УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИХВАТКИ ГОФРОСТЕНОК К РАМКЕ КРЫШКИ И ДНИЩУ КОРПУСОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ
DEVICE TO BIND CORRUGATED WALLS TO TRANSFORMER HOUSING COVER FRAME AND BOTTOM

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а точнее к устройствам для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов, и может быть использовано в энергомашиностроении при изготовлении сварных корпусов силовых трансформаторов.
Гофрированная стенка представляет собой ряд вертикальных чередующихся складок (гофр) тонкого металла с загерметизированными сваркой кромками, в местах перехода гофры к горизонтальной плоскости имеются несваренные участки кромки, высота которых примерно равна двойной толщине стенки. При автоматической сварке гофростенок к рамке крышки и днищу корпуса нахлесточным швом из-за неправильно подобранного режима сварки у основания гофр могут образовываться непровары, вызывающие негерметичность всего корпуса. Единый режим сварки усиленным швом для избежания непроваров приводит к резкому перерасходу электродного металла и увеличивает нагрев деталей и рост деформаций в зоне шва.
Известно, что при изготовлении корпусов трансформаторов из гофрированной стенки автоматической дуговой сваркой плавящимся электродом нижний край гофростенки усиливают приваркой стальной узкой полосы, которая создает излишек металла у основания гофр и тем самым способствует заполнению при сварке мест перехода вертикальной гофры к горизонтальной плоскости (см., например, проспект фирмы «Heinrich Georg GMBH», 1983 г., стр.4).
Однако такой способ с предварительной приваркой ленты у основания гофр с двух сторон по всей длине гофростенки требует дополнительных производственных затрат при изготовлении гофростенок и увеличивает расход металла.
Известен также способ автоматической дуговой сварки плавящимся электродом швов с периодическим переменным поперечным сечением, включающий сварку нахлесточных швов, сварку основания гофр, измерение пройденного пути сварочной горелки и изменение скорости сварки при выполнении сварных швов, при котором при подходе сварочной горелки к основанию гофры снижают скорость сварки пропорционально отношению площадей поперечных сечений наплавляемых швов, а после сварки основания гофр скорость сварки увеличивают (RU 2374048 C1 B23R 9/173, B23K 31/02, опубл. 27.11.2009).
Выполнение сварки по этому способу позволяет управлять количеством наплавляемого металла, однако при наложении швов большой протяженности не всегда удается избежать термической деформации гофростенок в процессе сварки и в отдельных местах появляются непровары в местах схождения складок гофр, поэтому чаще всего предварительно приваривают эти участки гофростенок к днищу и рамкам крышки ручной дуговой сваркой, что в целом заметно снижает производительность изготовления корпусов трансформаторов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества сварных швов и упрощение действий при их получении, увеличение производительности и уменьшение производственных затрат при изготовлении гофрокорпусов.
Технический результат с достижением вышеуказанного эффекта обеспечивается тем, что в устройстве для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов, содержащем установленные на общей раме с возможностью перемещения вдоль рамы от приводов две каретки, оснащенные сварочными электродами с механизмами их прижатия к деталям, сварочными трансформаторами, приемный стол с направляющими и приводом продольного перемещения, а также систему управления приводами и циклом сварки, механизмы прижатия сварочных электродов выполнены в виде двуплечих рычагов, соединенных осями с каретками, на передних концах которых размещены два изолированных друг от друга медных электрода с токоподводом к каждому из них от сварочных трансформаторов, пневмоцилиндры механизмов прижатия прикреплены к кареткам и соединены с противоположными концами рычагов с возможностью прижатия электродов и их отведения, а приемный стол имеет винтовой привод регулировки стола по высоте и эксцентриковые зажимы для крепления изделия, при этом одна из кареток может быть снабжена механизмом сжатия электродов из двух рычагов, при этом токоподвод от сварочного трансформатора осуществляется к двум изолированным друг от друга электродам на верхнем рычаге, а нижний рычаг установлен с возможностью упора передним концом снизу в свариваемые детали через медную подкладку, рычаги механизма сжатия соединены между собой осью, а пневмоцилиндр механизма сжатия соединен с противоположными концами рычагов с возможностью их сведения и разведения.
Заявляемое устройство для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов иллюстрируются чертежами 1-2.
На фиг.1 схематично показано устройство для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов (вид сбоку).
На фиг.2 схематично представлен вид на устройство для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов сверху на фиг.1.
Устройство для прихватки гофростенок 1 к рамке крышки 2 и днищу 3 корпусов трансформаторов содержит две каретки 4 и 5, установленные на общей раме 6 с возможностью перемещения вдоль рамы от приводов 7 и 8, оснащенные сварочными электродами 9 и 10 с механизмами прижатия 11 к деталям и сжатия 12, сварочные трансформаторы 13, а также приемный стол 14 с направляющими 15 и приводом 16 продольного перемещения, механизм прижатия 11 сварочных электродов 9 и 10 к деталям выполнен в виде двуплечего рычага 17, соединенного осью 18 с кареткой 4. На передних концах рычага 17 размещены два изолированных друг от друга медных электрода 9 и 10 с токоподводами 19 к каждому из них от сварочного трансформатора 13, пневмоцилиндр 20 механизма прижатия 11 прикреплен к каретке 5 через ось 21, а также соединен с противоположным концом рычага 17 для прижатия электродов 9 и 10 к свариваемым деталям и их отведения. Приемный стол 14 имеет винтовой привод 22 регулировки стола 14 по высоте и эксцентриковые зажимы 23 для крепления корпуса. Каретка 5 со стороны рамки крышки 2 снабжена механизмом сжатия 12 из двух рычагов 24 и 25, при этом токоподвод 26 от сварочного трансформатора 13 осуществляется к двум изолированным друг от друга электродам 9 и 10 на верхнем рычаге 24, а нижний рычаг 25 установлен с возможностью упора передним концом снизу в свариваемые детали через медную подкладку 26, рычаги 24 и 25 механизма сжатия на каретке 5 соединены между собой закрепленной на каретке 5 осью 27, а пневмоцилиндр 28 механизма сжатия 12 соединен с противоположными концами рычагов 24 и 25 с возможностью их сведения и разведения.
Устройство для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов работает следующим образом.
Предварительно собранный корпус трансформатора устанавливают на приемный стол 14 и фиксируют его эксцентриковыми зажимами 23, затем перемещают стол 14 с корпусом трансформатора, чтобы первая складка гофростенки 1 совпала с осью перемещения кареток 4 и 5. Приближают каретки 4 и 5 к корпусу трансформатора и проверяют точность совпадения сварочных электродов 9 и 10 с двух сторон от первой складки гофростенки 1 и при необходимости корректируют положение приемного стола 14 приводом 16. Затем устанавливают каретки 4 и 5 в положение сварки их приводами 7 и 8, положение которых определяют по датчикам перемещения и задают программно системой управления в зависимости от размеров гофростенок 1.
Начинают сварочный цикл, при этом включают пневмоцилиндр 20 механизма прижима 11, который прижимает за счет поворота рычага 17 вокруг оси 18 сварочные электроды 9 и 10 к лежащей на днище 3 корпуса трансформатора гофростенке 1. Вместе с этим включают пневмоцилиндр 28 механизма сжатия 12 и сближают передние концы рычагов 24 и 25 за счет поворота их вокруг оси 27, при этом медная подкладка 26 упирается снизу в рамку крышки 2, а сварочные электроды 9 и 10 прижимаются к гофростенке 1. Механизм сжатия 12 предотвращает деформацию рамки крыши 2, так как усилие сжатия при сварке замыкается на рычагах 24 и 25.
После этого включают сварочные трансформаторы 13 и сваривают первые точки с двух сторон от первой складки гофростенки 1, приваривая ее к рамке крышки 2 и днищу 3 корпуса трансформатора. Затем отключают пневмоцилиндры 20 и 28 и поднимают рычаг 17 и разводят рычаги 24 и 25, отводят каретки 4 и 5 в исходное перед сваркой положение и приводом 16 перемещают приемный стол 14 на один шаг, равный расстоянию между складками гофростенки 1.
Повторяют циклы сварки автоматически до прихватки всех складок гофростенки 1, при этом циклограмму перемещения кареток 4 и 5 приводами 7 и 8, подачи приемного стола 14 приводом 16, а также включения и выключения пневмоцилиндров 20 и 28 и сварочных трансформаторов 13 в циклах сварки обеспечивает система управления устройства.
После прихватки гофростенки 1 освобождают эксцентриковые зажимы 23 и поворачивают корпус на 180 градусов, прихватывают противоположную гофростенку, потом изменяют положение приемного стола 14 по высоте винтовым приводом 22, поворачивают корпус на 90 градусов и прихватывают третью, а затем и четвертую гофростенки.
После выполнения всех прихваток снимают корпус трансформатора с приемного стола 14 и транспортируют его для выполнения следующих операций по сварке, контролю и дефектоскопии сварных швов.
Таким образом, применение предложенного устройства для прихватки гофростенок к рамке крышки и днищу корпусов трансформаторов позволит:
- увеличить производительность изготовления корпусов трансформаторов за счет использования форсированных режимов сварки продольных протяженных сварных швов, предотвращая при этом термические деформации;
- получить надежные сварные швы без прожогов, исключив необходимость исправления брака ручной сваркой.