Устройство для сварки трением комбинированных соединений трубы с трубной решёткой теплообменных аппаратов

Полезная модель относится к области сварки, в частности к оборудованию для сварки трением комбинированных соединений трубы с трубной решеткой теплообменных аппаратов, и может быть использовано при производстве кожухотрубчатых теплообменников в энергетической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности.
Известна машина для сварки трением [Сварка в машиностроении: Справочник в. 4-х т. - М.: Машиностроение, 1978 - Т. 1 / Под ред. Н.А. Ольшанского. 1978. 501 с. (стр. 395)], предназначенная для сварки круглых деталей. Конструкция машины имеет привод вращения, двигатель, силовой привод, механизм установочного перемещения заготовок и зажимы.
Недостатком указанного технического решения является ограниченность размеров свариваемых заготовок в общем и невозможность ее использования для реализации способа сварки [Пат. 2524468 Российская Федерация, МПК B23K 20/12, B23K 31/02. Способ соединения узла "труба-трубная решетка" сваркой трением / Каретников Д.В., Ризванов Р.Г., Файрушин A.M., Муликов Д.Ш., Баландина А.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет. - №2012149757/02; заявл. 21.11.2012; опубл. 27.05.2014, Бюл. №15. - 3 с.] в частности, т.к. он предполагает приварку специальной шайбы к трубной доске после развальцовки в ней трубки, а указанная выше машина предполагает установку на нее обоих свариваемых деталей, что с учетом габаритов трубной решетки нереализуемо.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является машина для сварки трением узла «труба-трубная решетка» теплообменных аппаратов [Пат. РФ №161438 «Машина для сварки трением узла труба-трубная решетка теплообменных аппаратов», опубл. 20.04.2016, бюл. №11.], состоящая из привода вращения, гибкого вала, промежуточных опор, силового привода, механизма перемещения, блока управления.
Недостатком указанного технического решения является то, что гибкий вал машины, на который во время работы воздействуют значительная осевая сила и крутящий момент, должен иметь длину, превышающую длину трубного пучка, что ограничивает применимость данной машины для изготовления крупногабаритных трубных пучков, а также невозможность проводить на данной машине несколько параллельных сварок.
Задачей полезной модели является создание нового устройства для сварки трением комбинированных соединений трубы с трубной решеткой теплообменных аппаратов, с достижением следующего технического результата: возможность одновременной сварки нескольких комбинированных соединений трубы с трубной решеткой теплообменных аппаратов с крупногабаритными трубными пучками.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для сварки трением комбинированных соединений трубы с трубной решеткой теплообменных аппаратов, содержащем привод вращения, силовой привод и вращающийся вал, при этом один конец вала соединен с приводом вращения, а другой конец выполнен с возможностью закрепления на нем привариваемой детали; привод вращения и силовой привод расположены по одну сторону от свариваемых деталей на общем основании, связанном с механизмом перемещения и блоком управления упомянутыми приводами, согласно полезной модели, силовой привод установлен с возможностью перемещения в сторону привариваемой детали, а на вращающемся валу установлено устройство распределения крутящего момента и осевого усилия на рабочие валы, располагаемые перед торцевой поверхностью трубной решетки.
На фигуре представлено устройство для сварки трением комбинированных соединений трубы с трубной решеткой теплообменных аппаратов.
Устройство содержит механизм 1 перемещения, на котором закреплены блок 2 управления, силовой привод 3 и привод 4 вращения; силовой привод 3 связан с приводом 4 вращения, который соединен с валом 5, на котором установлено устройство 6 распределения крутящего момента и осевого усилия на рабочие валы 7, располагаемых перед торцевой поверхностью 8 трубной решетки, на конце которых закреплены вращаемые детали 9.
Устройство работает следующим образом.
Привод 4 вращения передает крутящий момент на вал 5. Силовой привод 3 осуществляет прижатие вращаемых деталей 9 к торцевой поверхности 8 трубной решетки до образования физического контакта. Для обеспечения возможности одновременной сварки нескольких комбинированных соединений с помощью устройства 6 распределения на рабочие валы 7 передается крутящий момент и осевое усилие. Силовой привод 3 обеспечивает требуемую циклограмму процесса сварки трением. Механизм 1 перемещения используется для установки вала 5 и других частей машины в требуемое для сварки положение. Установка режимов сварки и управление исполнительными органами машины осуществляется при помощи блока 2 управления.