вращения роликов достигают необходимую. окружную 25 скорость вращения изделия, над кото1 рым обычно сверху располагают сварочную головку. Количество опорных роликов меняется в зависимости от длины свариваемого узла, который предвариГублер, С. Н. Мехов, Д.Сенюков, И. А. Степанидов

>

I ,J

I и н ститут э не р ге тйче ского

823047 стендов сборки и сварки роторов паровых турбин.

Известен также стенд для сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности, состоящих иэ заготовок в форме дисков двух хвостовиков, содержащий смонированные на основании роликовую постель, привод нращения изделия, подвижное центрирующее устройство и узел крепления деталей ротора (2).

Недостатком этого стенда является то, что он не обеспечивает требуемого качества сборки роторов, так как велико отклонение осей заготовок от общей геометрической оси ротора. 15

Цель изобретения — создание такой конструкции стенда, которая позволи- . ла бы повысить качество сборки роторов путем уменьшения отклонений осей заготовок от общей геометрической оси Щ ротора.

Укаэанная цель достигается тем, что стенд оснащен неподвижной стойкой, закрепленной на основании между приводом вращения и центрирующим устрой- 5 ством, а узел крепления выполнен иэ двух траверс, каждая из которых смонтиронана на хвостовике ротора, двух пар тяг и двух корпусов силовых цилиндров со штоками, при этом корпуса силовых цилиндров закреплены н стойке, одна из траверс присоединена к корпусу силовых цилиндров одной парой тяг, а другая траверса присоединена второй парой тяг к штокам силовых цилиндров.

Каждая траверса оснащена корпусом, смонтиронанным в ней с нозможностью свободного поворота в плоскости, параллельной основанию, а каждый корпус оснащен размещенным в нем на под- 40 шипниках валом, торец которого присоединен к торцу хностоника ротора.

При этом тяги в местах их соединения с траверсами оснащены универсальными шарнирами.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство,вид спереди; на фиг. 2 — вид A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез В-"В на фиг. 2i на

Фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2.

Стенд содержит смонтированные на станине 1 неподвижную стойку 2, подвижную опору 3, выполненную в виде каретки, привод 4 вращения изделия, связанный через корпус 5 с торцом хвостовика б собираемого ротора 7 карданным валом 8. На торцах хвостовиков б закреплены корпуса 5, состоящие иэ вала 9 с фланцем 10, стандартных упорных и радиальных подшипников 11 и 12, к каждому корпу- 60 су 5 приварены две цапфы 13. На цапФы 13 корпусов 5 навешены траверсы 14 с ноэможностью свободного по,ворота относительно осей цапф 13. Траверса 14 со стороны привода 4 связана двумя жесткими тягами 15, расположенными снаружи собираемого ротора 7 параллельно его оси, с неподвижной стойкой 2, причем тяги по кон-. цам в местах соединения снабжены универсальными шарнирами. Траверса 14 а хвостовике б, установленном на одвижной опоре 3, связана двумя регулируемыми по длине тягами 16, расположенными снаружи ротора 7 параллельно его оси, со штоками силовых цилиндров 17, закрепленных в стойке 2 и служащих приводом механизма поджима собираемых заготовок, включающего траверсы 14 и тяги 15 и 16.

Тяги 16 шарнирно соединены как со штоками силовых цилиндров 17, так и с траверсой 14, причем ось, соединяющая центры универсальных шарнирон любой из траверс и ось цапф 13 соответствующего корпуса 5, взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора.

Тяги 15 и 16, траверсы 14, стойка 2, валы 9 и силовые цилиндры 17 образуют систему сжатия ротора. Таким образом, корпуса 5 подшипников имеют возможность самоустанавливаться на торцах хвостовиков б по отношению к тягам 15 и 16 с учетом возможного искривления оси собираемого ротора. С помощью гибкой тяги 18 один иэ концов каждой транерсы в зависимости от направления вращения заготовок на стенде связан соответственно либо со стойкой 2, либо с опорой 3, что препятствует вращению траверс вместе с ротором. Траверса 14 соединяется с тягами 16 поочередной установкой фиксаторов 19 в калиброванные отверстия 20, сделанные по всей длине тяг с шагом, равным величине хода силовых цилиндров 17. Тяги 16- свободно лежат на роликоопорах 21 и 22, причем роликоопоры 22 подпружинены, что позволяет разгрузить траверсы 14 от веса тяг, à со штоками гидроцилиндрон тяги соединяются разъемными замками.

Это позволяет при необходимости осуществлять съем тяг со стенда н необходимый момент. На стойке 2 и опоре 3 размещены ролики 23 роликовой постели для установки и центрирования хвостиков ротора. Опорные ролики лю;нетов образуют в совокупности ролико:вую постель. На роликах 24 дополни-! тельной подвижной опоры размещено подвижное центрирующее устройстно 25, которое является съемным и предназначено.для предварительного центрирования заготовок в Форме дисков и установки их на стенд н положение . сборки. Кроме того, стенд содержит вспомогательные люнеты, нагревательнбе, сварочное, контрольное и измерительное оборудование, которые на чертежах не показаны.

Предлагаемый стенд работает следующим образом.

823047. Хвостовики ротора устанавливают на ролики 23 стойки 2 и опоры 3; и на торцах хвостовиков закрепляют корпуса 5 с траверсами 14. Оси корпусов 5 имеют фланцы с центрирующим буртиком, входящим в соответствующее отверстие хностовика. С помощью роликов 23 хвостовики выводят на ось стенда, зафиксированную измерительным дрибором. Каждую присоединяемую заго- товку устанавливают на ролики 24, предварительно выставленные относительно оси стенда. Причем, если присоединяемые заготовки имеют форму дисI ков, то неустойчивую относительно горизонтальной-оси заготовку предварительно центрируют и закрепляют в 1э центрирующем устройстве 25, а затем уже вместе с последним устанавливают на ролики 24. Траверсу 14 с помощью жестких тяг 15 соединяют со стойкой 2. Эта траверса ограничивает пе- Щ ремещение хвостовика вдоль оси стенда. Роликами 24 заготовка выводится на ось стенда для последующего ввода посадочным пояском заготовки в предварительно нагретое посадочное отверстие 5 хвостовика до соприкосновения торцов.

Подвижную опору 3 с установленным на ней вторым хвостовиком фиксируют разъемным замком 26 с тягой 27 и с помощью силового цилиндра 28 перемещают в còoðoíó стойки 2 по направляющим станины 1. После подвода хвостовика к присоединяемой заготовке до соприкосновения их торцов, фиксатор . разъемного замка 26 выводят из за.— цепления с тягой 27, а траверсу 14 соединяют с помощью фиксаторов 19 с двумя тягами 16. В полости силовых цилиндров 17 подают рабочую жидкость, тяги 16 перемещаются и поджимают.траверсу 14 с корпуса 5 к собираемым 40 заготовкам. Происходит осевое сжатие заготовок с необходимым усилием.

Корпуса 5 в процессе поджима имеют возможность самоустанавливаться по сопрягаемому торцу хвсстовика, 45 обеспечивая равномерное прилегание заготовок по всему периметру. После посадки включают привод 4 вращения заготовок для сварки корневого tusa, Сварку производят автоматически при непрерывном вращении и одновременном осевом сжатии. В процессе вращения свариваемых заготовок искривление оси собранной части конструкции и перекосы опорных торцов компенсируются за счет покачивания подшипниковых узлов относительно оси цапф 13 и оси, соединяющей центры универсальных шарнирон, а осевое биение компенсируется за счет качания тяг 1" и. 16, имеющих в местах соединения со стой- gg кой 2 и траверсами универсальные шарниры. Компенсация изменения линейных размеров собранной. части конструкции в процессе усадки шва и изменения температуры заготовок обеспечивается подвижностью опоры 3 в осевом направлении. При вращении собранную часть базируют только на двух роликоопорах, нсе остальные — опущены. После сварки каждого корневого шна снимают сжимающее усилие, выводят фиксаторы 19 иэ зацепления с тягами и фиксируют замком 26 тягу 27 с опорой 3.

Включением гидроцилиндра 28 отводят опору 3 и хвостовик с траверсой в ис" ходное положение. Хвостовик с приваренным диском выставляется вдоль оси стенда. На этом цикл сборки одного ротора заканчивается. Аналогично присоединяют и сваривают все последующие заготовки, причем по мере присоединения заготовок используют вспомогательные ролики роликовой постели, которые перемещают по длине так, чтобы деформация оси ротора была минимальной. После приварки всех дисков и второго хвостовика освобождают раэьемные замки, связывающие штоки силовых цилиндров с тягами 16, последние снимают со стенда для свободного подвода к собранному ротору нагревательного и сварочного оборудования, затем нагревают ротор и сваривают основные швы без поджима.

Применение изобретения позволяет значительно упростить конструкцию стенда, повысить надежность его эксплуатации и долговечность, а это, в свою очередь, позволяет повысить качество собираемых роторов,. что обеспечивает получение экономического эффекта н народном хозяйстве.

Формула изобретения

1. Стенд для сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности, состоящих из заготовок в форме дискон и двух хностовиков, содер...ащий смонтированные на основании роликовую постель, привод вращения изделия, подвижное центрирующее устройство и узел крепления деталей .ротора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества сборки роторов путем уменьшения отклонений осей заготовок от общей геометрической оси ротора, стенд оснащен неподвижной стойкой, закрепленной на основании между приводом вращения и центрирующим устройством, а узел крепления выполнен из двух траверс, каждая иэ которых смонтирована на хвостовике ротора, двух пар тяг и двух корпусов силовых цилиндров со штоками, при этом корпуса силовых цилиндров закреплены в стойке, одна иэ траверс присоединена к корпусу силовых цилиндров одной парой тяг, а другая траверса присоединена второй парой тяг к што-.. кам силовых цилиндров.

823047 Д zs

Вид A

2. Стенд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что каждая траверса оснащена корпусом, смонтированным в ней с возможностью свободного поворота в плоскости, параллельной основанию, а каждый корпус оснащен размещенным в нем на подшипниках валом, торец которого присоединен к торцу хвостовика ротора.

3. Стенд по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что тяги в мес1 тах их соединения с траверсами оснащены универсальными шарнирами.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Оборудование для комплексной механизации сварочного производства.

5436-003-65, НИИИнформяжмаш, М., 1965, .с. 99-127, 178-188.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 434698, кл. В 23 К 37/04, 21.07.72 (прототип).

Фиг.Г

S - 8 побернцтоg у

823047

Составитель В. Писаренко

Редакто О. Малец Тех ед Н.ковалева Корректс Н.. Щвыдкая

Закаэ 1953 14 Тираж 148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4 5 — —.

Филиал ППП "Патент", Г. Ужгород, ул. Проектная, 4