Центратор для сборки под сварку цилиндрических изделий

Центратор для сборки под сварку цилиндрических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскнк

Соцкапистичвсккк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЪСТВУ

{6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 05.03,79 (2! ) 2732345/25-27 (51)М. Кл.

В 23 К 37/04 с прнсоедннениеее заявки М3Ъаударатеенный камнтет

СССР но делен нзааретеннй н аткрытнй

В 23 К 31/06 (23)ПриоритетОпубликовано 15.01.82. Ьнтллетень Р!е 2

Дата опубликования описания 18.01 82 (53) УДК 621,,979.039 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Ф. Глазунов (7!) Заявитель (54) центРдтоР для своРки под свлРКУ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для центрирования при сборке под сварку цилиндрических изделий типа обечаек больших диа,метров (2-10 м), используемых в маши«

i нос троении, судос троении и в авиацион- ной промышленнос ти.

Известно устройство для центровки цилиндрических оболочек, содержащее расположенную по оси оболочек штангу, на

l0 которой соосно оппозитно установлены два пневматических привода, а на подвижных элементах шарнирно закреплены ра- . диально расположенные шатуны с толкателями. Ll,àííoå устройство обеспечивает !

5 требуемую точность центровки цилиндрических оболочек большого диаметра, например напорных водоводов ГЭС 1).

Недостатками этого устройства явля ются отсутствие формирующих сварной шов элементов, большие габариты в осевом направлении и невозможность монтажа любого числа устройств в параллель2 ных плоскостях при сварке близколежащих сварных швов.

Известен внутренний центратор для сборки стыков цилиндрических изделий под сварку, содержащий корпус, в направляющих которого установлены с зозможностью радиального перемещения штоки, оснащенные центрирующими, сегментами и роликами, взаимодействующими с подвижной конусной втулкой, установленной в упомянутом корпусе. Данный центратор обеспечивает раздвижение центрируквцих сегментов на значительную величину, что позволяет производить сварку обеча» ек, имеющих проходной диаметр меньше разжимного диаметра, и обеспечивает формирование сварного шва)2).

Недостатками центратора являются бо льшие габариты в осевом направлении. невозможность монтажа любого числа центраторов в параллельных плоскостях при сварке близколежаших сварных швов, а так же то, что центрирующие сегменты не образуют в разжатом состоянии по окруж897448 ности безэазорное кольцо с канавкой, и поэтому сварной шов формируется не по всей окружности, а имеет участки без формирования, что сказывается на качестве сварного шва. 5

Известен также внутренний центратор, состоящий из корпуса, отдельных формирующих швов сегментов, устанавливаемых с воэможностью радиального перемещения в направляющих, и привода. Привод толкате-10 лей сегментов выполнен в виде полого винта, установленного на оси поворотного диска и гайки с наклонными плоскостями, взаимодействующими с упомянутыми толкателями. Панный центратор позволяет производить сварку обечаек, имеющих проходной диаметр меньше разжимного диаметра, обеспечивает формирование сварного шва по всему стыку свариваемых обечаек, позволяет производить монтаж 20 любого числа центраторов в параллельных плоскостях при сварке близколежащих сварных швов 1 3).

К недостаткам центратора относится сложность и громоздкость конструкции Ю при сварке обечаек большого диаметра (до 10 м), малое усилие разжима сегментов, недостаточное для устранения эллипсности жестких обечаек большого диаметра, невозможнос ть использования данной конструкции для закрепления и центрирования изделий снаружи, не позволяет производить сборку под сварку большой номенклатуры обечаек различных форм и размеров.

Наиболее близкий к изобретению по технической сущности является центратор для сборки под сварку цилиндрических изделий, содержащий корпус, разжимные сегменты для внутреннего центрирования с приводами, установленные с возможностью радиального перемещения в направляющих, и механизм продольного перемещения центратора f4). !

Недостатки данного центратора заключаются в невозможности его использования для закрепления и центрирования изделий большой номенклатуры различных форм и размеров, а также для центрирования по наружной поверхности изделий.

Цель изобретения — расширение диапазона типоразмеров свариваемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что центратор для сборки под сварку цилиндрических изделий, содержащий корпус, 5 разжимные сегменты для внутреннего центрирования с приводами, установленные с возможностью радиального перемещения в направляющих, и механизм продольного перемещения центратора, снабжен механизмами продольного перемещения сегментов для внутреннего центрирования, каждый из которых выполнен в виде основания, жестко закрепленного на штанге, установленной с возможностью осевого перемещения в направляющей стойке, при этом направляющие с разжимными сегментами и приводами смонтированы каждая на соответствующем основании механизма продольного перемещения сегментов, а направляющая стойка жестко закреплена на корпусе.

Кроме того, центратор снабжен дополни тельными приводными разжимными сегментами для наружного центрирования, смонтированными так же как основные сегменты.

На фиг. 1 изображен предлагаемый центратор, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1ь; на фиг. 4 — вид В на фиг. 1 . фиг. 5 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг. 4.

Бентратор состоит из сменных сегментов 1 и 2 для внутреннего центрирования и сменных сегментов 3 и 4 для наружного центрирования. Внутренние сегменты 1 и 2 обеспечивают центрирование обечаек 5 и 6 изнутри, а сегменты 3 и 4 — центрирование обечаек 6 и

7 снаружи. Сегменты 1 и 2 так же, как и сегменты 3 и 4, образуют в разжатом состоянии по окружности беззазорное кольцо с канавкой 8 для формирования проплава сварного шва. Каждый из сегментов 1 — 4 установлен в направляющих 9 с возможностью только радиального перемещения в плоскости разжима (при центрировании обечаек изнутри) и сжатия (при центрировании обечаек снаружи) свариваемых обечаек 5-7. Сегменты 1-4 имеют каждый свой привод (механический, электромеханический, пневматический или гидравлический ), конец радиально перемещающейся части которого выполненный со сферической головкой 10 и кольцевой канавкой 1 1, подвижно соединен с Т»образным пазом 12 в сегмен-. те, причем при центрировании обечаек 5 и 6 изнутри каждый привод 13 сегмента 1 имеет радиальный ход больше, чем привод 1 4 с егм ента 2 на величину % равную радиальному расстоянию между контактирующими с обечайками 5 и 6 поверхностями сегмента 2 и 1 в крайнем сведенном их положении, а при центриро897448

5 вашш обечаек 6 и 7 снаружи все приводы L5 сегментов 3 и 4 имеют одинаковый радиальный ход.

Каждый сегмент с направляющей и привод размещен на своем основании, сегменты 1 и 2 размещены на основаниях L6, а сегменты 3 и 4 размещены на основаниях 17. К каждому основашпо 16 жестко прикреплена штанга l8, перемещающаяся в направлении, параллельном оси 10 свариваемых обечаек 5-7, с возможностью фиксации в направляющей стойке 19 при помощи зажима 20, а к каждому основанию 17 жестко прикреплена штанга

21, перемещающаяся также в направлении,15 параллельном оси свариваемых обечаек

5-7, с возможностью фиксации в направляющей стойке 22 при помощи зажима 23.

Конструкция и размеры штанг 18 и 21 так же, как и направляющих стоек 19 и щ

22 с зажимами 20 и 23 одинакова. Направляющие стойки 19 и 22 жестко закреплены на корпусе 24 центратора с возможнос тью последующего перемещения в радиальном направлении по отношению 25 к оси свариваемых обечаек 5-7. Все основания 16 жестко соединены между собой сменными панелями 25, а все основания 17 жестко соединены между собой сменными планками 26, образуя жесткую З0 кольцевую конструкцию. центратор работает следующим образом.

Пример. Необходимо сварить конструкцию из трех обечаек 5-7, которая имеет внутренний проходной диаметр Dy меньше внутреннего центрируемого диаметра13< М

Сначала подготавливают центратор для сборки обечаек 6 и 7, используя для этого сегменты 3 и 4, которые служат для наружного центрирования, Корпус 24 центратора устанавливают базирующим диаметром Э на сварочном устройстве. На корпусе 24 жестко закрепляют направляющие стойки 22 со штангами 21 и основаниями 17, на которых размещены сегмен50 гы 3 и 4 со своими направляющими 9 и приводами 15. Основания 17 жестко соединяют планками 26. Перемещая штанги

21 в направляющих стойках 22 устанавливают центр формирующей канавки 8 сегментов 3 и 4 на высоту стыка свариваеИ мых обечаек 6 и 7 и фиксируют штанги 21 в направляющих стойках 22 при помощи зажимов 23. Сегменты 3 и 4 дол6 жны находиться в крайнем разведенном положении, это соответствует Р >Кс; который всегда больше наружного диаметра

D свариваемой конструкции. На подготовленный таким образом к работе центратор устанавливают обечайки 6 и 7, готовые к сварке. Сначала устанавливают обечайку 7, а на нее устанавливают обечайку 6. После этого при помощи приводов 15 сводят сегменты 3 и 4 к центру с силовым сжатием обечайки 6 и 7 до диаметра р .2. МИН

Затем изнутри производят сварку кольцевого шва, после чего при помощи приводов 15 разжимают сегменты 3 и 4 и разводят до диаметра т.е. переводят в исходное по2 МОКС ложейие. Если требуется сварить не од-. ну конструкцию из обечаек 5-7,, а партию, ro сначала сваривают обечайки 6 и 7 всей партии пли необходимое количество от нее, а затем производят сварку сваренных обечаек 6 и 7 с обечайкой 5.

Такая последовательность сварки обечаек: оптимальная и наиболее гехнологичная, так как затрачивается наименьшее время на сварку всей партии на одной сварочной установке. Сваренные обечайки 6 и

7 снимают и устанавливают другие обечайки 6 и 7, после чего рабочий цикл повторяется.

Сварив необходимое количество обечак 6 и 7, приступают к подготовке центратора для сборки сваренных обечаек с обечайкой 5 в порядке, описанном при подготовке центратора для сборки обечаек 6 и 7, используя для этого сегмен-. ты 1 и 2, которые служат для внутреннего центрирования, а сегменты 3 и 4 с основаниями 17, штангами 21 и направляющими стойками 22 с корпуса 24 снимают. Сегменты 1 и 2 должны находиться в крайнем сведенном положении, обеспечивая тем самым наложение сегментов

2 па сегменты L. Зго соответствует

З МИн, который всегда меньше внутреннего проходного диаметра Q> свариваемой конструкции.

H а подго товленн ый таким образом к работе центратор устанавливают сваренные обечайки 6 и 7, а на них устанавливают обечайку 5. После чего при помощи приводов 14 производят разведение сегментов 2 с силовым разжимом обечаек 5 и

6 до диаметра Х) м < . Затем при помощи приводов 13, которые имеют радиальный ход больше, чем приводы 14 на величину 4, производят разведение сегментов 1 с силовым разжимом обечаек 5

8974

7 и 6 до диаметра Da ц с . После этого снаружи произво,ят сварку кольцевого шва. Закончив сварку, производят разжатие и сведение к центру сначала сегментов 1, а затем сегментов 2 до диаметра 5

)),,, обеспечивая тем самым наложение сегментов 2 на сегменты 1. Сваренную конструкцию снимают и устанавливают другую, после чего рабочий цикл повторяется.

Если необходимо перейти на сборку обечаек с большим диаметром центрирования, то сегменты 1-4 заменяются на новые.

Основания 16 так же, .как и основания 17, жестко соединяются между собой новыми планками 25 и 26, а направляющие стойки 19 и 22 устанавливают на корпусе

24 в нужном положении.

При необходимости монтажа любого числа центраторов в параллельных плос20 костях при сварке близколежаших сварных. швов на основаниях 16 и 17, посредством стоек, закрепляют новые такие же основания с сегментами, которые переме25 шают в направляющих при помощи своих приводов, а на их основания следующие и т.д.

Использование центратора для сборки под сварку цилиндрических изделий, по сравнению с существующими позволяет:

30 производить центровку большой номенклатуры обечаек различных форм и размеров как изнутри, так и снаружи; сократить номенклатуру применяемой оснастки для сборки под сварку упомянутых обечаек за счет расширенных технологических возможностей и универсальности центратора, так как он содержит сменные сегменты для внутреннего и наружного центрирования; повысить качество сборки за счет > увеличения усилия разжатия (сжатия) сегментов, так как каждый сегмент содержит свой привод; расширить диапазон сборки диаметров свариваемых обечаек (2-10 м) за счет того, что каждый сег- 45 мент с направляющей и приводом размещен на своем основании, которое имеет возможность перемешаться в радиальном направлении по отношению к оси свариваемой конструкции производить точную на- 50

4 стройку сегментов на стык свариваемых обечаек за счет того, что сегменты имеют дополнительное перемещение в напра48 8 влении параллельно оси свариваемой кой струкции; повысить производительность труда в 2-3 раза за счет упрощения конструкции, удобства в эксплуатации и сок« ращения времени на установку и сборку обечаек различных форм и размеров, так как центратор обеспечивает возможность их сварки на одной сварочной установке, а это позволяет высвободить некоторое количество сварочных установок и использовать их для сварки других изделий.

Формула изобретения

1. Центратор для сборки под сварку цилиндрических изделий, содержащий корпус, р азж ими ые с егм ен ты для внутр еннего центрирования с приводами, установленные с возможностью радиального перемещения в направляющих, и механизм продольного перемещения центратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона типоразмеров свариваемых изделий, центратор снабжен механизмами продольного перемещения сегментов для внутреннего центрирования, каждый из которых выполнен в виде основания, жестко закрепленного на штанге, установленной с возможностью осевого перемещения в направляющей стойке, при этом направляющие с разжимными сегментами и приводами смонтированы каждая на соответствующем основании механизма продольного перемещения сегментов, а направляющая стойка жестко закреплена на корпусе.

2. центратор по и. 1, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что он снабжен дополнительными приводными разжимными сегментами для наружного центрирования, смонтированными так же, как основные сегменты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 542608, кл. В 23 К 37/04, 1 972.

2. Авторское свидетельство СССР

No 500959, кл. В 23 К 37/04, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

No 56942 1, кл. В 23 К 37/04, 1 976.

4. Патент США No 3369725, кл. 228-50, 1968 (прототип).

897448

У

17

Г-Г

Я 10 1f

17

Составитель Л. Назарова

Редактор М, Бандура Техред А. Бабинец . Корректор А, Йзятко

3аказ 11818/17 Тираж 1150 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1 13038, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/S

Филиал Пп Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4