Стенд для сборки и сварки кольцевых шве крупногабаритных конструкций Советский патент 1974 года по МПК B23K37/04 B23P19/04 

1

Изобретение касается сварки.

Известен стенд для сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимуществеино роторов турбин большой мощности из заготовок в форме дисков, содержащий станину с двумя неподвижными опорами, несущими упорные шарикоподшипники для установки концевых заготовок, привод вращения заготовок и механизм поджима собираемых заготовок, выполненный в виде вертикально установленной на одной из опор прижимной плиты, связанной с другой опорой тягами, служащими приводом возвратно-поступательного перемещения олиты относительно опор в направлении горизонтальной оси собираемой конструкции.

Предлагаемый стенд отличается тем, что опора, несущая прижимную плиту, смонтирована «а станине с возможностью перемещения вдоль оси собираемой конструкции, а прижимная плита установлена с возможностью поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось конструкции, при этом стенд снабжен размещенным на станине между опорами подвижным центрирующим устройством с упорным шарикоподшипником, а все подшипники стенда выполнены самоустанавдивающимися.

г. . ; 3-Г

г; 55;;-- « V, .;.x,r-ij -J

Brti--vv; i; .- } liW

Такое выполнение стенда обеспечивает высокую точность сборки заготовок и геометрические размеры готовой конструкции. Например, ротор турбины мощностью 500000 квт, состоящий ;пз одиннадцати заготовок и имеющий длину 12 М и вес 200 т, после изготовления на предлагаемом стенде имеет радиальное биение оси 0,35 мм и несоосность дисков ±0,1 мм.

Иа фиг. 1 изображен предлагаемый стенд; на фиг 2 -разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - самоустанавливающийся упорный шарикоподшипник.

Стенд содержит смонтированные на станине 5 1 неподвижную опору 2 и подвижную опору 3, выполненную в виде каретки с установленной на ней прижимной плитой 4, связанной с опорой 2 тремя тягами 5, расположенными снаружи собираемого ротора параллельно его 0 оси.

Концы тяг шарнирно соединены со штоками гидроцилиндров 6, закрепленных в неподвижной опоре 2 и служащих приводом механизма поджима собираемых заготовок 7.

Прижимная плита 4 и каретка соединяются

5 с тягами 5 поочередной установкой фиксаторов разъемных замков 8 и 9 в калиброванные отверстия 10, выполненные по всей длине тяг с шагом, равным величине хода цилиндров.

Тяги 5 свободно установлены ва роликоопорах И и соединены со штоками гидроцилиндров также разъемными замками. Это позволяет осуществлять съем тяг со стенда в необходимый момент.

На опорах 2 и 3 размещены люнеты 12 (опоры) для установки и центрирования концевых заготовок ротора, причем для удобства их установки опоры имеют открытые сверху проемы.

В опорах 2 и 3 размещены также самоустанавливающиеся упорные элементы, выполненные в виде сферических упорпых шарикоподшипников 13 с плоскими беговыми дорожками колец 14 и 15, установленных в корпусе 16, ностояино поджатых друг к другу пружиной 17 и взаимодействующих через кольцо 18 с базовой вертикальной плоскостью опор. Прижимная плита 4 установлена шарнирно на ходовой балке 19, перемешающейся на катках 20 по каретке.

На люнетах 21 дополнительной подвижной опоры размещено съемное центрирующее устройство 22, выполненное в виде кольца с классной наружной новерхностью, внутри которого смонтированы самоустанавливающийся упорный шарикоподшипник, аналогичный размешенным в опорах 2 и 3, и зажимные кулачки. Центрирующее устройство предназначено для -предварительного центрирования зд.отов.р. дисковой формы относительно класнЗй поверхности кольца и установки их на стенд в положение сборки. Кроме этогО, стенд содержит нривод 23 вращения заготовок, связанный с торцом коицевой заготовки посредством плавающего поводка, нагревательное, сварочное, контрольное и измерительное оборудование (на чертежах не показано).

Стенд работает следующим образом.

На концевых заготовках ротора (хвостовиках) закрепляют самоустанавливающиеся подшипники 13. Затем хвостовики устанавливают в опоры 2 и 3 на люнеты 12, которыми выводят хвостовики на линию центров стенда, зафиксированную измерительным прибором. Каждую присоединяемую заготовку устанавливают на люнеты 21, предварительно выставленные Относительно линии центров стенда. Причем, если присоединяемые заготовки имеют дисковую форму, неустойчивую относительно горизонтальной оси, то их предварительно центрируют и закрепляют в центрируюшем устройстве 22, а затем уже вместе с последним устанавливают на люнеты 21.

Люнетами 21 заготовку выводят на линию центров и вводят ее посадочный поясок в предварительно нагретое посадочное отверстие хвостовика до соприкосновения торцов.

Каретку с установленным на ней вторым хвостовиком фиксируют разъемным замком 8 с нижней тягой и с помошью одного нижнего гидроцилиндра перемещают в сторону неподвижной опоры 2 по направляющим станины 1.

После подвода хвостовика к присоединяемой заготовке до соприкосновения их опорных

торцов фиксатор разъемного замка 8 выводят из зацепления с нижней тягой, а прижимную плиту 4 фиксируют замками 9 уже со всеми тремя тягами 5.

В полости гидроцилиндров подают рабочую жидкость, тяги 5 перемещаются и поджимают прижимную плиту 4 к собранным заготовкам. Происходит осевое сжатие заготовок с необходимым усилием.

Прижимная плита в процессе ноджима имеет возможность самоустанавливаться по сопрягаемому торцу хвостовика, обеспечивая равномерное прилегание заготовок но всему периметру.

После формирования посадки (остывания

разогретого отверстия) включают привод 23

вращения заготовок для сварки корневого

шва.

Сварку производят автоматически при непрерывном вращении и одновременном осевом сжатии.

В процессе вращения свариваемых заготовок искривление оси собранной части конструкции и перекосы опорных торцов хвостовиков воспринимаются самоустанавливающимися упорными подшипниками 13, причем перекосы опорных торцов компенсируются сферическими кольцами 14 и 15, а осевое биение компенсируется за счет радиального смещения колец относительно друг друга.

Компенсация изменения линейных размеров собранной части конструкции в процессе усадки шва обеспечивается подвижностью прижимной плиты в осевом направлении, а неравномерность усадки шва компенсируется в вертикальной плоскости шарнирной установкой прижимной плиты на каретке, а в горизонтальной- установкой плиты на катках.

При вращении собранную часть базируют

только на двух люнетах, все остальные опущены.

После сварки каждого корневого шва снимают сжимающее усилие, выводят фиксаторы разъемных замков 9 и вводят фиксатор замка

8, соединяющий каретку с нижней тягой.

Включением нижнего цилиндра отводят

каретку вправо, а вместе с ней и прижимную

плиту 4 с хвостовиком в исходное положение.

Хвостовик с приваренным диском регулируется на соосность относительно линии центров стенда.

На этом цикл сборки одной заготовки заканчивается. Аналогично присоединяют и сваривают все

последующие заготовки, причем по мере присоединения заготовок подвижпые опоры перемещают по длине так, чтобы деформация оси ротора была минимальной.

После приварки всех дисков и второго хвостовика освобождают разъемные замки, связывающие штоки гидроцилиндров с верхними тягами, последние снимают со стенда подъемно-транспортными средствами для свободного подвода к собранному ротору нагревательного

и сварочного оборудования, затем нагревают

ротор и сваривают основные швы без поджима.

Предмет изобретения

Стенд для оборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности из заготовок в форме дисков, содержащий станину с неподвижной опорой, несущей упорный шарикоподшипник для установки концевой заготовки, привод вращения заготовок, механизм поджима собираемых заготовок, выполненный в виде вертикально уста-новленной на другой опоре, также несущей упорный шарикоподшипник, прижимной ПЛИТЫ, связанной с неподвижной опорой тягами, служащими приводом возвратно-поступательного перемещения плиты относительно опор в направлении горизонтальной оси собираемой конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сборки при использовании самоустанавливающихся подшипников и повышения качества сварных соединений, опора, несущая прижимную плиту, смонтирована на станине с возможностью перемещения вдоль оси собираемой конструкции, а прижимная плита установлена с возможностью поворота в вертикальной плоскости, проходящей через ось конструкции, при этом стенд снабжен размещенным на станине между опорами подвижным

центрирующим устройством с упорным шарикоподшипником.