Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров Советский патент 1990 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при сварке изделий типа врезок.

Цель изобретения - обеспечение сварки швов по длине пересечения двух цилиндров при повороте изделия относительно цилиндра меньшего диаметра.

На фиг„ 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - свариваемое изделие в различных проекциях.

Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров содержит привод 1 вращения изделия 2 вокруг горизонтальной оси, совпадающей с осью цилиндра меньшего диаметра, и горелку 3, центр поворота которой проходит через точку сварки.

Привод 1 вращения изделия связан с вращающимся трансформатором 4, измеряющим угол поворота изделия 2. Синусная обмотка вращающегося трансформатора 4 через последовательно включенные первый ьт ножитель 5 и выпрямитель 6 соединена с первым входом первого устройства 7 сравнения, второй вход которого связан с синусной обмоткой вращающегося трансформатора 8 через выпрямитель 9. Вращающийся трансформатор 8 соединен с горелкой 3 передачей 10 с отношением 2:1. Выход первого устройства 7 сравнения соединен с входом привода 11 поворота горелки.

Косинусная обмотка первого вращающегося трансформатора 8 соединена с первым входом второго устройства 12 сравнения, второй вход которого соединен- с выходом источника 13 смещения.

ГС

Зыход устройства 12 через второй умножитель 14 соединен с первым вхо- четвертого устройства 15 сравнения, второй вход которого связан с Ььпсодом датчика 16 перемещения соединенным с выходным валом привода 17 |перемещения горелки вдоль оси цилинд- |ра меньшего диаметра. Выход устройства сравнения соединен с входом ;го привода

: Первый тахогенератор Т8, соёдинен- |ный с валом привода 17 перемещения горелки вдоль оси цилиндра меньшего диаметра через первый квадратор 19 J5 соединен с первым входом сумматора 20. Выход второго тахогенератора 21 через последовательно соединенные третий Iумножитель 22 и второй квадратор 23

а угол поворота горелки относительно начального угла У/2 43° должен быть равен /2, т.е. между горелкой и измерителем угла должна быть передача с отношением 1:2.

Это реализуется за счет .того, что угол oi поворота изделия измеряется первым вращакнцимся трансформатором 4 через последовательно, включенные первый умножитель 5 и вьшрямитель 6.

Сигнал, пропорциональный ( sinoi/,

где d - диаметр малого; D - диаметр больщого цилиндра, поступает на первый вход первого устройства. 7 сравнения. На второй вход устройства 7 сравнения 1 оступает сигнал, пропорциог нальный /sinfi/,c синусной обметки

I у Ii JlBl.V/nJr& ifc.. --- -- ----.-т.JI

связан с вторым входом сумматора 20. jo второго вращающегося трансформатора

Выход сумматора 20 через устройство 24 извлечения корня соединен с первым входом третьего устройства 25 срав- 1 нения, второй вход которого связан с выходом задатчика 26 скорости, а 25 выход - с приводом 1 вращения изделия.

Устройство для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров работает следующим образом.

8 через выпрямитель 9. Вращающийся трансформатор 8 соединен с горелкой 3 передачей 10 с отношением 2:1, так что при повороте горелки 3 на угол в/2 вращающийся трансформатор В поворачивается на угол /3.

Сигнал р - sinp(/- с выхода устройства 7 сравнения поступает

Б процессе работы за счет поворота,« на вход привода 11 поворота горелки

г „ОTrtT -Ti f f9 е ЛТТТ4ТЛ TTinfil M fJ IX

приводом 1 вращения изделия 2 вокруг горизонтгшьной оси X, совпадающей с осью цилиндра, малого диаметра;, обеспечивается горизонтальность нижней части.соединения. .

Б любой точке шва ось .горелки 3 должна совпадать с биссектральной осью угла If , образованного в точке сварки касате ьной к поверхности

35

3. Таким образом, при любом о и

d

- ось горелки всегда устанавливается

по биссектральной оси соединения в точке сварки.

В процессе поворота изделия меняется положениеточки соединения А двух цилиндров, которая перемещается вдоль оси X. Чтобы точка сварки совбольиюго цилиндра и образующей поверх-.,, падала с точкой соединения А, необхо/л -тгч+ лл ттялп - ТЭТТЛТТТч ООМ X

ности малого цилиндра (фиг. 2). При произвольном угле pi угол наклона касательной к большому цилиндру равен ft. Из фиг. 26

d

2

1 откуда

sin

а следует

-2 sitip,

sin оС

45

а

V D

sin об .

90 + /,

Из фиг. 2г видно, что f уи +/J, т.е. для совпадения оси горелки с 50 биссектральной осью горелка должна повернуться на угол у /2 45°+ .. Так как в диапазоне оС (О - 180 ) и о6 (180-360)° горелка должна поворачиваться в одну и ту же сторону, 55 то между углом А и об должно быть соотношение

димо переместить горелку вдоль оси X на величину Xj (1 cos ) (фиг.2б

Вычисление требуемого перемещения Х производится следующим образом. С косинусной обмотки вращакицегося трансформатора 8 сигнал, пропорциональный А, поступает на первый вход второго устройства 12 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал и от источника 13 смещения. С выхода устройства 12 сравнения сигнал 11(1- cos И) через второй умнодитель 14 поступает на первый вход четвертого уст ройства 15 сравнения, на второй вход которого подан сигнал с выхода датчика 16 перемещения, связанного с приводом 17 перемещения горелки вдоль оси малого цилиндра (по оси- X). С выjsinftl /d/D sin об/,

а угол поворота горелки относительно начального угла У/2 43° должен быть равен /2, т.е. между горелкой и измерителем угла должна быть передача с отношением 1:2.

Это реализуется за счет .того, что угол oi поворота изделия измеряется первым вращакнцимся трансформатором 4 через последовательно, включенные первый умножитель 5 и вьшрямитель 6.

Сигнал, пропорциональный ( sinoi/,

где d - диаметр малого; D - диаметр больщого цилиндра, поступает на первый вход первого устройства. 7 сравнения. На второй вход устройства 7 сравнения 1 оступает сигнал, пропорциог нальный /sinfi/,c синусной обметки

JI

второго вращающегося трансформатора

второго вращающегося трансформатора

8 через выпрямитель 9. Вращающийся трансформатор 8 соединен с горелкой 3 передачей 10 с отношением 2:1, так что при повороте горелки 3 на угол в/2 вращающийся трансформатор В поворачивается на угол /3.

Сигнал р - sinp(/- с выхода устройства 7 сравнения поступает

на вход привода 11 поворота горелки

ОTrtT -Ti f f9 е ЛТТТ4ТЛ TTinfil M fJ IX

3. Таким образом, при любом о и

d

- ось горелки всегда устанавливается

по биссектральной оси соединения в точке сварки.

В процессе поворота изделия меняется положениеточки соединения А двух цилиндров, которая перемещается вдоль оси X. Чтобы точка сварки совпадала с точкой соединения А, необхоi cT ff-t -тгч+ лл ттялп - ТЭТТЛТТТч ООМ X

димо переместить горелку вдоль оси X на величину Xj (1 cos ) (фиг.2б).

Вычисление требуемого перемещения Х производится следующим образом. С косинусной обмотки вращакицегося трансформатора 8 сигнал, пропорциональный А, поступает на первый вход второго устройства 12 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал и от источника 13 смещения. С выхода устройства 12 сравнения сигнал 11(1- cos И) через второй умнодитель 14 поступает на первый вход четвертого устройства 15 сравнения, на второй вход которого подан сигнал с выхода датчика 16 перемещения, связанного с приводом 17 перемещения горелки вдоль оси малого цилиндра (по оси- X). С выхода устройства 15.сравнения сигнал ошибки в перемещении горелки по оси X, равный

€ § (1 cosfi)-x Uj,,

поступает на вход привода 17 перемещения горелки вдоль оси малого цилиндра, который перемещает горелку по оси X до тех пор, пока не станет Ех 0.

Стабилизация скорости сварки Vy при перемещении электрода вдоль линии соединения осуществляется следующим образом. Скорость привода 17.перемещения горелки вдоль оси малого цилинд- .ра измеряется первым тахогенератором 18. Полученный сигнал через первьй квадратор 19 поступает на первый вход сумматора 20. На второй вход сумматора 20 поступает сигнал от второго тахогенератору 21, измеряющего скорость поворота изделия через последовательно соединенные третий умножитель 22 и второй квадратор 23. Таким образом на вькоде сумматора 20 будет сигнал

159

50 55

г .V, -ь

()%

где Q.,

скорость поворота малого цилиндра;

линейная составляющая скорости перемещения точки сварки в поворотном движении.

С выхода сумматора 20 через устройство 24 извлечения корня сигнал . поступает на первый вход четвертого устройства 25 сравнения, на второй вход которого подается сигнал, про- пор1щональный заданной скорости V, с з датчика 26 скорости. С выхода устройства 25 сигнал ошибки в скорости 8v 0 ц подается на вход привода 1 который изменяет скорость до тех пор пока не станет , т.е. скорость сварки Vy не станет равной заданной V, .

Таким образом, устройство обеспечивает сварку швов по линии пересечения двух щшиндров. При этом вьщер- живается горизонтальность нижней поверхности стыкового соединения, расположение оси горелки по биссектраль- нои оси в любой точке сварки и стабилизация скорости сварки.

1590262

Фор

мула изобретения

10

15

20

25

Устройство дпя автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров, содержащее первый привод пе-. ремещения горелки, связанный с первым вращающимся трансформатором, второй привод перемещения горелки,.связанный с первым тахогенератором и датчиком перемещения, привод вращения изделия вокруг горизонтальной оси, связанный с вторым тахогенератором и вторым вращающимся трансформатором, задатчик скорости сварки, три умножителя, три устройства сравнения,два квадратора, сумматор,при этом выход второго тахогенератора через последовательно включенные третий умножитель и второй квадратор связан с первым входом сумматора, второй вход которого через первый квадратор связан с выходом первого тахогенератора, а выход через устройство извлечения корня - с входом третьего устройства сравнения,, второй вход третьего устройства сравнения связан с выходом задатчика скорости сварки, а выход - с управляющим входом привода вращения 30 изделия вокруг горизонтальной оси,- отличаю щ е- е с я тем, что, с целью обеспечения сварки швов по линии пересечения двух цилиндров при повороте изделия относительно оси ци- 35 линдра меньшего диаметра, оно дополнительно снабжено двумя выпрямителями, четвертым устройством сравнения источником смещения, при этом первый привод перемещения горелки включает передачу 2:1, связанную с узлом поворота горелки, второй привод перемещения горелки включает узел ее поступательного перемещения вдоль оси вращения свариваемого изделия, синусная 5 обмотка первого вращающегося трансформатора через первый вьтрямитель связана с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого через второй вьтрямитель и первый ум- 0 ножитель связан с синусным выходом второго вращающегося трансформатора, а вькод подключен к управляющему входу первого привода перемещения горелки, косинусный выход первого вращаю- 5 щегося трансформатора подключен к первому входу второго устройства сравнения, выход которого через второй yt-t- ножитель связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй

40

7

вход которого связан с выходом датчи- ка перемещения, а выход связан с уп- I равляющим входом второго привода пеи-- 15902628

ремещения горелки, второй вход .го устройства сравнения связан ходом источника смещения.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для автоматической сварки швов по линии пересечения двух цилиндров, и м.б. использовано при сварке изделий типа "врезок". Цель изобретения - обеспечение сварки швов при повороте изделия относительно оси цилиндра меньшего диаметра. Устройство содержит привод поворота горелки, снабженный вращающимся трансформатором, связанным с горелкой передачей с отношением 2:1, привод перемещения горелки в направлении оси трубы меньшего диаметра, снабженный тахогенератором и датчиком перемещения, привод поворота изделия относительно оси трубы меньшего диаметра, снабженный вторым вращающимся трансформатором. Схема устройства обеспечивает постоянство скорости сварки и расположение горелки в биссектральной плоскости свариваемого соединения. 2 ил.

Фа.1

«

J

««a