УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНО СВАРНЫХ ПРОФИЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК

Полезная модель относятся к сварочному производству, преимущественно к установкам для получения непрерывно сварных профильных заготовок.
Известно устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок [1. Патент RU №2146573. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления / В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл.20.03.2000. Бюл. №8], содержащее разливочный ковш с погружным стаканом, формирующее устройство - вертикальный кристаллизатор, состоящий из двух пар стенок, причем стенки первой пары выполнены в верхней части расширенными с возможностью совершать вращательные движения, а стенки второй пары выполнены с возможностью совершать возвратно-поступательные движения, барабаны для ввода двух лент в формирующее устройство, средство для прижатия лент к поверхности стенок.
Недостатком известного устройства [1] является возможность его использования только для получения непрерывнолитых деформированных заготовок.
Известна машина для контактной стыковой сварки [2. А.с. №2016723 РФ. В23К 11/02. Машина для контактной стыковой сварки /С.И.Кучук-Яценко, В.А.Сахарнов, Б.А.Галян и др. Опубл. 1994. Бюл. №14], содержащая два гидроцилиндра оплавления и осадки, расположенные симметрично относительно ее вертикальной оси, а также подвижный и неподвижный в осевом направлении механизмы зажатия, каждый из которых включает гидроцилиндр зажатия, установленный на корпусе, выполненном с опорной поверхностью
для взаимодействия с частью свариваемого изделия, и два поворотных рычага, одни концы которых снабжены контактно-зажимными губками, а два другие связаны с гидроцилиндром зажатия, причем гидроцилиндры оплавления и осадки расположены в одной плоскости с горизонтальной осью машины, корпуса механизмов зажатия связаны штоками упомянутых гидроцилиндров, опорные поверхности корпусов снабжены контактно-зажимными губками, а рычаги установлены с возможностью поворота на штоках гидроцилиндров оплавления и осадки.
Недостатком известной машины [2] является возможность ее использования только для получения за одну операцию сварного соединения двух заготовок, устанавливаемых в контактно-зажимных губках.
Известна машина для контактной точечной сварки [3. Кабаков Н.С. Сварка на контактных машинах. Высш. шк., 1985. - 271 с. См. стр.168-171], содержащая смонтированный на корпусе нижний кронштейн с электрододержателем и электродом, шток с верхним электродом, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, включающий привод сжатия с цилиндром, рычажно-шарнирный механизм, кинематически связанный с приводом сжатия, систему подачи рабочей среды, включающую распределитель и трубопроводы, систему охлаждения.
Недостатком известной машины [3] является возможность ее использования только для сварки листовых заготовок ограниченной толщины без профилирования поверхности.
Наиболее близким аналогом к заявленной установке является известное устройство для получения сварных труб при строительстве магистральных трубопроводов [4. Патент №2016723 RU. В23К 11/04. Опубл. 30.07.1994], содержащее механизмы зажатия, привод сжатия, электроды, систему подачи рабочей среды.
Недостатком известного устройства [4] является возможность его использования только для получения сварных труб.
Заявляемая установка направлена на создание ресурсосберегающего процесса получения непрерывно сварных профильных заготовок.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой установки, заключается в:
1. Возможности получения непрерывно сварных профильных заготовок.
2. В повышении надежности работы установки.
3. В повышении качества сварных заготовок. Заявляемая установка характеризуется следующими существенными признаками:
Ограничительные: механизмы зажатия; привод сжатия; электроды;
система подачи рабочей среды.
Отличительные: формирующее устройство, выполненное с двумя вертикальными рабочими стенками с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, к которым снизу закреплены пружины;
механизмом зажатия - выполнен с двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости; вертикальный калибровочный участок на расширяющейся в верхней части рабочей стенке; рама с двумя неподвижными и двумя подвижными стойками; две неподвижные стойки жестко закреплены на раме; подвижные стойки шарнирно установлены на раме на оси, выполнены Т-образными и соединены между собой тягой с регулирующей пружиной. На каждой подвижной стойке закреплена одна из стенок механизма зажатия с расширяющейся в верхней частью, на поверхности которой расположены электроды; в верхней части каждой неподвижной стойки установлен гидроцилиндр со штоком привода подвижной стойки. Над каждой вертикальной рабочей стенкой жестко закреплен гидроцилиндр со штоком привода стенки; система автоматического управления работой установки; первоначально срабатывают гидроцилиндры привода подвижных стоек с установленными на них расширяющимися в
верхней части рабочими стенками; после расхождения подвижных стоек срабатывают гидроцилиндры привода вертикальных рабочих стенок. На каждой подвижной стойке закреплена одна из стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью; электроды на поверхности стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью. Барабаны для ввода заготовок в формирующее устройство и расположены со смещением в горизонтальной плоскости, обеспечивающем касание плоских заготовок по торцевым поверхностям; тензометрический датчик и термопара, подключенные в систему автоматического управления работой установки.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Наличие формирующего устройства исключает выдавливание металла заготовки за его пределы в грат.
Выполнение двух рабочих стенок формирующего устройства вертикальными с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, к которым снизу закреплены пружины обеспечивает проталкивание непрерывных сварных заготовок и исключает возможность потерь металла в грат при его сжатии, а также возможность получения непрерывных профильных сварных заготовок.
Выполнение механизма зажатия с двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости обеспечивает возможность захватывания плоских заготовок с их обжатием и сваркой при возникновении сварочных и ковочных усилий. Кроме этого, обеспечивается проскальзывание двух вертикальных рабочих стенок.
Наличие вертикального калибровочного участка на расширяющейся в верхней части рабочей стенке обеспечивает возможность получения заданной профильной поверхности на свариваемых заготовках. В результате исключается
необходимость дополнительной прокатки сварной заготовки.
Наличие рамы с двумя неподвижными и с двумя подвижными стойками исключает необходимость наличия приводных экцентриковых валов и повышается эффективность работы всей установки.
Наличие двух неподвижных стоек, жестко закрепленных на раме, позволяет расположить между ними подвижные стойки и обеспечить их привод.
Установка двух подвижных стоек шарнирно на раме на оси, выполненных Т-образными позволяет поворачиваться им на необходимый угол навстречу друг другу.
Соединение подвижных стоек между собой тягой с регулируемой пружиной позволяет им расходиться после приложения сварочного и ковочного усилий, что способствует проталкиванию заготовки вертикальными рабочими стенками.
Закрепление на каждой подвижной стойке одной из стенок механизма зажатия с расширяющейся в верхней частью, на поверхности которой расположенные электроды, обеспечивает возможность деформации заготовок с их захватыванием при схождении стоек навстречу друг другу.
Установка в верхней части каждой неподвижной стойки гидроцилиндра со штоком привода подвижной стойки обеспечивает ее привод с закрепленной на ней расширяющейся в верхней части рабочей стенки.
Жесткое закрепление над каждой вертикальной рабочей стенкой гидроцилиндра со штоком привода обеспечивает привод стенки с ее перемещением вертикально вниз и проталкивание заготовки.
Закрепление снизу вертикальных стенок пружин обеспечивает возможность перемещения стенок вертикально вверх с их проскальзыванием относительно заготовок деформируемых расширяющимися в верхней части рабочими стенками.
Наличие системы автоматического управления работой установки обеспечивает возможность срабатывания гидроцилиндров в строго заданной
последовательности в нужный момент времени с перемещением штоков гидроцилиндров на определенное расстояние, а также пропускание импульсов сварочного тока.
Первоначальное срабатывание гидроцилиндров привода подвижных стоек с установленными на них расширяющимися в верхней части рабочими стенками обеспечивают деформацию заготовок с их захватыванием и сваркой в формирующем устройстве, а также создание необходимых усилий, зажимающих заготовки между вертикальными рабочими стенками с формированием качественной поверхности.
Срабатывание гидроцилиндров привода вертикальных рабочих стенок после расхождения подвижных стоек обеспечивает проталкивание свариваемых заготовок в формирующем устройстве.
Выполнение подвижных стоек Т-образными с расположением на каждой из них по рабочей стенке механизмов зажатия обеспечивает возможность изготовления установки с двумя формирующими устройствами и повышение ее производительности.
Расположение электродов на поверхности стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью обеспечивает возможность пропускания импульса сварочного тока при сжатии заготовок сварочным усилием с разогревом заготовок до необходимой температуры, обеспечивающей сварку металла при приложении ковочного усилия.
Расположение барабанов для ввода плоских заготовок в формирующее устройство со смещением в горизонтальной плоскости обеспечивает касание плоских заготовок по торцевым поверхностям и возможность организации процесса сварки.
Подключение в систему автоматического управления работой установки тензометрического датчика и термопары позволяет контролировать параметры процесса сжатия, нагрева и сварки плоских заготовок, что особенно необходимо на стадии разработки технологии получения непрерывных сварных
профильных заготовок.
На фиг.1 приведен внешний вид установки для непрерывного изготовления сварных профильных заготовок, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Заявляемая установка для непрерывного изготовления сварных профильных заготовок на фиг.1 и 2 состоит из формирующего устройства 1 с механизмами зажатия 2 - двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с верхним 3 и вертикальным нижним калибровочным участком 4, вертикальных рабочих стенок 5, рамы 6 с двумя неподвижными стойками 7 и двумя подвижными стойками 8, гидроцилиндра 9 со штоком 10, тяги 11 с пружиной 12, опоры 13 с гидроцилиндром 14 и штоком 15, кронштейна 16, оси 17, подшипников 18 с шариками 19, опорных плит 20 с болтами 21, пружин 22, штуцеров 23 и 24, подключенных в систему автоматического управления работой установки, плоских заготовок 25 с барабанами 26, электродов 27, тензометрического датчика 28 и термопары 29, также подключенных в систему автоматического управления работой установки, направляющих роликов 30.
При помощи тяги 11 устанавливается необходимое расстояние между вертикальными нижними калибровочными участками 4 механизмов зажатия 2. Пружина 12 подбирается таким образом, чтобы обеспечить расхождение подвижных стоек 8 после сжатия заготовок. Пружина 22 должна обеспечивать проскальзывание вертикальных рабочих стенок 5 вверх относительно свариваемых заготовок.
Предварительно с барабанов 26 через направляющие ролики 30 заводятся плоские заготовки 25 в два формирующих устройства 1 между механизмами зажатия 2 - расширяющимися в верхней части рабочими стенками до входа на вертикальные нижние калибровочные участки 4.
Работа заявляемой установки осуществляется следующим образом.
Из системы автоматического управления включается одновременная подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 через штуцера 23, что обеспечивает
перемещение штока 10 и подвижных стоек 8 с установленными на них механизмами зажатия 2 навстречу друг другу и сжатие плоских заготовок 25, подаваемых с барабанов 26, на верхних участках 3 расширяющихся в верхней части рабочих стенок механизмов зажатия 2 сварочным усилием с пропусканием импульса сварочного тока через электроды 27 и плоские заготовки 25 с их разогревом до необходимой температуры. После разогрева заготовок 25 прикладывают возрастающее ковочное усилие с формированием сварного шва по торцевым поверхностям заготовок и калиброванием поверхности сварной заготовки на вертикальных нижних калибровочных участках 4 расширяющихся в верхней части рабочих стенок - механизмов зажатия 2. Перемещение подвижных стоек 8 относительно неподвижных стоек 7 происходит на оси 17, установленной в кронштейне 16. Кронштейн 16 и неподвижные стойки 7 закрепляются на раме 6. После сварки плоских заготовок 25 подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 прекращается и подвижные стойки 8 с механизмами зажатия 2 под действием пружины 12, установленной на тяге 11, расходятся и освобождают профильную сварную заготовку. Одновременно происходит перемещение штоков 10 в гидроцилиндрах 9 и выдавливание рабочей среды из них через штуцера 23 в систему. Тензометрический датчик 28 и термопара 29, подключенные в систему автоматического управления работой установки, непрерывно фиксируют величину сварочного и ковочного усилий, а также температуру свариваемой заготовки. После этого системой автоматического управления включается подача рабочей среды в гидроцилиндры 14, закрепленные на опорах 13, через штуцера 24. В результате штоки 15 одновременно перемещают вертикальные рабочие стенки 5 вертикально вниз с выталкиванием профильной сварной заготовки из формирующего устройства 1. При этом пружина 22 сжимается. Системой автоматического управления включается подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 с захватыванием заготовок 25 механизмами зажатия 2, прикладывание сварочного усилия с пропусканием импульса сварочного тока через электроды 27. Под действием
пружины 22 вертикальные рабочие стенки 5 перемещаются вертикально вверх с их проскальзыванием относительно заготовок. Одновременно перемещается шток 15 в гидроцилиндре 14 с выдавливанием рабочей среды через штуцер 24 в систему. Перемещение вертикальных рабочих стенок 5 происходит относительно неподвижных подшипников 18 с шариками 19, которые поджимаются болтами 21 в опорных плитах 20. В дальнейшем последовательность операций повторяется.