Машина для контактной стыковой сварки труб Советский патент 1983 года по МПК B23K11/04 B23K31/06 

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки кольцевых стыков труб, преимущественно в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Извесгны машины для контактной стыковой сварки труб в непрерывную нитку в трассовых условиях. Наиболе прогрессивными машинамив этих усло виях эксплуатации являются внутритрубные машины, так как эти машины передвигаются от стыка к стыку не по грунту, а по внутренней поверхности трубы 1,2 . Указанное достоинство наиболее проявляется при сварке трубопроI водов в северных условиях и в условиях бездорожья на трассе, при слож ных условиях местности и в распутиц резко затрудняющих транспорт гром6з кой тяжелой машины и манипулировани ею, если она подвешена или установлена на гусеничном тракторе или воз духе. - Известна машина для контактной стыковой сварки труб з , которая содержит сварочное устройство с механизмом зажатия труб, гратосниматель, привод оплавления и осадки и размещенное в корпусе самоцентрирующее устройство с опорными и приводными роликами и пружинным механи мом поджатия приводных роликов к трубе. Применение самоцентрирующего при водного устройства с пружинным механизмом в машине для контактной стыковой сварки труб позволяет удалять грат с перемещением любой част сварочной машины, улучшает центриро вание машин по оси трубы, а также устраняет самопроизвольное перемещение мшлины под уклон. Однако конструкция самоцентрирую щего приводного устройства с опорными и приводными роликами металлоемка, труднодоступна для обслуживания и осмотра, технологически сложна в изготовлении, сборке и эксплуатации. Во-первых, для самоцентрирования необходимо иметь по три пары более приводных и опорных роликов, а следовательно, не менее шести двуплечи рычагов, Для крепления осей двуплечих рычагов требуется большое количество расточных работ, выполняемых в разных деталях сложной конфигурации, что технологически тяжело выполнить Во-вторых, для обеспечения однов ременного дв1}жения .штока в цилиндре и обоймы по корпусу цилиндра необходима соосность поверхностей корпу са цилиндра и обоймы. В случае несоосности может произойти заклинивание и нарушение центрирования машин относительно поверхности трубы. В третьих, трудно обеспечить одинаковое натяжение всех пружин. В случае разного натяжения происходит перекос обоймы и заедание ее при эксплуатации. Дпя сборки требуется специальное приспособление, обеспечивающее сжатие пружин, что неудобно в обслуживании в трассовых условиях. Кроме того, при вводе машины в трубопровод силовым цилиндром приводные ролики перемещаются к оси и вводятся в трубу, опорные же ролики этим цилиндром переместить к центру нельзя и они вводятся с разГона, что вызывает деформацию конца трубы. Для устранения этих недостатков с целью увеличения надежности и упрощения технологии изготовления, сборки rf эксплуатации, предлагается конструкция внутритрубной машины, в которой самоцентрирующее приводное устройство снабжено трехплечими рычагами в количестве трех и более, оси качания которых расположены в корпусе равномерно по окружности. На одном плече каждого из рычагов шарнирно установлен приводной ролик самоцентрирующего устройства, на другом - опорный ролик с возможностью свободного вращения вокруг своей оси, шток силового цилиндра жестко закрепленным на нем диском, шарнирно связанным с третьим плечом каждого трехплечего рычага. Пружинный механизм поджатия выполнен в виде пружины, охватывающей шток силового цилиндра. Один конец пружины упирается в упор, выполненный на штоке а другой конец - в корпусе самоцентрирующего приводного устройства. На чертеже изображен общий вид предложенной машины для контактной стыковой сварки. Машина состоит из следующих основных узлов: механизма 1 оплавления и осадки, сварочного устройства с механизмами 2 зажатия труб, на зажимных губках которого установлены ножи 3 и 4 гратоснимателя, насосной станции 5, привода 6 и самоцентрирующего приводного устройства 7. Все перечисленные узлы на фланцах соединены в единую самоходную внутритрубцую машину. Самоцентрирующее приводное устройство 7 содержит корпус 8, по центру которого установлен силовой цили НДР 9. Шток,силового цилиндра 9, на котором закреплен диск 10, расположен в поддерживающей опоре 11, принадлежащей корпусу 8 устройства. На конце штока имеется опорное кольцо 12. К поддерживающей шток опоре 11 прикреплен механизм 13 поджатия, в состав которого входит пружина 14, расположенная между опорой 11 и опорным кольцом 12, поджатым к пру жине 14 гайками 15. Корпус; механизм 13 поджатия снабжен накидной гайкой 16. В корпусе 8 самоцентрирующего приводного устройства 7 на равном расстоянии радиально относительно продольной оси устройства 7 устано лены оси 17 качания трехплечих рычагов 18. На одном плече каждого и рычагов 18 установлен с возможност свободного вращения опорный ролик 19. На втором плечекаждого из рыч -ов 18 жестко установлен редуктор .О с самотормозящим приводом, свяJaнным с приводом 6 карданным валом 21. Редуктор 20 снабжен приводным роликом 22. Третьи плечи весх рычагов 18 ра положены с возможностью перемещения в пазах диска 10. Рабочий процесс сварочного устро ства с механизмами 2 зажатия, меха низмами оплавления и осадки, насосной станцией 5 не отличается от работы этих механизмов в известных внутритрубных машинах. Приводное самоцентрирующее устройство 7 работает следующим образ Для натяжения пружины 14-механи ма 13 поджатия приводных роликов 22 и внутренней поверхности трубы р рабочая жидкость подается в полость Б силового цилиндра 9 и пружина, упираясь в опору 11 корпуса 8 устройства, опорным кольцом 12 штока цилиндра 9 сжимается на некоторую величину. При этом накидная гайка 16 подкручивается до соприкосновения с опорным кольцом 12. Затем рабочая жидкость подается в полость А. Шток цилиндра движется в обратную сторону, гайка 15 отходит от опорного кольца 12 и может быть свободно подкручена до соприкосновения с ним. Этот цикл повторяется до тех пор пока не будет достигнуто необходимое сжатие пружины 14, достаточное для стопорения машины приводными роликами, прижатыми к трубе. Для ввода машины в трубопровод рабочая жидкость подается в полость Б силового цилиндра 9, при этом дис установленный на его-штоке, воздействует на трехплечие рычаги 18, они отводят приводные ролики к оси устройства и машина вводится в трубу до опорных роликов,19. Затем рабочая жидкость подается в полость А и обратным движением штока цилиндра 9 с диском 10 трехплечие рычаги поворачиваются вокруг оси 17 в противоположную сторону, тем самым прижимая приводные ролики к внутренней поверхности трубы, и одновременно отводят от нее опорные ролики. После этого включается привод 6 перемещения и через карданный вал 21 передается в редуктор 20, который, вращая приводные ролики 22, втягивает машину в трубу. Далее машина движется до исходного положения для сварки, когда сварочное устройство с механизмами 2 зажатия труб будет находиться под стыком труб. Зажим труб и стыковая -сварка проводятся известным способом. После сварки производится срезка грата следующим образом. Сразу после сварки подвижный механизм 2 зажатия немного (на 1 мм) отжимается от трубы и движением вперед усилием цилиндров механизма оплавления и осадки срезает грат ножами 3. Затем этот механизм 2 зажатия возвращается в исходное положение и опять зажимает трубу. После этого подается рабочая жидкость в полость Б силового цилиндра 9, при этом приводные ролики 22 отводятся к оси устройства, а опорные ролики 19 прижимаются к поверхности трубы. Одновременно отжимается немного от трубы неподвижный механизм 2 зажатия и усилием цилиндров механизма 1 оплавления и осадки перемещается вместе со всей машиной на роликах 19 в сторону подвижного механизма 2 зажатия, тем самым снимая грат ножами 4. Ввиду того, что ножи гратоснимателя установлены на одном из механизмов зажатия со смещением относительно ножей на другом так, что перекрывают по окружности всю поверхность трубы, этими двумя движениями полностью снимается грат со сварного стыка. В случае сварки, разрыва подводящей магистрали рабочей жидкости либо отказа насосной станции пружина 14, перемещая шток силового цилиндра 9 в крайнее положение, когда рабочая жидкость полностью будет вытеснена из полости Б, прижимают приводные ролики 22 к поверхности трубы, тем самым обеспечив самоторможение машины на уклонах. Технология расточки отверстий под оси качания проще, так как эти отверстия выполнены в одной детали в корпусе устройства, а оси крепления опорных и приводных роликов установлены также в одной детали - в трекплечем рычаге 18.

Сборка самоцентрирующего механизма тоже проводится проще так как меньше подвижных частей, взаимосвязанных между собой.

Основной подвижной деталью в предлагаемом устройстве является шток силового цилиндра, поэтому связ с приводными и опорными роликами наладить значительно проще и легче регулировать степё нь прижатия роликов к поверхности трубы во время эксплуатации сварочной машины.

Предлагаемая конструкция самоцентриругадего. приводного механизма в машине для контактной стыковой сварки труб позволяет исключить .аварийные ситуации, облегчает изготовление, сборку и эксплуатацию машины для контактной стыковой сварки, улучшает центрирование машины, увеличивает надежность работы машины, что позволяет повысить производительность труда при сооружении трубопроводов.

1.МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ТРУБ, содержащая сварочное устройство с механизмом зажатия труб, гратосниматель, привод оплавления и осадки и размещенное в корпусе самоцентрирьющее устройство с опорными и приводными роликами и пружинным механизмом поджатия приводных роликов к трубе, жестко связанным со штоком силового цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью увеличения надежности и упрощения технологии изготовления, сборки и эксплуатации,, самоцентрйрующее устройство снабжено по крайней мере тремя трехплечими рычагами, оси качанйя которых расположены в корпусе равномерно по окружности, на одном из плеч каждого рычага установлен приводной ролик самоцентрирующего.устройства, на другом - опорный ролик самоцентрирующего устройства, шток силового цилиндра снабжен жестко закрепленным на нем диском, шарнирно связанВ ным с третьим плечом каждого трех(Л плечего рычага. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что пружинный механизм выполнен в виде пружины, охватывающей шток силового цилиндра и одним концом упирающейся в упор, выполненный на щтоке, а другим консо оо цом - в корпусе самоцентрирующего устройства. 00 4 ОС ас