Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб Советский патент 1993 года по МПК B23K31/02 B23K37/02 

в«

i Изобретение относится к сварке, более koHKpeTHO к конструкции устройств для рборки и сварки неповоротных стыков труб. И может быть использовано в энергетическом, химическом и других отраслях машиностроения для сварки монтажных стыков трубопроводов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устрой- ;тва за счет обеспечения сварки монтажных :тыков в ряду близко расположенных параллельных труб.

На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг.2 - общий вид устройства; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4-узел I на фиг.2; нафиг.5-разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.6-узел И на фиг.2.

Устройство включает привод 1 вращения горелки 2, основной механизм зажима 3 устройства на свариваемой трубе 4 и дополнительный зажим 5 на соседней трубе б, расположенные на двух параллельных поворотных цилиндрических направляющих 7 и 8 с резьбовыми участками 9 и 10, на которых расположены гайки 11 и 12, закрепленные в корпусе 13 основного зажима 3. В корпусе 14 привода вращения 1 и корпусе 15 дополнительного зажима 5 направляющие 7 и 8 расположены 8 подшипниках скольжения 16. На направляющей 7 жестко закреплен двусторонний упор 17, которым она связана с корпусом 15 дополнительного механизма 5 зажима; закрепленного на трубе 6, поэтому направляющая 7 имеет возможность только враш ния. Направляющая Втакже несет жестко закрепленный упор 18, взаимодействующий с корпусом 14, при этом направляющая 8 размещена в корпусах 13, 14 и 15 С возможностью не только вращения, но и ос.евого перемещения.

В корпусе 4 привода 1 вращения в подшипниках 19 размещен поворотный стакан I 20. связанный с двигателем 21 цилиндриче- ской зубчатой парой 22 и 23. В Стакане 20 с : возможностью поворота и осевого переме- I щения расположена полая штанга 24 с за- : жимом 25. Внутри штанги 24 расположен ; силовой привод механизма центрирования. включающий рукоятку26, ограничитель уси- ЛИЯ в виде муфты проскальзывания 27, вин- товую пиру 28 и 29, подвижный в осевом направлении зажим 30 для каната 31, другой конец которого перекинут через блок 32 и с помощью штыря 33 жестко связан с первой 34 из четырех центрирующих втулок 34-37, расположенных на штанге 24 с, возможностью осевого перемещения, а ось 38 блока 32 с помощью штыря 39 неподвижно закреплена в штанге 24, имеющей опорный торец 40, в который упирается последняя 37

из ряда центрирующих втулок. Между тремя стыками 41-43 центрирующих втулок 34-37 расположены шарики 44, заключенные в сепаратор 45 и образующие три кольцевых центрирующих опоры 46-48. Внутри штанги 24 расположена горелка 2 с электродом 49 и привод 50 слежения за длиной дуги. Штанга 24 снабжена направляющим конусным наконечником 51, обеспечивающим сборку 0 труб 4 и 52.

Для контроля за положением электрода 49 и наблюдения процесса сварки в полой штанге 24 размещена телевизионно-опти- ческая система 53. Штанга 24 выполнена из 5 отдельных удлиняющих секций 54 и 55, соединенных резьбовыми муфтами 56. Каждая секция имеет продольный паз 57 и шпонку -58, диаметрально расположенную относительно паза 57. Через паз 57 во внутреннюю 0 полость Штанги 24 уложен токоподаод 59 и газоподвод 60. Втулки 34-37 центрирующей секции имеют на стыках конические поверхности 61 и 62, с которыми контактируют шарики 44. Одна из двух втулок, образую- 5 щих каждый стык, снабжена дополнительной ксрической поверхностью 63, которая перпенди кулярна к основной конической поверхности 61. Сепаратор 45 выполнен в виде незамкнутого кольца. 0 Устройство работает следующим образом.

Вводят полую штангу 24 в свариваемые трубы 4 и 52 так, что конусный наконечник 51 входит в трубу 52. Перемещают штангу 24 5 в трубах 4 и 52 до тех пор, пока опора 48 не войдет в трубу 52. При этом опоры 46 и 47 окажутся в трубе 4. В случае перекоса труб 4 и 52 относительно одна другой наконечник 51 обеспечивает размещение труб 4, 52 со- 0 осно, т.е. происходит предварительное центрирование. Затем закрепляют устройство на трубе 4 зажимом 3 и на трубе 6 зажимом 5. Окончательно центрируют трубы 4 и 52. Для этого вращают рукоятку 26, при этом 5 винт 29 перемещается и перемещает зажим 30, натягивая канат 31. Поскольку ось 38 блока 32 жестко закреплена с помощью штыря 39 в штанге 24, то дальнейшее перемещение винта 29 вызывает перемещение 0 штыря 33, а следовательно, и центрирующих втулок 34-37 и зазор между втулками выбирается. По мере перемещения втулок 34-37 до упора в торец 40 шарики 44 перемещаются радиально и центрируют трубы 4 5 и52.Усилие центрирования ограничивается муфтой проскальзывания 27, которая в случае достижения усилия центрирования разрывает кинематическую цепь от рукоятки 26 к шарикам 44, в результате чего штанга 24 имеет возможность вращаться на опорах

46-48 в трубе, а трубы 4 и 52 при этом сцентрированы.

Затем стягивают свариваемые трубы. Вращают направляющую 7. Поскольку упор 17 связан с зафиксированным на трубе б зажимом 5, то направляющая 7 только вращается, а перемещается по резьбовому участка 9 гайка 11, а следовательно, и жестко связанный с ней зажим 3, который перемещает в том же направлении трубу 4 до стыка с трубой 52. Перемещение зажима 3 вызывает сопутствующие перемещения направляющей 8 совместно с приводом 1, так как гайка 12 жестко связана с корпусом 13 зажима 3, а корпус 14 привода 1 связан с направляющей 8 упором 18. После стыковки труб 4 и 52 вращение направляющей прекращают и начинают выставлять электрод 49 на стык. Для этого предварительно зажимают штангу 24 зажимом 25. Вращают на- правляющую 8. которая одновременно перемещается в гайке 12 и тянет за собой благодаря наличию упора 18 привод 1. Корпус 14 перемещает штангу 24, выставляя электрод 49 на стык. Положение электрода 49 контролируют системой 53, которую подают ток и защитный газ к месту сварки. Устройство готово к сварке. Включают систему подачи защитного газа (на чертеже не показана). В ращение выходного вала двига- теля 21 через зубчатую пару 22 и 23 передается на стакзн 20, а последний благодаря зажиму 25 вращает штангу 24 вокруг стыка. Включают сварочный ток и осуществляют процесс сварки.

Труба 4 может быть большей длины. В этом случае штангу 24 удлиняют с помощью секций 54, которые присоединяют к секции 55 и скрепляют муфтами 56 со штангой 24. При этом секции 54 и 55 стыкуют так, чтобы

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ, содержащее основной механизм зажима устройства на трубе, полую штангу с механизмом центрирования и сварочной горелкой, силовой привод механизма центрирования, размещенный в полой штанге, и привод вращения горелки, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства за счет обеспечения сварки монтажных стыков в ряду близко расположенных параллельных труб, оно снабжено дополнительным механизмом зажима и двумя направляющими с гайками и двусторонними упорами, привод вращения горелки расположен на штанге с возможностью

продольные пазы соседних секций совпадали, Укладывают через паз 57 в полость штанги 24 токоподвод 59 и газоподвод 60.

Разворачивают секции 54 и 55 так, чтобы пазы 57 были противонаправлены, тогда шпонка 58 войдет в паз 57 соседней секции, фиксируя положение секций. При это токоподвод 59 и газоподвод 60 надежно зафиксированы внутри штанги 24.

Трубы 4 и 52 могут иметь различные внутренние диаметры из-за колебания полей допусков. Для компенсации разброса размеров внутреннего диаметра торцовые поверхности втулок 34-36 имеют дополнительную коническую поверхность 63. Это увеличивает радиальное перемещение шариков 44, что возможно благодаря разрезному сепаратору 45.

Применение предлагаемого устройства позволит выполнять сборочные и сварочные операции, в связи с чем отпадает необходимость в дополнительных специальных цент- рирующих и стягивающих трубы механизмах, что повышает производительность сварочных работ за счет сокращения времени на подготовительно-заключительные операции. За счет этого в условиях ограниченного пребывания оператора в зоне работы повышается безопасность работ, Кроме того, предложенное устройство позволит сваривать трубы, имеющие взаимный перекос, различную длину и трубы с колебаниями внутреннего диаметра. Благодаря компактности конструкции штанги обеспечивается сварка труб малого диаметра.

(56) Авторское свидетельство СССР № 759275, кл. В 23 К 31/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 872125, кл. В 23 К 31 /06, 1979.

осевого перемещения по ней и фиксации в заданном положении, направляющие размещены параллельно продольной оси устройства и на их концах выполнены резьбовые участки, гайки размещены на резьбовых участках направляющих и жестко связаны с механизмом зажима устройства на трубе, направляющие установлены с возможностью независимого вращения на приводе вращения горелки, одна из направляющих через двусторонние упоры кинематически связана с дополнительным механизмом зажима, а другая - с приводом вращения горелки.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено ог- .раничителем усилия центрирования, расположенным в полой штанге.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что полая штанга выполнена из отдельных секций, связанных между собой резьбовыми муфтами , на одном конце каждой секции выполнен паз, а на другом конце диаметрально противоположно пазу закреплена шпонка,

4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что механизм зажима выполнен в виде втулок с коническими торцовыми поверхностями, шариков и сепараторов, втулки последовательно установлены на полой штанге с возможностью осевого перемещения, а шарики размещены в сепараторе равномерно по окружности между коническими торцовыми поверхностями втулок с i возможностью взаимодействия с ними и

5 радиального перемещения.

5. Устройство по П.4, отличающееся тем, что на одном из торцов каждой втулки выполнена дополнительная коническая поверхность, перпендикулярная основной ко10 нической поверхности.

6. Устройство по П.4, отличающееся

тем, что сепаратор выполнен в виде незамкнутого кольца.

Изобретение относится к сварке, более конкретно к конструкции устройств для сборки и сварки неповоротных аыков труб, и может быть использовано в энергетическом, химическом и других отраслях машиностроения для сварки монтажных стыков трубопроводов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения сварки монтажных стыков в ряду близко расположенных параллельных труб. Устройство содержит основной .механизм зажима 3 устройства на свариваемой трубе 4 и дополнительный зажим 5 на соседней, близко расположенной, трубе 6. После центрирования свариваемых труб 4 и 52 с помощью центрирующих опор 46-48 производят стягивание труб 4 и 52. Для этого вращают направляющую 7, которая через упор 17 и гайку 9 воздействует на зажим 3 и перемещает его вместе с трубой 4 до стыка с трубой 52. Зажим 3 одновременно через нафавляющую 7 перемещает привод вращеж1я I. 5 з.п.ф-лы, 6 на

5ё

60

57

Фив.З