Устройство для установки труб в трубные решетки теплообменников Советский патент 1985 года по МПК B23P15/26 B21D39/06 

выключатель пневмоцилиндра включения фрикционной муфты включен в цепь управления реверсом.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности, подвод воздуха к пневмоцилиндру эксцентрикового механизма зажима трубы вьтолнен тел скопическим.

6.Устройство по п. Т, отличающееся тем, что накопитель

452

с механизмом поштучной выдачи труб выполнен в виде наклонно закрепленных на каретке брусьев, ограничительного упора для труб, приемника труб в виде двух установленных основаниями один .навстречу другому с возможностью регулировки расстояния между ними L-образных пластин и пневмоцилиндра с рычагом отсекания и переброса трубы через упор.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ТРУБ В ТРУБНЫЕ РЕШЕТКИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ, содержащее раму с горизонтальными направляющими, в которых установлена каретка для перемещения труб, связанный с кареткой накопитель труб с механизмом его шагового перемещения, по вертикали, смонтированные на каретке роликовую головку с механизмом вращения труб и приводным от пневмоцилиндра эксцентриковым механизмом их зажима, и привод осевого перемещения труб, а также систему управления устройством, отличающеес я тем, что, с целью повьшения производительности, оно снабжено механизмом шагового перемещения каретки, механизмом поштучной вьщачи труб от накопителя на линию их осевого перемещения, связанным с системой управления приводом механизма вращения труб в виде смонтированной на роликовой головке червячной пары и узлом чередования работы механизмов осевого перемещения зажима и вращения труб, механизм осевого перемещения труб вьтолнен в виде подвижно установленного на каретке и связанного с приводом при помощи цепной передачи корпуса с подпружиненным толкателем труб, узел чередования работы механизмов выполнен в виде связанного с толкателем хвостовика и закрепленного на корпусе с возможностью взаимодействия с торцом хвостовика конечного выключателя, связанного с системой управления устройством, а эксцентриковый механизм зажима труб установлен на колеса червячной пары. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм шагового перемещения каретки выполнен в виде установленного на раме привода, винтовой пары с закрепленной на каретке гайкой и связанным б приводом ходовым винтом, установленной на раме и сочлененной с ходовым винтом (Л фрикционной муфты с пневмоцилиндром ее включения, сопряженной с муфтой при помощи зубчатой передачи рейки с пневмоцилиндром ее перемещения и установленных на раме с возможностыо взаимодействия с рейкой конечных выключателей соответственно привода механизма шагового перемещения карет00 Од ки и пневмоцилиндра включения фрикционной муфты. 4ib 3.Устройство по п. 2, отлиСД чающееся тем, что, с целью tc расширения технологических возможностей за счет обеспечения регулировки величины шага перемещения каретки, концевой выключатель привода механизма шагового перемещения каретки установлен с возможностью перемещения и фиксации относительно конца рейки. 4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, привод механизма шагового перемещения каретки выполнен реверсивным, а концевой

Изобретение относится к сборочно му производству, в частности к устройствам для сборки кожухотрубных теплообменных аппаратов с пучком из многих труб. Цель изобретения - повьшение производительности сборки за счет исключения ручных операций по перемещению каретки и установке роликовой головки относительно оси перемещения труб. На фиг. 1 схематически представл но устройство поперечный разрез; на фиг. 2 - тоже., вид по длине-, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг.4 каретка, осуществляющая процесс набивки, разрез; на фиг. 5 - устройство для вращения труб разрез; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5. Устройство для установки труб в решетки теплообменника содержит накопитель, состоящий из укрепленных на каретке 1 под углом к горизонту брусьев 2 с узлом подачи труб на линию досылания, состоящим из пневмоцилиндра 3, скрепленного с поворотным валом 4, оснащенным рычагом 5 переброса очередной трубы через упор 6, закрепленные на брусьях 2 с целью ограничивания самопроизвольного скатывания труб в приемник-желоб, состоящий из двух L-образньпс пластин 7 скрепленных с ходовыми винтами 8, обеспечивающими регулирование рассто яния между L-образными пластинами 7 для размещения труб различного диаметра. Каретка 1 и L-образные пласти ны выполнены по длине, соизмеримой с длиной набиваемой трубы, которая размещается в L-образных пластинах соосно с отверстиями в трубных решетках теплообменного аппарата. Торцовые поверхности каретки 1 оснащены неприводными колесами 9, которыми она опирается на направляющие 10, установленные на раме 11. Кроме того, каретка скреплена с гайками 12, размещенными по краям ее корпуса и сопряженными с ходовыми винтами 13, подшипниковые опоры 14 которых смонтированы на раме 11. Задние кон1Ц 1 ходовых винтов 13 оснащены коническими шестернями 15, сопряженными с шестернями 16, которые размещены на трансмиссионных валах 17, установленных на опорах 18 качения, скрепленных с рамой 11. Концы трансмиссионных валов 17 посредством муфты связаны с приводом, включающим редуктор 19, муфту 20, тормоз 21 и электродвигатель 22, смонтированный на раме 11. Привод осуществляет через винтовые пары перемещение каретки 1 с накопителем в горизонтальной плоскости. На конце каждого ходового винта 13 со стороны, противоположной приводу, жестко закреплены шестерни 23, сопряженные соответственно с шестернями 24, оснащенными фрикционными дисками 25 и неподвижно посаженными на валики 26, размещенные в плоскости ходовых винтов 13 на опорах 27 качения и втулках 28 скольжения. На валиках 26 размещены подвижно в осевом направлении втулки 29, оснащенные фрикционными дисками 30 и зубчатками 31, сопряженными с рейками 32, вьтолненными на штоках 33 поршней 34 пневмоцилиндров 35. Кроме того, поршень 34 со стороны, противоположной рейкам 32, оснащен дополнительным штоком 36, Втулки 29 со сто роны, противоположной фрикционным дискам 30, оснащены кольцевыми канавками, сопряженными поворотно с сухарями 37 вилок 38, закрепленных на штоках 39 пневмоцилиндров 40, осуществляющих соединение или размьжание пар фрикционных дисков 25 и 30.

Все детали, начиная от шестерен 24, смонтированы соответственно в корпусах 41 дополнительных устройств предназначенных для осуществления перемещения каретки 1 с накопителем для труб на шаг в горизонтальной плоскости, равный шагу отверстий по горизонту в трубных решетках теплообменника. Кроме того, корпусы 41 оснащены конечными выключателями . 42 и 43, установленными по осям реек 32 с возможностью продольного их перемещения и фиксации относит ьно реек.

Конечные выключатели 42 посылают сигнал на выключение электродвигателя 22, осуществляющего перемеще:ние каретки 1 с накопителем для труб jno горизонту. Таким образом, линей|ное расстояние между конечными выключателями 42 и рейками определяет шаг хода каретки 1 в соответствии с шагом по горизонту отверстий в трубных решетках и может быть отрегулировано с высокой степенью точности и в широком диапазоне шагов.

Конечные выключатели 43 управля- ют подачей сжатого воздуха в различные полости пневмоцилиндров 35 и 40, обеспечивая размыкание реек с конечными выключателями 42 с целью возврата реек и поршней в начальное положение, а также замыкание или размыкание пар фрикционных дисков 25 и 30 с целью включения или отключения делительных устройств. При этом дели,тельное устройство, кинематически связанное с одним ходовым винтом, осуществляет ход каретки 1 на требуемый шаг по горизонту в одну сторону, а второе делительное устройство, кинематически связанное с вто- рым ходовым винтом, осуществляет ход каретки на требуемьй шаг в другую сторону. При этом приводной электродвигатель 22 переключается на реверс, а первое делительное устройство отключается путем размыкания пары фрикционных дисков.

К нижней поверхности каретки 1 по длине прикреплена рама 44, на которой установлены направляющие 45« В направляющих установлена каретка 46 продольного перемещения трубы, опирающаяся колесами 47 на направляющую 45. Каретка продольного перемещения трубы оснащена толкателем 48,.. размещенным в каретке подвижно и имеющим ступенчатый хвостовик 49 с надетой на него пружиной 50.На кагоетке установлена пленка 51, служащая опорной поверхностью для размещения конечного выключателя 52, причем хвостовик 49 сопрягается с конечным выключателем при сжатии пружины 50,

Конечный выключатель 52 установлен на пленке 51 подвижно по оси хвостовика, а расстояние между хвостовиком и конечньм выключателем регламентирует величину сжатия пружины На нижней поверхности каретки 46 продольного перемещения трубы закреплен кронштейн 53 для присоединения к восходящей ветви цепи привода 54 набивки труб, содержащего смонтированные на конце рамы 44 приводную звездочку 55, посаженную на тихоходный вал редуктора 56, муфту 57 и электродвигатель 58.

При контакте конечного выключателя 52 с хвостовиком 49 сигналостанавливает электродвигатель 58. В передней части рамы 44 смонтировано натяжное устройство, содержащее натяжную звездочку 59, ось которой закреплена в подшипниковых опорах 60, установлен ных в раме 44 подвижно и скрепленных с натяжными винтами 61.

Толкатель 48 каретки 46, осуществляющей процесс набивки труб в трубные решетки теплообменника, оснащен сменным наконечником 62 конической формы в соответствии с наружным диаметром трубы и скрепленным с толкателем 48 поворотно относительно общей продольной оси. Рама 44, несущая кареку 46 с толкателем 48, установлена и отрегулирована таким образом, что пересечение двух взаимно перпендикулярных плоскостей - вертикальной и горизонтальной, проходящих через центр симметрии трубы, размещенной в L-образном приемнике-желобе 7, определяю щее положение продольной оси трубы, проходит и через центр симметрии досьшателя, т.е. продольные оси трубы и толкателя 48 совпадают. В передней части рамы 44 над натя ным устройством установлено устройство для вращения трубы относительно ее продольной оси. Механизм вращения трубы содержит корпус 63, в кото ром на опорных подшипниках 64 установлен червяк 65, соединенный посредством муфты 66 с приводным электродвигателем 67. Червяк 65 сопряжен с червячным колесом 68, в центрально части которого закреплена втулка 69 со свободно охватывающей ее обоймой 70, жестко закрепленной на корпусе 63 Во втулке выполнены осевые и ради альные сверления 71, совмещенные с кольцевыми канавками 72 на внутренней поверхности обоймы 70, имеющими радиальные выходы с установленными в них штуцерами 73 для присоединения пневмошлангов. При этом осевые сверления втулки 69 заглушены, а к радиальным сверлениям также присоединены штуцера 74 для подсоединения шлангов 75, скрепленных с силовым пневмоцилиндром 76. Это предотвращает запутывание пневмошлангов при вращении червячного колеса 68„ Силовой пневмоцилиндр 76 смонтирован на червячном колесе 68 на стороне, противоположной размещенной втулке 69, и скреплен с поворотной эксцеггтриковой осью 77, размещенной в опорах 78 скольжения. На эксцентриковой оси 77 смонтирован профилированный по диаметру трубы верхний ролик 79,.имеющий возможность вращения на подшипниках качения относительно эксцентриковой оси 77 и поворота вместе с осью к центру червяч ного колеса 68 под воздействием силового пневмоцилиндра 76 на величину эксцентриситета. На червячном колесе 68 размещен также нижний профилированный ролик 80, парный верхнему ролику 79. Устройство для вращения трубы, со держащее детали и узлы 63-79, установлено и отрегулировано таким образом, что пересечение двух взаимно перпендикулярных плоскостей - верти кальной и горизонтальной, проходящих через центр симметрии трубы, раз метенной в L-образном приемнике-желобе 7,определяющее положение продольной оси трубы,проходит и через центр симмеарии червячного колеса 68 и втулки 69,т.е. продольные оси трубы и втулки совпадают. Отверстие во втулке 69 предусмотрено для размещения в нем трубы, подлежащей набивке. Размер отверстия во втулке 69 позволяет размещать в нем трубы различного диаметра (в требуемом диапазоне), а профилированные парные ролики 79 и 80 выполнены сменными, при этом число пар профилированных роликов соответствует номенклатуре .труб, подлежащих набивке в трубные решетки теплообменных аппаратов. Комплекс деталей, узлов и механизмов 1-80 посредством стоек 81 опирается на раму 82, так как стойки 81 скреплены сверху с рамой 11, а в нижней части с рамой 82. Рама 82 прямоугольной формы, вьтолнена по длине и ширине соизмеримой с рамой 11. Кроме того, рама 82 оснащена четырьмя штангами 83, установленными по краям рамы и сопряженными подвижно со стаканами 84, смонтированными на основании 85. По продольной оси симметрии рама 82 скреплена с двумя винтовыми домкратами 86, установленными также на основании 85, Силовые винты 87 домкратов 86 подвижно скреплены со звездочками 88 цепной передачи 89, привод которой содержит ведущую звездочку 90, установленную на тихоходном валу червячного редуктора 91, которьй посредством муфты 92 соединен с приводным электродвигателем 93. Привод также оснащен тормозом (не показан), натяжным устройством 94. Привод осуществляет подъем перечисленных выше узлов и деталей и в конечном счете подъем накопителя с трубами, подлежащими набивке, по вертикали. Привод смонтирован на плите 95 и установлен на основании 85. На тиходоном валу червячного редуктора 91, оснащенном ведущей звездочкой 90 цепной передачи 89, смонтирована также цилиндрическая зубчатая шестерня 96, сопряженная с подобной ей шестерней 97, шагового устройства 98, регулирующего подъем или опускание накопителя с трубами на шаг по вертикали в соответствии с шагом по вертикали отверстий, выполненных в трубных решетках теплообменного аппарата.

Шестерня 97 шагового устройства 9 закреплена на вертикальном валу 99, оснащенном шестерней 100, подобной шестерне 23 на концах ходовых винтов 13 устройства, обеспечивающего ход накопителя с трубами на шаг по горизонту. Шестерня 100 скреплена с двумя шестернями 101, размещенными в диаметральной плоскости шестерни 100 по обе ее стороны и оснащенными фрикционными дисками, подобными фрикционным дискам 25 устройства, обеспечивающего ход накопителя с трубами на шаг по горизонту. Все детали, сопряженные с фрикционными дисками, характер их установки, регулирования и работы подобны деталям 26-43 с той лишь разницей, что электрические сигналы, поступающие в результате работы шагового устройства 98, управляют включением или выключением электродвигателя 93 привода вертикального подъема накопителя с трубами, осуществляющего перемещение на шат по вертикали в соответствии с шагом по вертикали между отверстиями, выполненными в решетках теплообменного р.ппарата.

Устройство для установки труб в решетки теплообменника работает следующим образом.

Трубы, подлежащие набивке в трубные решетки теплообменного аппарата, со стороны, обращенной к аппарату, оснащают наконечником конической формы, который поЕЫшает вероятность попадания трубы в отверстие трубной решетки, после чего некоторое количество труб размещают на брусьях 2 накопителя, установленного на каретке 1. При этом трубы фиксируются от самопроизвольного скатывания регулируемыми упорами 6.

Теплообменный аппарат размещают на роликоопорах и поворачивают его до положения, при котором ряды отверстий в трубных решетках будут выведены в горизонтальную плоскость. Эта технологическая операция осуществляется механизмами и приборами, входящими в конструкцию роликового стенда.

Каретка 46 продольного перемещения трубы размещается в исходном крайнем заднем положении относительно труб, при этом толкатель 48 каретки 46 устанавливают на небольшом расстоянии от заднего конца труб, подлежащих набивке в решетки теплообменника. Включают подачу сжатого воздуха в пневмоцилиндр 3, который воздействует на поворотный вал 4, при этом рычаги 5 перебрасывают трубу через упоры 6 в приемник-желоб, L-образные пластины 7 которого посредством их перемещения от ходовых винтов 8 установлены в соответствии

0 с диаметром трубы и отрегулированы таким образом, что продольная ось трубы совпадает с осью, проходящей через некоторое отверстие в решетках теплообменника.

5

Включают цепной привод продольного перемещения каретки 46, и каретка своим толкателем 48, оснащенным наконечником 62, входит в контакт с задней торцовой поверхностью

0 трубы и проталкивает ее вдоль продольной оси теплообменного аппарата соосно отверстиям в решетках теплообменника. Труба, перемещаясь, входит во втулку 69 червячного колеса

5 68, далее в ручей, образованный нижним 80 и верхним 79 профилированными роликами. Ролики под воздействием движущейся трубы проворачиваются на опорах качения: силовой пневмоци0линдр 76 устройства для вращения трубы не включен:

Перемещаясь далее в дродольном направлении, труба своим передним концом, оснащенным наконечником ко5нической формы, входит в отверстие трубной решетки и далее в отверстие трубной перегородки и т.д. Если труба в процессе набивки перемещается беспрепятственно, то каретка 46, осуществляющая набивку, остановится в крайнем переднем по отношению к теплообменнику положении, при этом толкатель 48 каретки 46, длина которого выбрана в соответствии с габаритом устройства для вращения трубы, обеспечивает положение заднего конца трубы точно в габарит передней трубной решетки.

В этом случае, когда труба заклини0вается в трубной перегородке и движение ее прекращается, прекращается и осевое перемещение толкателя 48. В то же время каретка 46 продолжает движение от цепного привода, при этом

5 происходит сжатие пружины 50, а конец хвостовика 49 проходит в контактное соприкосновение с конечным выключателем 52, который размыкает электрическую цепь питания электродвигателя 58. Перемещение каретки 46 прекращается. Одновременно подается сигнал на срабатывание пневмоцилиндра 76. Осуществляется силовой прижим трубы между роликами, включают приводной электродвигатель 67, который посредством червяка 65 вращает червячное колесо 68, а вместе с ним и защемленную между роликами 79 и 80 трубу относительно своей продольной оси. Как только в результате проворота трубы произойдет ее расклинивание, подпружиненный толкатель 48 под воздействием усилия пружины 30 переместит трубу в направлении набивки, пр этом хвостовик досылателя разомкнется с конечным выключателем 52 и сигнал от последнего включит электродви гатель 58 цепного привода продольног перемещения трубы. Процесс набивки будет продолжен. После осуществления процесса набивки трубы электродвигатель 58 пере ключают на реверс, и каретка 46 возвращается в исходное положение, а ел дующая труба перебрасывается в желоб накопитель. Затем необходимо существить перемещение накопителя на шаг вдоль горизонта отверстий в трубных решетках. Для этого включают шаговое устройство, установленное на кон це одного из ходовых винтов 13, напр .мер левого, а шаговое устройство,раз мещенное на конце правого ходового винта, осуществляющего перемещение накопителя на шаг назад, отключают. При этом подают сжатый воздух в порш невую полость правого пневмоцилиндра 40 и осуществляют размыкание пар фрикционных дисков 25 и 30, Отключив делительное устройство правого ходо на шаг вперед. Для этого подают ежатый воздух в поршневую полость левог пневмоцилиндра 40 и размыкают фрикционные диски, затем подают воздух в штоковую полость левого пневмоцилиндра 35, возвращая поршень 34 и шток 33, на котором нарезана рейка 3 в крайнее заднее положение до упора поршня в заднюю крьшжу пневмоцилиндра 35. Поршень 34 со стороны, противоположной рейкам 32, и оснащенный допол нительным штоком 36, приходит в соприкосновение с конечным выключателем 43. Сигнал от выключателя 43 дает команду на подачу сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 40, которьй перемещает втулку 29, оснащенную фрикционным диском 30, в направлении парного с ним фрикхщонного диска 25, которым оснащена шестерня 24, сопряженная с шестерней 23, жестко закрепленная на левом ходовом винте 13. Фрикционные диски 25 и 30 смыкаются между собой, и шаговое устройство подготовлено к работе. Включают электродвигатель 22 привода перемещения каретки 1 с накопи-: телем для труб. По кинематической цепи электродвигатель 22, муфта 20, редуктор 19, трансмиссионные валы 17, конические шестерни 16 и 15, ходовые винты 13 и гайки 12 осуществляется перемещение каретки 1 с накопителем для труб. Одновременно с этим происходит вращение шестерен 23, жестко закрепленных на ходовых винтах 13, которые передают вращение сопряженным с ними шестернями 24, оснащенным фрикционными дисками 25. Так как фрикционньй диск 25 левого ходового винта скреплен с фрикционным диском 30 втулки 29, снабженной зубчаткой 31, которая сопряжена с рейкой 32, то зубчатка начнет вращаться, а рейка выдвигаться из пневмоцилиндра 35 в направлении к конечному выключателю. Как только рейка 32 соприкоснется с конечным выключателем 42, электрический сигнал даст команду на остановку электродвигателя 22 и ходового винта 1.3, включится тормоз 21, каретка 1 остановится в требуемом положении, осуществив ход по горизонту точно на шаг, равный расстоянию по горизонтали между отверстиями в трубных решетках. Кроме того, сигнал от конечного выключателя 42 даст команду на подачу сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра 40, который, переместив поршень в обратном направлении, осуществит размыкание пар фрикционных дисков. Этот же сигнал даст команду на подачу сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра 35, возвращая поршень и шток 33 в крайнее заднее положение до упора поршня в заднюю крьш1ку пневмоцилиндра 35. При этом шток поршня 36 соприкоснется с конечным выключателем 43, сигнал от выключателя 43 даст команду

на подачу сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 40, который сомкнет фрикционные диски. Таким образом, шаговое устройство будет приведено в исходное положение для осуществления перемещения каретки 1 с накопителем для труб на шаг по горизонту вперед.

Для осуществления шага по горизонту на шаг назад левое шаговое устройство отключают,, а правое включают в технологической последовательности, приведенной выше. Подъем или опускание накопителя с трубами на новый горизонт осуществляют приводом вертикального подъема путем включения электродвигателя 93, который приводит ВО вращение .муфту 92, червячньй редуктор 91, ведущую звездочку 90, закрепленную на тихоходном валу редуктора, и цепную передачу 89, которая приводит во вращательное движение приводные звездочки 88, перемещающие силовые винты 87 домкратов 86 в вертикальном направлении.

Вместе с тем вращение тихоходного вала редуктора 91 приводит во вращение скрепленную с ним цилиндрическую зубчатку 96 и сопряженную с ней шестерню 97 на ведущем вертикальном валу 99 шагового устройства 98, регулирующего подъем или опускание накопитела с трубами на шаг по вертикали в соответствии с шагом по вертикали отверстий в трубных решетках теплообменного аппарата. Устройство, принцип работы и последовательность технологических операций шагового устройства, осуществляющего деление на шаг по вертикали, не отличаются от устройства, осуществляющего деление на шаг по горизонтали. 65 2 V / 4; .1 / /

Я sv

чв

57

LJ

1Чв

к цилиндру

V

Я SI

Фиг. 5

78

77

цилиндра

68

78

HWUHfffly

Фиг.6