УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИВАРКИ УСИЛИТЕЛЯ К ПЛОСКОМУ ЛИСТУ Российский патент 2025 года по МПК B23K37/02 

Изобретение относится к оборудованию для сварки крупногабаритных судовых панелей, а именно приварки взаимно пересекающихся элементов судового набора к плоским листам обшивки или настила. Изобретение может быть использовано для сварки иных конструктивно сходных изделий машиностроения.

Известно изобретение, относящееся к конструкции автомата для двусторонней лазерно-дуговой сварки в защитном газе угловых соединений стальных конструкций, являющихся элементами тавровой балки, и может быть использовано в судостроении, мостостроении и других смежных отраслях промышленности (патент RU187501U1, B23K26/00. опубл.11.03.2019). Задачей настоящей полезной модели является разработка автомата для автоматической высокопроизводительной двухсторонней гибридной лазерно-дуговой сварки тавровых балок. Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение производительности сварки за счет высокой скорости процесса, улучшение качества сварных соединений за счет обеспечения перекрытия зон проплавления угловых швов, снижение уровня сварочных деформаций за счет одновременного воздействия тепловыми источниками с двух сторон. Указанный результат достигается за счет создания автомата для двухсторонней лазерно-дуговой сварки, который содержит портал с расположенными по обеим сторонам каретками, имеющими привод перемещения вдоль портала, позволяющий осуществлять последовательное или параллельное перемещение кареток вдоль портала, на каждую из которых установлен двухкоординатный суппорт, с расположенными на нем оптической лазерной головкой, дуговой сварочной горелкой, датчиком слежения за стыком, катушкой со сварочной проволокой, имеющий возможность перемещения по вертикальной оси и по оси перпендикулярной сварочному стыку.

Известно изобретение, относящееся к устройству для переноса различных рабочих узлов, используемых в судостроении, и, в частности, к передаточному устройству для переноса рабочей единицы таким образом, что сварка, может быть выполнена при прохождении через препятствие внутри судна (патент KR100562125B1, B63B27/00; B63B9/00, B63B9/06 опубл.21.03.2006). Целью настоящего изобретения является создание передаточного устройства для перемещения рабочей единицы через множество препятствий, расположенных параллельно в рабочем пространстве, состоящее: из основания, расположенного поперек пары параллельно расположенных препятствий. Ведущая нога, линейно перемещается вдоль продольного направления основания и установлена таким образом, чтобы иметь возможность двигаться вверх и вниз в направлении, перпендикулярном основанию. Движущееся тело, которое линейно перемещается вдоль продольного направления параллельно основанию, манипулятор, установленный на подвижном теле таким образом, чтобы иметь возможность двигаться вверх и вниз в направлении, перпендикулярном продольному. Направление основания и наличие рабочего блока, предусмотренного на его конце, и манипулятора, предусмотренного на нижнем конце ведущей стойки и приводимого в движение первым двигателем, и ведущего колеса для перемещения ведущих колес. В аппарате ведущая нога и манипулятор могут перемещаться в боковом направлении между препятствиями, приводя ведущие колеса под ведущую ногу при преодолении препятствий, при движении вверх и вниз в линейном направлении. Реечная шестерня, сформированная вдоль продольного направления ведущей ноги с одной стороны ведущей ноги для подъема и опускания ведущей ноги, и реечная шестерня, закрепленная на основании с заданным интервалом так, чтобы избирательно входить в зацепление с реечной передачей при линейном движении ведущей ноги, и второй двигатель для одновременного вращения шестерен. Для того чтобы обеспечить линейное перемещение ведущей ноги, передаточное устройство по настоящему изобретению дополнительно включает множество шестерен, третий двигатель для привода ремня и одну сторону, закрепленную на ремне, и направляющий блок, который скользко соединен с ведущей ножкой в вертикальном направлении. Транспортирующее устройство по настоящему изобретению характеризуется тем, что для обеспечения линейного перемещения движущегося тела используется реечная шестерня, ведущая шестерня, предусмотренная в нижней части движущегося тела для вращения зубчатой передачи, и четвертый двигатель для привода ведущей шестерни.

Известно изобретение, относящееся к устройству для переноса различных рабочих узлов, используемых в судостроении, и, в частности, к передаточному устройству для переноса рабочей единицы таким образом, что такая работа, как сварка, может быть выполнена при прохождении через препятствие внутри судна (патент KR100562124B1, B63B9/00, B63B9/06 опубл.21.03.2006). Целью настоящего изобретения является создание передаточного устройства для перемещения рабочей единицы через множество препятствий, расположенных параллельно в рабочем пространстве, состоящее: из основания, расположенного поперек пары параллельно расположенных препятствий, рельс, перемещаемый вдоль продольного направления основания к основанию, подвижного корпуса, установленного на основании и рельсе таким образом, чтобы быть линейно подвижным, подвижного корпуса, перемещаемого вверх и вниз в направлении, перпендикулярном продольному направлению основания, и манипулятора, соединенного с рабочим блоком на нижнем его конце. Рельс включает в себя первую зубчатую передачу, скользящую по верхней поверхности основания в продольном направлении. При этом основание имеет вторую зубчатую передачу, сформированную на его верхней поверхности параллельно первой реечной передаче. Первая шестерня, зацепленная с первой реечной передачей, первый двигатель для вращения и приведения в движение первой ведущей шестерни, вторая шестерня, входящая в зацепление со второй зубчатой передачей. Рельсы перемещаются в боковом направлении препятствия в продольном направлении первой зубчатой передачи. Пара опорных элементов, предусмотренных на обоих концах основания, ограждает верхнюю поверхность и обе стороны основания, и направляющие выступы, выступающие внутрь с одной боковой поверхности каждого из опорных элементов. Направляющая канавка может быть образована в продольном направлении на одной боковой поверхности. Направляющая проекция направляется вдоль направляющей канавки, чтобы направлять движение расширения и сжатия, когда основание и рельс относительно расширяются и сжимаются. Передаточное устройство по настоящему изобретению представляет собой передаточное устройство, которое установлено на нижней части движущегося тела таким образом, чтобы иметь возможность перемещаться вверх и вниз так, чтобы движущееся тело могло перемещаться вверх и вниз по препятствию, а также цилиндр для подъема и опускания электромагнита. Транспортирующее устройство по настоящему изобретению может дополнительно содержать третью зубчатую передачу, выполненную на одной поверхности манипулятора по ее длине. Третья ведущая шестерня, вращающаяся с одной стороны третьей шестерни и входящая в зацепление с третьей зубчатой передачей, 3 - 5 - виды, показывающие предпочтительный вариант осуществления передаточного устройства рабочего узла согласно настоящему изобретению.

Известно изобретение, (патент KR100557171B1, B63B9/00, B63B9/06 опубл. 03.03.2006), целью которого является создание передаточного устройства для перемещения рабочего блока через множество препятствий, расположенных параллельно в рабочем пространстве, состоящего из: основания, расположенного поперек пары параллельно расположенных препятствий, пары ножек, установленных на обоих концах нижней части основания для поддержки основания на паре препятствий, и часть тела, вращающаяся на основании, чтобы иметь возможность вращаться в продольном направлении, манипулятора, прикрепленного к части кузова таким образом, чтобы он мог вертикально перемещаться в направлении, перпендикулярном продольному направлению основания, манипулятор с рабочим блоком на конце, и передаточное устройство для рабочего блока, включая колесо, установленное на нижнем конце манипулятора. Каждая из ног включает в себя верхнюю ногу, вращаемую в нижней части тела, и нижнюю ногу, которая установлена на нижней части верхней ноги так, чтобы двигаться вверх и вниз по отношению к телу. Для подъема и опускания голени нога снабжена первым двигателем и шариковой гайкой, соединенной с выходным валом первого двигателя и выступающей внутрь нижней ноги, и шариковой гайкой, закрепленной на шарико-винтовой паре, на верхнем конце нижней ноги.

Известно изобретение, которое раскрывает механическое устройство перемещения манипулятора для сварки судов (патент CN111266767A, B23K37/00; B23K37/02, опубл.12.06.2020). Механическое устройство перемещения манипулятора для сварки судов состоит из двух опорных рам, а несущие пластины неподвижно соединены с днищами опорных шпангоутов. В соответствии с устройством перемещения механического рычага для сварки судов устроен монтажный механизм, механический рычаг размещается на двух первых монтажных пластинах, затем расстояние между двумя крепежными пластинами регулируется в соответствии с размером механического рычага, две фиксирующие пластины расположены с двух сторон механического рычага, пружина используется для приведения в движение двух крепежных пластин, чтобы вернуться в исходное положение для фиксации механического рычага, так что механический рычаг прочно закреплен в первых монтажных пластинах, затем вторые монтажные пластины и первые монтажные пластины плотно фиксируются с помощью винтов, а затем вторая соединительная пластина и первая соединительная пластина привариваются так, чтобы монтажный механизм можно было надежно соединить с движущимся механизмом, Рабочее колесо на подвижном механизме вращается, приводя в движение ведомое колесо, чтобы свободно перемещаться по рельсовой панели, вторая соединительная пластина используется для привода монтажного механизма для перемещения, и достигается движение механического рычага.

Недостатки вышеуказанных аналогов – они не позволяют производить автоматическую двустороннюю приварку к плоскому листу (обшивке или настилу) взаимно пересекающихся элементов судового набора сравнительно несложным устройством.

Известно изобретение, выбранное в качестве прототипа, относящееся к механическим сварочным и режущим аппаратам (патент US3779444, В23К37/02, В23К9/025, опубл. 18.12.1973). Настоящее изобретение относится к механическим приводным устройствам для крепления к заготовке и перемещения по ней при автоматическом выполнении рабочих операций, таких как резка, сварка.

Одной из целей описанного изобретения является создание усовершенствованного аппарата, который имеет относительно легкий вес, прост в обращении, может быть легко прикреплен к заготовке для выполнения на ней рабочей операции, может эксплуатироваться без присмотра в течение относительно длительного периода времени.

Изобретение обеспечивает компактную низкую перевернутую U-образную основную рамную конструкцию в материалообрабатывающем аппарате. Конструкция приспособлена для размещения заготовок переменной высоты, над которыми должна выполняться рабочая операция, опирается на колеса, позволяющие перемещать рамную конструкцию вдоль продольной оси заготовки.

Изобретение обеспечивает улучшение уникального положительного приводного соединения между основной рамой и поверхностями заготовки, которое включает в себя ведущее и зажимное колеса, входящие в зацепление с противоположными боковыми поверхностями продольно выдвигающейся части связанной заготовки, при этом зажимные колеса поддерживаются для зажима и разжимания с помощью рычажного узла параллельного движения.

Изобретение имеет улучшенные средства крепления для поддержки рабочей горелки с одной или обеих сторон конструкции рамы, которые позволяют выборочно регулировать каждую горелку в торцевом, обычно угловом вверх и вниз поворотном движении, и боковых регулировочных движениях, а также при этом позволяют расположить резаки на противоположных сторонах заготовки в шахматном порядке. В дополнение к вышеупомянутым регулировкам опоры резака, обеспечивает дальнейшую регулировку, позволяющую легко перемещать угловое положение горелки по дуге, радиус кривизны которой обычно сосредоточен на рабочем конце резака. Настоящее изобретение обеспечивает устройство, при котором горелки опираются назад от приводного механизма, чтобы можно было легко наблюдать за работой горелки, и при котором горелки снабжены уникальными отслеживающими колесами для постоянной ориентации и поддержания рабочих концов горелок в надлежащем отношении по отношению к линии локуса, выполняющей работу.В случае горелок для дуговой сварки предоставляет уникальные средства для подачи электродных проволок к сварочным горелкам от подающих катушек, несущихся по основной рамной конструкции.

Кроме того, целью является предоставление уникальных средств управления, с помощью которых соответствующие рабочие функции аппарата легко регулируются в соответствии с различными эксплуатационными требованиями и условиями, а также средств управления безопасностью для автоматического выключения и прекращения работы аппарата при достижении им конца заготовки, на которой он работает.

Недостатками прототипа является невозможность начала и окончания сварочных швов у концов заготовки – остаются концевые непроваренные участки швов. Также недостатком является сниженная производительность при приварке пересекающихся элементов жесткости, вызванная необходимостью ручного труда при перестановки устройства.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании устройства, которое позволяет в полностью автоматическом режиме приваривать к плоскому листу пересекающиеся усилители (элементы жесткости) различной геометрии (Г-образные, Т-образные, Z-образные, двутавры, полособульбы и другие).

Поставленная задача решается тем, что устройство для приварки усилителя к плоскому листу, включает силовой подвижный аппарат и две горелки, установленные на указанном силовом подвижном аппарате, механизм наклона как минимум, одной горелки относительно плоскости листа и механизм поворота силового подвижного аппарата вокруг геометрической оси, пересекающей плоскость листа. В качестве силового подвижного аппарата используют сварочный трактор с возможностью развивающего усилие путём отталкивания от поверхности плоского листа или с возможностью развивающего усилие путём отталкивания от поверхности усилителя.

В качестве силового подвижного аппарата используют каретку, c приводным элементом, развивающим усилие путём отталкивания от механизма поворота. При этом в качестве приводного элемента могут быть использованы пневмоцилиндры, гидроцилиндры, передачи: шестерня-зубчатая рейка, звездочка-цепь, винт-гайка, ременная, пластина с отверстиями в зацеплении с шестернёй. Механизм поворота включает балку, перед началом работы разворачиваемую примерно параллельно усилителю. В качестве усилителя выступает Т-образная балка или полособульб.

В заявляемом изобретении механизм поворота включает механизм изменяющий расстояние между горелками и листом.

В заявляемом изобретении каретка включает механизм, изменяющий расстояние между, как минимум, одной горелкой и листом.

В заявляемом изобретении как минимум одна горелка соединена с силовым подвижным аппаратом посредством механизма, изменяющего расстояние между горелками.

В заявляемом изобретении в качестве горелок используют сварочные горелки с подачей защитного газа и проволоки-электрода.

В заявляемом изобретении в качестве горелок используют сварочные горелки с подачей сыпучего флюса и проволоки-электрода.

В заявляемом изобретении плоский лист и усилитель изготовлены из металла.

В заявляемом изобретении ось поворота силового подвижного аппарата, пересекающая плоскость листа, в целом перпендикулярна листу.

Пример 1.

Изображенное на фиг.1 устройство для приварки к стальному листу (1) Т-образной стальной балки (2) в качестве усилителя, содержит силовой подвижный аппарат – шарнирную сварочную каретку (3) с возможностью изменяемого наклона обеих сварочных головок каретки (4) и взаимного сдвигания-раздвигания сварочных головок. Сварочная каретка развивает усилие путём отталкивания от балки механизма поворота (5), состоящего из балки и привода вращения (6), вертикальная ось которого совпадает с геометрической осью поворота силового подвижного аппарата (7).

Данное устройство пригодно для проваривания швов, начиная от концов усилителя, в том числе находящихся под нависающими элементами, что позволяет автоматически приваривать усиливающие элементы по всей длине.

Изобретение относится к оборудованию для сварки крупногабаритных судовых панелей, а именно для приварки взаимно пересекающихся элементов жесткости судового набора к плоским листам обшивки или настила. Две сварочные горелки шарнирно установлены на каретке с возможностью изменения при работе угла относительно плоскости листа. Каретка размещена на балке с возможностью перемещения вдоль неё и оснащена средством взаимного сближения и удаления сварочных горелок. Балка снабжена приводом ее вращения, обеспечивающим поворот каретки вокруг геометрической оси, пересекающей плоскость листа. Устройство предназначено для приварки в качестве элемента жесткости Т-образной балки или полособульбы. Сварочные горелки предназначены для сварки проволочным электродом с подачей защитного газа или с подачей сыпучего флюса. Изобретение позволяет в полностью автоматическом режиме приваривать к плоскому листу пересекающиеся элементы жесткости различной геометрии. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для приварки элементов жесткости к плоскому листу, содержащее две сварочные горелки, отличающееся тем, что обе горелки шарнирно, с возможностью изменения при работе угла относительно плоскости листа, установлены на каретке, которая размещена на балке и может перемещаться вдоль неё с помощью приводного элемента, при этом каретка оснащена средством взаимного сближения и удаления сварочных горелок, а балка снабжена приводом ее вращения, обеспечивающим поворот каретки вокруг геометрической оси, пересекающей плоскость листа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводной элемент каретки выполнен в виде пневмоцилиндра, или гидроцилиндра, или передачи шестерня-зубчатая рейка, или звездочка-цепь, или винт-гайка, или пластина с отверстиями в зацеплении с шестернёй, или ременной передачи.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балка установлена с возможностью ее разворота перед началом работы параллельно элементу жесткости.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно предназначено для приварки в качестве элемента жесткости Т-образной балки или полособульбы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сварочные горелки предназначены для сварки с подачей защитного газа и проволочного электрода.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сварочные горелки предназначены для сварки с подачей сыпучего флюса и проволочного электрода.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоский лист и элементы жесткости изготовлены из металла.