СПОСОБ ЦЕНТРОВКИ ДВУХ ПРОФИЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК, В ЧАСТНОСТИ, РЕЛЬСОВ В МАШИНЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ Российский патент 2010 года по МПК B23K37/04 B23K101/26 

Изобретение относится к сварке, а более точно к способу центровки двух профильных заготовок, в частности, рельсов в машине для контактной стыковой сварки.

Известен способ центровки, когда для совмещения осей рельсов в конструкции машины предусматривают сервомеханизмы для перемещения в различных направлениях одной из свариваемых заготовок (вторая рельсовая заготовка закреплена неподвижно, патент №654363, кл. E01B 29/46, Швейцария), либо перемещают одну из заготовок в горизонтальной плоскости, а другую в вертикальной, как, например, в стационарной рельсосварочной машине К-190П (Оборудование для контактной сварки рельсов и его эксплуатация. С.А.Солодовников и др., Киев: Наукова думка, 1974, с.179). При этом управление сервомеханизмами осуществляется оператором вручную по результатам визуального и тактильного осмотра стыкуемых торцов рельсов. Точность совмещения осей рельсов зависит от квалификации оператора.

Известен способ автоматической центровки свариваемых заготовок, когда для совмещения поверхностей катания головки рельсов в одной плоскости измеряют с помощью датчиков расстояния от общей базы до совмещаемых поверхностей и разность полученных сигналов используют для управления механизмом корректировки (патент РФ №2192339, B23K 11/04, 11/24). Недостаток известного способа состоит в том, что он не решает второй проблемы центровки рельсов - совмещения в одной плоскости боковых граней головок рельсов.

Наиболее близким по техническому решению является способ центровки двух профильных заготовок, в частности, рельсов в машине для контактной стыковой сварки, при котором положение зажатых концов свариваемых заготовок корректируют с помощью сервомеханизмов по сигналу рассогласования, в качестве которого принимают разность расстояний от фиксированной точки начала отсчета (общей базы) до совмещаемых поверхностей свариваемых заготовок, при этом центровку проводят в два этапа: на первом этапе измеряют расстояния от общей базы до совмещаемых поверхностей со стороны поверхности катания головки рельсов и полученный сигнал рассогласования используют для управления сервомеханизмом вертикального перемещения одной рельсовой заготовки, а на втором этапе измеряют расстояния от общей базы до совмещаемых поверхностей со стороны правой или левой боковой грани головки рельсов и полученный сигнал рассогласования используют для управления сервомеханизмом горизонтального перемещения другой рельсовой заготовки (патент РФ №2165347, B23K 37/04, 11/04 // B23K 101:26), принятый нами в качестве прототипа. Область применения известного способа распространяется на центровку старогодных отремонтированных рельсов, при установке которых в машине несовпадение торцов стыкуемых рельсов по ширине головки должно быть смещено в сторону нерабочей грани (правой либо левой) (Рельсы железнодорожные старогодные отремонтированные сварные. Технические условия ТУ 0921-077-01124328-99, с.36, М.: Транспорт, 1999).

При сварке новых рельсов несовпадение торцов стыкуемых рельсов должно быть смещено по ширине головки в обе стороны, т.е. центровка рельсов должна выполняться по оси, а не по боковой грани (Рельсы железнодорожные новые сварные. Технические условия ТУ 0921-057-01124328-98 с.13, М.: Транспорт, 1999). По этой причине известный способ центровки не дает желаемого результата при сварке новых рельсов.

В основу изобретения поставлена задача создать способ центровки двух рельсов в машине для контактной стыковой сварки, который обеспечивает совмещение осей стыкуемых заготовок.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе центровки двух профильных заготовок, в частности, рельсов в машине для контактной стыковой сварки, при котором положение зажатых концов свариваемых заготовок корректируют с помощью сервомеханизмов по сигналу рассогласования, в качестве которого принимают разность расстояний от общей базы до совмещаемых поверхностей свариваемых заготовок в зоне стыкуемых торцов, измеряют одновременно расстояния от общей базы до правой и левой боковых граней головок рельсов и разность измеренных сигналов используют для управления сервомеханизмом горизонтального перемещения рельсовой заготовки.

Фактически задача совмещения осей стыкуемых заготовок сводится к определению ширины головок свариваемых рельсов и их положения относительно общей базы. Предлагаемый способ центровки поясняется чертежом, где приняты следующие обозначения: 1, 2 - датчики, измеряющие расстояния соответственно а₂ и в₂ от общей базы 3 до левой боковой грани головок стыкуемых заготовок; 4, 5 - датчики, измеряющие расстояния соответственно a₁ и в₁ от общей базы 6 до правой боковой грани головок стыкуемых заготовок; 7, 8 - свариваемые рельсы; А - расстояние между датчиками со стороны левой и правой боковых граней головки рельса.

Ширина головки рельсовой заготовки 7 равна А-(a₁+а₂).

Расстояние от боковой грани заготовки 7 до ее оси: 0,5[A-(a₁+a₂)]. Расстояние от общей базы 6 до оси заготовки 7 равно 0,5[А-(a₁+a₂)]+a₁.

Аналогично расстояние от общей базы 6 до оси заготовки 8 равно 0,5[A-(в₁+в₂)]+в₁.

Оси рельсов будут совмещены, если выполняется равенство:

0,5[A-(a₁+a₂)]+а₁=0,5[A-(в₁+в₂)]+в₁.

После простых преобразований приходим к выражению сигнала управления сервомеханизмом горизонтального перемещения заготовок в виде: (a₁-в₁)-(a₂-в₂)=0, где

выражения в скобках - измеренные расстояния от общей базы до правой и левой боковых граней головок рельсов соответственно.

Предлагаемый способ центровки реализован в новых стационарных рельсосварочных машинах типа К-1000, оборудованных специальным манипулятором с индукционными датчиками расстояния, который на период проведения подготовительных операций к сварке вводится в зону стыкуемых торцов.

Изобретение может быть использовано для центровки свариваемых заготовок в стационарных рельсосварочных машинах. Положение зажатых концов свариваемых рельсов корректируют с помощью сервомеханизмов их горизонтального перемещения по сигналу рассогласования. Сигнал формируют с учетом измеренных расстояний от общей базы до совмещаемых поверхностей боковых граней головок свариваемых рельсов в зоне стыкуемых торцов. Упомянутое расстояние измеряют одновременно со стороны правой и со стороны левой боковых граней головок свариваемых рельсов. Сигнал рассогласования формируют как разность сигналов с правой и левой сторон рельсов. Способ обеспечивает точное совмещение осей стыкуемых заготовок. 1 ил.

Способ центровки рельсов в машине для контактной стыковой сварки, при котором положение зажатых концов свариваемых рельсов корректируют с помощью сервомеханизмов их горизонтального перемещения по сигналу рассогласования, который формируют с учетом измеренных расстояний от общей базы до совмещаемых поверхностей боковых граней головок свариваемых рельсов в зоне стыкуемых торцов, отличающийся тем, что упомянутое расстояние измеряют одновременно со стороны правой и со стороны левой боковых граней головок свариваемых рельсов, а сигнал рассогласования формируют как разность сигналов с правой и левой сторон рельсов.