УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ С ТРЕЩИНОЙ

Полезная модель относится к оборудованию для ремонта широкого класса металлоконструкций и узлов с трещинами с помощью сварки.
Известны устройства для восстановления конструкций с трещиной, включающие вставленные в дополнительное отверстие, выполненные по разные стороны от трещины, крепежные болты, соединенные между собой либо системой крепежных элементов (см., например, а.с. СССР №1366343 кл. В23Р 6/00, 1986), либо специальными пластинчатыми пружинными вставками, охватывающими трещину с обеих сторон конструкции (см., например, патент РФ №1343689 кл. В23Р 6/00, 1985), либо чашеобразными элементами, прижатыми к трещине с обеих сторон с помощью цилиндрических пружин (см., например, а.с. СССР №1496980 кл. В23Р 6/04, 1987).
Недостатками всех известных устройств являются значительная трудоемкость реализуемого ими способа восстановления конструкции, его предельно малая эффективность, надежность конструкции после восстановления.
Известны также устройства для восстановления металлических конструкций с трещиной, реализующие сварные методы и включающие приспособления для удаления разделки и заварки трещины, а также прикрепленные к конструкции с помощью кронштейнов стяжные элементы с механизмом затяжки и специальной нагревательной печью одноразового использования для термической затяжки стяжных элементов (см., например, книгу Вощанов К.П. Ремонт оборудования сваркой. - М.: Машиностроение, 1967. - С.74-76).
Недостатками известных устройств являются значительная сложность и низкая производительность реализуемого ими способа, предельно ограниченные функциональные возможности и области применения.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является устройство для восстановления металлических конструкций с трещиной, содержащее приспособление для удаления, разделки и заварки трещины, а также прикрепленные к конструкции с помощью кронштейнов стяжные элементы с концентратором напряжений в виде сварочного валика, механизмом затяжки и нагревательной печью для термической затяжки стяжных элементов (см. а.с. СССР №1053419, кл. В23Р 6/00, 1982), и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются значительная сложность, низкая производительность, предельно ограниченные функциональные возможности и область применения. Это объясняется необходимостью удаления и разделки трещины, ее ручной сварки и наплавки сварочного валика, термической затяжки стяжных элементов и.т.д. Данный технологический процесс практически не авторизирован и может быть применен только в исключительных случаях для ограниченного типа конструкций.
Сущность полезной модели заключается в создании устройства для восстановления металлических конструкций с трещиной, реализующего базирующийся на роликовой контактной сварке способ электропереплава основного металла конструкции и позволяющего предельно упростить конструкцию, добиться высокой производительности и универсальности процесса восстановления.
Технический результат - упрощение устройства, повышение его производительности и расширение функциональных возможностей.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для восстановления металлических конструкций с трещинами, содержащими механизм фиксации трещины с заданным усилием затяжки механизм заварки, особенность заключается в том, что механизм фиксации трещины выполнен в виде специальных коромысел, шарнирно установленных в корпусе, введенных одними концами в контакт с конструкцией, а другими концами связанных с помощью роликов с корпусом, имеющим возможность регулировочного резьбового смещения, а механизм заварки трещины представляет собой щипцы, подключенные к контактной шовной сварочной машине с возможностью линейного смещения относительно конструкции, на одном конце которых установлены роликовые электроды для обеспечения электропереплава основного металла, а на другом - сжимающее устройство (пружина, гидро- или пневмопривод).
Сущность полезной модели показана на примере конкретной реализации устройства для восстановления конструкции цилиндрической формы, а именно - гильзы блока цилиндров автотракторных двигателей, и поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен общий вид на устройство; на фиг.2 - вид спереди; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - зона Б трещины с роликовыми электродами (увеличено).
Устройство для восстановления металлических конструкций с трещиной состоит из механизма заварки трещины, представляющего собой щипцы 1 контактной шовной (роликовой) сварочной машины с возможностью линейного смещения относительно конструкции, на одном конце которых установлены роликовые электроды 2 для обеспечения электропереплава основного металлоконструкции, а на другом - сжимающее устройство 3, обеспечивающее требуемое сжатие электродов 2, и механизма фиксации трещины с заданным усилием затяжки, выполненного в виде трех коромысел 4 для захвата конструкций 5, установленных в кольце 6 (корпусе) с помощью шарниров 7. При этом на одном конце каждого коромысла 4 укреплен шарнирных захват 8, а на другом конце - ролики 9, введенные в контакт с корпусом 10, установленным в резьбовом отверстии втулки 11 с возможностью осевого смещения с помощью гаек 12, и соответственно, возможностью надежной фиксации конструкции 5 с заданным усилием затяжки. Для удобства эксплуатации корпус 6 снабжен как минимум двумя приваренными внизу лапками 13.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При реализации устройства использован способ, базирующийся на контактной роликовой сварке (заварке), однако принципиально измененный за счет осуществления электропереплава не соединяемых элементов, а именно металла восстанавливаемой конструкции. Именно это принципиальное изменение и обуславливает достоинства предлагаемого устройства.
Предварительно очищенную трещину конструкции подвергают сжатию с заданным усилием для выбора зазора. С этой целью конструкцию 5 размещают между концами коромысел 4 механизма фиксации с ориентацией трещины в нижнем положении. Далее щипцы 1 с роликовыми электродами 2 вводят в контакт с обеими сторонами трещины с заданной величиной контактного усилия сжатия, создаваемого сжимающим устройством 3. Далее с помощью контактной шовной (роликовой) сварочной машины осуществляется процесс сварки (заварки) трещины в непрерывном, либо прерывистом режимах. При наличии трещины в середине конструкции 5, сварка производится с одного из концов трещины, при краевом расположении трещины сварка начинается с конца конструкции 5. Для обеспечения герметичности конструкции необходимо, чтобы расплавленное ядро металла захватывало предыдущее ядро (см. фиг.4), причем размеры ядра регулируются величиной тока.
Предлагаемое устройство универсально и может быть использовано для восстановления конструкций практически любой формы при разнообразной ориентации трещин. Толщина восстанавливаемых конструкций в устройстве увеличена за счет осуществления здесь по сравнению с роликовой сваркой (заваркой) электропереплава только основного металла без приворачиваемой детали, причем эта толщина может быть еще более увеличена осуществлением сварки в режиме кратковременных импульсов и применением электродов. Использование предлагаемого устройства при отсутствии необходимости удаления и разделки шва, его сверления, ручной сварки и так далее обуславливают высокую производительность процесса, экономию в материале электродов (по сравнению с ручной сваркой), наборе применяемых инструментов.