УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ОБЕЧАЕК

Изобретение относится к области сварки, в частности к устройствам для стыковки кольцевых кромок (кольцевых стыков) обечаек при сборке секций цилиндрических корпусов аппаратов и сосудов.
Известна установка для сборки обечаек по кольцевым стыкам, содержащая раму с приводными роликовыми опорами; передвигающуюся по рельсам тележку со скобой, на которой закреплены средства для поджатия и выравнивания кромок обечаек в виде пневмоцилиндров с упорами и прижимами и сварочный пост. (А.Д.Гитлевич, Л.А.Этингоф, "Механизация и автоматизация сварочного производства", М., "Машиностроение", 1979 г., с.86-87, рис.58.)
Данная установка имеет низкую производительность и высокую материалоемкость, сложна в изготовлении и эксплуатации.
Известно также устройство для стыковки кольцевых кромок обечаек, содержащее С-образную станину, приводные роликовые опоры и средства для поджатия и выравнивания кромок в виде толкающего механизма с башмаком, упором, подъемным столом и сварочный пост. (А.с. СССР №510341. МПК В 23 К 3 7/04, 15.04.76 г., Бюл. №14).
Известное устройство устраняет частично недостатки описанной выше установки и позволяет облегчить осевое перемещение и поворот обечаек за счет подъемного стола.
Однако это принципиально не меняет ни схемы самой установки, ни принципа ее работы и основные недостатки сохраняются.
Это низкая производительность, высокая материалоемкость, сложность в изготовлении и эксплуатации.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является установка для сборки цилиндрических конструкций из обечаек, содержащая вращатель, опорно-центрирующий механизм, систему подачи защитного газа и сварочный автомат. (Патент РФ №2156184, МПК В 23 К 9/16, 37/053, 2000. 0920.)
Данная установка проста по конструкции, в изготовлении и эксплуатации и имеет более низкую материалоемкость, чем две предыдущие конструкции. Повышается несколько и производительность сборки обечаек.
Однако производительность повышается незначительно и дальнейшее ее повышение ограничено конструктивными особенностями устройства.
Кроме того, установка имеет низкие технологические возможности, т.к. позволяет производить сборку конструкций со сравнительно небольшими диаметрами и производить только кольцевые швы.
Таким образом, основными недостатками установки, принятой за прототип являются ее невысокая производительность и ограниченные технологические возможности.
Целью предполагаемой полезной модели является повышение производительности и расширение технологических возможностей установки.
Поставленная цель достигается тем, что в установке для сборки цилиндрических конструкций из обечаек, содержащей вращатель, опорно-центрирующий механизм, систему подачи защитного газа и
сварочный автомат, согласно полезной модели, вращатель представляет собой установленную в приемке вращаемую на центральной полой оси с переменной частотой планшайбу с закрепленным на ее верхней плите опорно-центрирующим механизмом, изготовленным в виде комплекта передвижных упоров, установленных на телескопических балках, выполненных с возможностью бесступенчатой регулировки величины своего вылета. Система подачи защитного газа содержит расположенную на центральной полой оси планшайбы несущую стойку и выдвижную штангу со сменными насадками с каналами для подачи защитного газа в корень шва, причем несущая стойка выполнена с возможностью вертикального перемещения и в момент съема постановки обечайки на опорно-центрирующий механизм она убирается вовнутрь центральной полой оси планшайбы. Сварочный автомат установлен на подвижной платформе и снабжен колонной с механизмом вертикального перемещения каретки с плазматроном.
Поставленная цель достигается также тем, что передвижные упоры снабжены профильным пазом для размещения непосредственно контактирующих с поверхностью обечайки сменных вставок из более мягкого, чем обечайка материала.
Поставленная цель достигается и тем, что насадка с каналом для подачи защитного газа при сварке кольцевых швов выполнена в виде сегмента, а при сварке продольных швов - в виде уголка мерной длины с V-образным пазом.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.
Выполнение вращателя в виде установленной в приемке вращаемой на центральной полой оси с переменной частотой планшайбы с закрепленным на ее верхней плите опорно-центрирующим
механизмом, представляющим собой комплект передвижных упоров, установленных из телескопических балках, выполненных с возможностью бесступенчатой регулировки величины своего вылета, позволяет создать простую конструкцию вращателя и опорно-центрирующего механизма, причем наличие бесступенчатой регулировки вылета телескопических балок и передвижных упоров позволяет производить сборку обечаек любого диаметра, при этом переналадка при смене диаметров занимает минимальное время. Это обеспечивает повышение производительности и расширяет технологические возможности.
Выполнение системы подачи защитного газа в виде расположенной на центральной оси планшайбы несущей стойки и выдвижной штанги со сменными насадками и возможностью вертикального перемещения несущей стойки, позволяет убрать стойку во внутрь центральной полой оси планшайбы, при этом в момент съема или постановки обечайки на опорно-центрирующий механизм, высота выступающих элементов системы подачи защитного газа соизмерима с высотой передвигаемых упоров и смену обечаек можно произвести достаточно просто и удобно. При этом подъем кромки обечайки над упорами и стойкой минимальный, что требует меньшего времени, на переустановку, что также обеспечивает повышение производительности.
Установка сварочного автомата на подвижной платформе и снабжение его колонной с механизмом вертикального перемещения каретки с плазматроном, позволяет быстро и удобно выставить горелку на свариваемый стык и обеспечить ее перемещение в вертикальном положении для сварки продольных швов, что значительно расширяет технологические возможности установки, позволяя осуществлять при
сборке как кольцевые, так и продольные швы. Для достижения этой цели меняются лишь насадки с каналом для подачи защитного газа.
Наличие профильных пазов на передвижных упорах с размещенными в них сменными вставками из более мягкого, чем обечайка материала позволяет дополнительно расширить возможность по установке обечаек разных диаметров, т.к. разница толщин вставок выбирается из ряда разницы диаметров изготавливаемых обечаек, а выполнение их из более мягкого материала, чем обечайки позволит избежать рисок и царапин на поверхности обечайки.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно воспроизведена при сборке различных цилиндрических конструкций из обечаек с получением поставленной цели, заключающейся в повышении производительности и расширении технологических возможностей, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критерию "промышленная применимость".
Сущность заявленой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид установки для сборки цилиндрических конструкций из обечаек в момент сварки кольцевого шва; на фиг.2 - то же в, момент сварки продольного шва, на фиг.3 - то же, в момент смены обечайки; на фиг.4 - показана верхняя плита вращателя с опорно-центрирующим механизмом; на фиг.5 - выноска А на фиг.4 (передвижной упор с профильным пазом и вставкой).
Установка для сборки цилиндрических конструкций из обечаек состоит из вращателя, представляющего собой планшайбу 1, которая установлена в приемке 2 и вращается с переменной частотой на центральной полой оси 3. На верхней плите 4 планшайбы 1 закреплен опорно-центрирующий механизм, изготовленный в виде комплекта передвижных упоров 5, установленных на телескопических балках б, выполненных с возможностью бесступенчатой регулировки величины своего вылета. Передвижные упоры 5 снабжены профильным пазом 7 для размещения в них сменных вставок 8 из более мягкого, чем обечайка 9 материала. На центральной полой оси 3 расположена несущая стойка 10 системы подачи защитного газа. На стойке 10 установлена выдвижная штанга 11 со сменными насадками в виде сегмента 12 при сварке кольцевых швов, или в виде уголка 13 мерной длины с V-образным пазом при сварке продольных швов. Стойка 10 имеет возможность вертикального перемещения и при необходимости может убираться во внутрь центральной полой оси 3. Сварочный автомат плазменной сварки установлен на подвижной платформе 14 и снабжен колонной 15 с механизмом 16 вертикального перемещения каретки 17 с плазматроном 18. Кроме того, в состав сварного автомата 18 входят источник питания 19, стойка и пульт управления 20, блок водяного охлаждения 21.
Работает установка для сборки цилиндрических конструкций из обечаек следующим образом.
При сварке кольцевых швов, пару сформированных обечаек 9 с прихваткой сваркой продольных и кольцевых кромок устанавливают цеховым краном на опорно-центрирующий механизм планшайбы 1 с выставленными предварительно по диаметру обечайки упорами 5, балками 6 и убранной во внутрь оси 3 несущей стойкой 9. После чего
несущая стойка 9 с насадкой в виде сегмента 12 поднимаются в рабочее положение. Осуществляя перемещение платформы 14 и каретки 17 с плазматроном 18 в горизонтальной и вертикальной плоскостях, выставляется в необходимое положение плазматрон 18. Осуществляется и его разворот относительно шва на необходимый угол, обеапечивающий оптимальное положение плазматрона 18. Далее, при включении автомата начинается подача защитного газа, поджиг сварочной дуги, привод вращения планшайбы 1 и осуществляется сварка кольцевого шва.
При сварке продольных швов обечаек, сформированную обечайку 9 (с прихваткой сваркой продольных кромок) цеховым краном устанавливают на опорно-центрирующий механизм планшайбы 1 с выставленными предварительно по диаметру обечайки упорами 5 и балками 6. Несущая стойка 9 в данный момент опущена во внутрь центральной полой оси 3 планшайбы 1. После чего несущая стойка 9 поднимается в рабочее положение с насадкой 13 в виде уголка мерной длины с V - образным каналом. Выставляется в оптимальное положение плазматрон 18, включается подача защитного газа, поджиг сварочной дуги и привод механизма 16 вертикального перемещения каретки 17 с плазматроном 18 и осуществляется сварка продольного шва.
Режим сварки в зависимости от толщины металла устанавливается предварительно, поддержание заданной длины сварочной дуги осуществляется автоматически. При помощи подвижной платформы 14 устанавливается удобное общее положение сварочного автомата относительно обечайки. При смене диаметров обечаек осуществляется регулировка установки упоров 5 и балок 6 для нужного диаметра. Планшайба 1 имеет возможность вращения с переменной частотой, что позволяет, например, при установке
дополнительной стойки со шлифовальной головкой произвести обработку кромки обечайки перед сваркой.
На ОАО "Тамбовский завод "Комсомолец" им. Н.С.Артемова" была разработана и испытана данная конструкция установки для сборки цилиндрических конструкций из обечаек. Осуществлялась сварка кольцевых и продольных швов обечаек из высоколегированных коррозионно-стойких сталей (08Х18 Н 10 Т, 12Х18 Н 10 Т и др.) диаметром 1400-5000 мм с толщиной стали 3-6 мм. Использовался автомат плазменной сварки АСП-1, при сварке осуществляли непрерывный поддув защитного газа с внутренней стороны обечаек, защитный газ - аргон. Установка показала высокую производительность, возможность сварки и кольцевых и продольных швов и хорошее их качество.
Таким образом, использование заявляемого технического решения, позволяет повысить производительность и расширить технологические возможности установки для сборки цилиндрических конструкций из обечаек.