Машина для контактной стыковой сварки Советский патент 1987 года по МПК B23K11/04 B23K31/06 

11

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки кольцевых стыков труб в условиях строительства магистральных трубопроводов.

Известна машина для контактной стыковой сварки труб l, отличием которой является то, что на ее штанге размещен с возможностью продоль- ного перемещения ползун с фланцем, взаимодействующий посредством выступов с поворотными р ычагами, несущий опорные ролики, и посредством фланца - со штоками поджимных устройств, -Смонтированных на корпусе машины. Штоки поджимных устройств находятся все время под воздействием пружин. Усилие пружин выбирается в зависимости от заданного веса конструкции. В случа.е, если один из роликов получил большее по отношению к другим радиальное перемещение, например при наличии о вальности внутренней поверхности трубы, это передается через рыча ролика к ползуну, который передает это давление на остальные ролики, происходит самоцентрирование и машина постоянно удерживается по оси трубы.

Однако, так как ролики первоначально раскрыты на габарит, превышающий возможный верхний предел диаметра трубы, то вставить машину в трубопровод, а также насадить последующую привариваемую трубу на машину сложно Для этого необходимо преодолеть усилие пружин, которые разжимают ролики в крайнее.наибольшее по диаметру- положение ,

Наиболее близкой к предлагаемой является машина для контактной стыковой сварки труб 2, состоящая из центральной штанги, на KOTopofi размещены неподвижный и подвижный зажим- ные механизмы, взаимодействующие с токопроводящими башмаками, соединенными гибкими перем 11чками с вторичной обмоткой трансформатора с помощью гид тидроприводов.

Механизм оплавления и осадки выполнен в виде жестко скрепленного со штангой опорного диска, несущего гидроцилиндры оплавления и осадки, штоки которых соединены с корпусом подвиж- ного механизма з;1жатия. Машина также содержит центрирующие разжимные ролики, имеющие индивидуальный привод пе- ремешения в ра;ли;шьном направлении

g ,, Ь 0

0

g Q

g

В

162

по отношению к оси машины. Разжимные центрирующие ролики расположены на одном конце днугтлечих рычагов, а дру- Г ой концц контактирует с. общим диском, который, перемещаясь вдоль штанги с помощью специальных гидроцИлиндров, поворачивает ролики относительно оси закрепления рычага, им1;ющей возможность покачивания, и тем самым приближает или удаляет ролики относительно внутренней поверхности трубы.

Таким образом, с помощью такой конструкции механизма центрирования машины относительно оси трубы процесс расположения машины в трубе или насадка На нее очередной свариваемой трубы не представляет собой сложности. Однако наличие специального механизма центрирования и индивидуального привода перемещения центрирующих роликов усложняет конструкцию машины, увеличивает ее массу, а также усложняет управление и автоматизацию процесса сварки, так как появляются дополнительные операции в технологическом процессе сборки труб и их сварки,

С целью повышения технологичности машины путем упрощения конструкции и снижения ее массы в известной машине для контактной стыковой сварки труб, содержащей корпус, центральную штангу, подвижный и неподвижный механизмы зажатия, механизм оплавления и осадки, корпуса которых установлены на -центральной штанге с возможностью перемещения вдоль нее с помощью индивидуальных гидроприводов, а также механизмы центрирования, выполненные в виде щарнирно закрепленных в корпусах механизмов зажатия двуплечих рычагов, на одном конце которых установлены центрирующие ролики, корпус ма- щины и корпус механизма оплавления и осадки снабжены жесткими упорами, а корпус механизмов зажатия - подпру жиненными упорами, при этом каждый двуплечий рычаг установлен с возможностью взаимодействия одной стороной своего свободного конца с жестким упором, а противоположной стороной - с подпружиненным упором.

На чертеже изображена машина для контактной стыковой сварки труб, общий вид.

Машина для контактной стыковой сварки содержит корпус машины, представляющий собой центральную штангу 1 и жестко закрепленные на ней опорл1

иые диски 2 и 3. Опорный диск 2 шар- нирно связан с неподвижным механизмом А зажатия рычажной системой. На нем жестко закреплены штоки 5 цилиндров неподвижного механизма 4 зажатия. Корпуса .этих цилиндров в свою очередь закреплены в корпусе 6 неподвижного механизма зажатия.

На другом конце штанги 1 на опор- ном диске 3 жестко закреплены корпуса цилиндров механизма оплавления и осадки. I JTOKH 7 этих цилиндров закреплены в корпусе 8 механизма оплавления и осадки. К корпусу 8 шарнирно крепится подвижный механизм 9 зажатия

В корпусе 10 жестко закреплены корпуса цилиндров подвижного механизма зажатия, а штоки 11 соответственно закреплены в корпусе 8 механизма оп- лавления и осадки.

В прорезях корпусов 6 и 10 неподвижного и подвижного механизмов зажатия установлены с возможностью покачивания двуплечие рычаги 12 и 13 со- ответственно. На одном конце каждого двуплечего рычага установлены центрирующие ролики 14 и 15, которые взаимодействуют с внутренней поверхностью свариваемых труб 16 и 17. Дру- гой конец двуплечего рычага имеет возможность контактировать с жестким упором 18 или 19, закрепленным соответственно на опорном диске 2 и корпусе 8 механизма оплавления и осадки.

Противоположная сторона этого же конца двуплечего рычага взаимодействует с упорами 20 и 21, подпружиненными соответственно пружинами 22 и 23, установленными в корпусах 6 и 10 неподвижного и подвижного механизмов зажатия.

Сварочный трансформатор 24 расположен по центральной оси машины, вы- воды вторичной обмотки которого соединены с помощью гибких перемычек с токоподводящими башмаками 25 и 26.

В машине имеются также насосная станция 27, привод 28 перемещения машины с приводными роликами 29 и устройство для снятия.грата.

Машина работает следующим образом.

Подача труб производится извест- ным способом.

Зажатие концов свариваемых труб производится раздельно, работа обоих механизмов зажатия аналогична.

4

5

0

5 о

0

5

Q

5

При подаче рабочей жидкости в полость А цилиндра неподвижного механизма 4 зажатия поршень со штоком 5 остается на месте, а корпус 6 неподвижного: механизма зажатия, в котором закреплен корпус цилиндра, передвигаясь вдоль центральной штанги 1 с помощью рычажной системы, зажимает трубу 16 токоподводящими башмаками 25.

Подпр ткиненный упор 20, упираясь в один конец двуплечего рычага 12, установленного шарнирно на корпусе 6, удаляет другой конец рычага с центрирующим роликом 14 от внутренней поверхности трубы. Таким образом машина зажата токоподводящими башмаками и сцентрирована относительно оси трубопровода.

Процесс сварки производится следующим образом.

В процессе оплавления и.осадки штоки 7 цилиндров оплавления и осадки перемещают корпус 8 механизма оплавления и осадки с подвижным зажимным механизмом 9 зажатия и зажатой им трубой 17.

После сварки рабочая жидкость подается в противоположные рабочие полости цилиндров и механизмы машины

возвращаются в исходное положение. I

При этом корпуса 6 и 10 неподвижного и подвижного механизмов 4 и 9 зажатия, двигаясь вдоль центральной штанги 1 в сторону соответственно опорного диска 2 и неподвижного корпуса 8 механизма оплавления и осадки, освобождают сваренные трубы от зажатия их токоподводящими башмаками и одновременно перемещают одноплечие рычаги 12 и 13 до соприкосновения с жесткими упорами 18 и 19, Продолжая передвигаться вдоль штанги,.корпуса 6 и 10 надавливают поверхностью двуплечего рычага в упоры и рычаги 12 и 13 поворачиваются вокруг своих осей, опускают и прижимают другой конец двуплечего рычага с центрирующими роликами 14 и 15 к внутренней поверхности труВ 16 и 17. Таким образом токопояводящие башмаки 25 и 26 с помощью цилиндров неподвижного и подвижного механизмов зажатия освобождают уже сваренные трубы от зажатия, машина в то же время с помощью этих же цилиндров остается сцентрированной двуплечими рычагами относительно оси трубопровода.

.При вводе новой последующей свариваемой трубы достаточно в полость А цилиндра подать небольшое давление и центрирующие ролики 15 удаляются к центру относительно внутреннего диаметра вводимой трубы. Она легко насаживается на машину. Затем опять центрируюшд1е ролики 15 опускаются к внутренней поверхности трубы и про- должают поддерживать этот конец сварочной машины в сцентрированном положении ,

Применение двуплечих рычагов с це центрирующими роликами, установленны на корпусах механизмов зажатия, позволяет все время поддерживать ось внутритрубной сварочной машины по оси трубопровода без дополнительных приводов и механизмов центрирования, используя при этом обратный холостой ход цилиндров зажатия при движении их в исходное положение.

0

В случае изменения диаметра трубы или изменения толщины стенки трубы, регулируя усилие пружин 22 и 23, машина также остается по центру сва-ри- ваемого трубопровода.

Таким образам, по сравнению с известной конструкцией применение предлагаемой конструкции механизмов зажатия с центрирующими роликами значительно повьш1ает технологические возможности машины, при этом упрощается конструкция, уменьшается количество узлов, а следовательно, снижается масса машины и ее энергетические затраты.

Особенности предлагаемой машины улучшают условия центрирования и качество сварки труб с большим допуском как по диаметру, так и по конусности, тем самым расширяют технологические возможности внутритрубных сварочных машин, применяемых при сварке магистральных трубопроводов.