Установка для закрепления цилиндрических заготовок под сварку продольных и кольцевых швов

Полезная модель относится к сварочному оборудованию, позволяющему производить сварку кольцевых и продольных швов цилиндрических заготовок различных диаметров и размеров.
Известна установка для автоматической сварки сложных кольцевых швов [Патент RU на полезную модель №162137, опубл. 27.05.2016, бюл. №15]. Установка для сварки содержит основание, на котором расположено устройство для закрепления и перемещения свариваемых деталей, состоящее из горизонтальной привода, вертикального привода и планшайбы (привод вращения), на которую крепятся свариваемые детали, при этом перемещение свариваемых деталей управляется с помощью блока управления перемещения сварочных деталей, а закрепление с помощью кантователя, который обеспечивает положения изделия: - ось изделия вертикальна - сборка/снятия; ось изделия горизонтальна - сварка; сварку осуществляет сварочный агрегат, включающий сварочную горелку, при этом управление сварочным устройством осуществляет блок управления сварочным устройством.
Известно устройство для автоматической сварки круговых швов [Патент RU на изобретение №2096153, опубл. 20.11.1997]. Устройство содержит фиксирующий элемент, держатель сварочной головки, установленный с возможностью вращения, токогазоподвод коллекторного типа, прижимной элемент, каретку радиального перемещения относительно вращающейся стойки, закрепленной на фиксирующем элементе. Механизм вращения горелки установлен на каретке.
Известные решения могут производить только кольцевые швы. Отсутствует возможность производить продольные швы.
В качестве прототипа принят сборочно-сварочный вращатель-кантователь [Патент RU на изобретение №2210476, опубл. 20.08.2003, бюл. 23], который содержит станину. На станине смонтированы передняя и задняя бабки с подшипниками, в которых установлены шпиндели. На станине и шпинделях размещены приспособления для ориентирования частей изделия относительно друг друга. Подшипники выполнены в виде втулок-ориентаторов с открытыми продольными пазами. В пазы с возможностью высвобождения введены штифты, вмонтированные в шпиндели перпендикулярно их осям.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: рама, на которой смонтированы передняя бабка и задняя бабка с возможностью ее перемещения по раме.
Недостатками прототипа являются
конструкция рамы основания выполнена в виде цельной станины, что ограничивает длину заготовки и возможность выполнять продольные и кольцевые швы различных размеров и диаметра;
зажим заготовок осуществляется вручную, что не позволяет достичь высокой производительности труда;
отсутствие продольной балки не позволяет разместить на ней сварочную головку и обеспечить высокую точность сварного шва.
Полезная модель направлена на увеличение жесткости установки для сварки продольных и кольцевых швов различных размеров и диаметра.
Это достигается тем, что установка для закрепления цилиндрических заготовок под сварку продольных и кольцевых швов включает раму, на которой смонтированы передняя бабка и задняя бабка с возможностью ее перемещения по раме. В предложенном решении установка снабжена продольной балкой, закрепленной на выносных опорах, вертикально приваренных к задней стороне рамы, и смонтированными на раме между передней бабкой и задней бабкой регулируемыми люнетами для поддержки свариваемой заготовки. Рама выполнена коробчатой конструкции. Продольная балка оснащена суппортом, установленным с возможностью продольного перемещения. При этом передняя бабка снабжена планшайбой для закрепления свариваемой заготовки и имеет встроенный привод в виде шагового двигателя и зубчатого ремня с возможностью передачи на заготовку крутящего момента.
Полезная модель поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена установка для сварки (аксонометрическая проекция).
Установка для закрепления цилиндрических заготовок под сварку продольных и кольцевых швов включает раму, которая выполнена в виде последовательно расположенных, например, трех модулей 1, коробчатой конструкции, например, длиной один метр, из листового металла, например, толщиной 6…10 мм. Модули 1 соединены между собой, например, болтовым соединением 2. На раме смонтированы передняя бабка 3, а также задняя бабка 4 с возможностью перемещения по раме. Между передней бабкой 3 и задней бабкой 4 на раме установлены три регулируемых люнета 5 для поддержки свариваемой заготовки. С внутренней стороны передней бабки 3 установлена планшайба 6 с кулачками, которая служит для закрепления свариваемых заготовок. При этом передняя бабка 3 имеет встроенный привод в виде шагового двигателя и зубчатого ремня с возможностью передачи крутящего момента на планшайбу 6.
На задней бабке 4 смонтирован с вращающимся наконечником центр 7 с возможностью перемещения вдоль рамы, например, с помощью пневмоцилиндра, и зажимать свариваемую заготовку к планшайбе 6. К задней стороне рамы вертикально приварены три выносные опоры 8, на которых смонтирована продольная балка 9. На продольной балке 9 установлен суппорт 10 с приводом на шаговом двигателе и зубчатой передачей.
При загрузке заготовки оператор укладывает заготовку на регулируемые люнеты 5, которые смонтированы на модули 1, соединены между собой болтовым соединением 2, и подает сжатый воздух на пневмоцилиндр центра 7, смонтированный в задней бабке 4. Центр 7 прижимает заготовку к планшайбе 6, установленной на передней бабке 3. Далее оператор зажимает заготовку с помощью кулачков на планшайбе 6.
После того как заготовка загружена и зажата оператор задает необходимые параметры сварки на интерфейсе «человек-машина» (на фигуре не показан) для контроллера и приступает к выполнению программы сварки заготовки. Суппорт 10 перемещается по продольной балке 9, смонтированной на выносных опорах 8, к начальному месту сварки и начинает сварочный шов.
Далее сварка происходит по заданной программе. Программное обеспечение позволяет с заданными параметрами управлять скоростью вращения заготовки, и ее угловым положением, а также управлять положением суппорта в пространстве относительно заготовки
В предложенном решении рама выполнена из листового металла толщиной 6…10 мм и соединенного виде модулей коробчатой конструкции длиной один метр. Это позволяет наращивать общую длину установки с шагом один метр в зависимости от желания заказчика и приводит к увеличению жесткости рамы. Коробчатая конструкция рамы позволяет установить нужное количество регулируемых люнетов для поддержки свариваемой заготовки, тем самым обеспечивая жесткость конструкции со свариваемой заготовкой, устраняя возможность падения заготовки во время работы, а также повышают скорость и безопасность загрузки заготовок на установку. Пространственную жесткость обеспечивают вертикально приварены к задней стороне рамы выносные опоры, на которых смонтирована продольная балка. Помимо этого такое решение позволяет сделать опоры для монтажа верхней балки вынесенными за габариты рамы, что улучшает производственную эргономику.
Полезная модель обладает высокой жесткостью. Это позволяет увеличить вес и длину устанавливаемых заготовок, при повышении безопасности и производительности труда.