РЕГУЛИРУЕМАЯ СКОБА

Полезная модель относится к области сварочного производства и может быть использована для сборки по кольцевым стыкам обечаек друг с другом и обечайки с днищем при горизонтальном расположении обечаек в плоскости, используемых, например, в качестве емкостных аппаратов.
Известна самоходная скоба для сборки обечаек по кольцевым стыкам, оснащенная передним, средним и задним прижимами с пневмо или гидроцилиндрами для закрепления обечаек, совмещения кромок и прижима обечаек друг к другу (Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. / Ред. - кол: Г.А. Николаев (пред.) и др. - М: Машиностроение, 1979 г, стр. 296, копия прилагается).
Существует установка для сборки обечаек с днищами встык, включающая два центратора, связанных продольной балкой. Обечайку укладывают на роликоопоры, расположенные между центраторами, и закрепляют боковыми прижимами; подводят днище и прижимают его к обечайке торцовыми прижимами, затем секциями включают радиально расположенные прижимы и производят прихватку стыка (Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./ Ред. - кол: Г.А. Николаев (пред.) и др. - М: Машиностроение, 1979 г, стр. 297).
Недостатками известных технических решений являются как правило, достаточная сложность технологического процесса, громоздкость и сложность производственного оборудования, которое не позволяет производить одновременную сборку не только обечаек между собой, но и обечаек с днищем.
Известна регулируемая скоба для сборки по кольцевым стыкам обечаек друг с другом и обечайки с днищем при горизонтальном расположении обечаек в плоскости, выбранная нами в качестве наиболее близкого аналога (патент РФ №133454, кл. B23K 37/00). Известное устройство содержит раму, две консольные балки, гидроцилиндр, установленный на конце одной балки, и регулируемый упор, установленный на конце другой балки. На краю консольных балок противоположно к гидроцилиндру и упору крепиться поперечная штанга, на которой имеются поперечные вертикальные отверстия для установки вертикальных пальцев для соединения с консольными балками. При этом консольные балки установлены с упором на раму скобы и могут синхронно сближаться или раздвигаться вдоль поперечной балки при помощи поперечного винта, закрепленного в подшипниковой опоре рамы скобы с возможностью вращения в ней.
Недостатком известного устройства является сложная перенастройка скобы при переходе на новый размер между консольными балками, фиксация консольных балок выполняется в двух плоскостях, в средней части консольных балок в плоскости поперечного винта, и, с краю, в плоскости штанги. Настройка размера в плоскости винта бесступенчатая, а в плоскости штанги настройка ступенчатая, требующая демонтажа пальцев, соединяющих консольные балки с поперечной штангой и их установку в новые отверстия штанги с предварительным совмещением отверстий. Кроме того, поперечный винт воспринимает растягивающее усилие большее, примерно в два раза, чем усилие, создаваемое гидроцилиндром при совмещении стенок обечаек, что требует применения винта большого диаметра и массы.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение настройки скобы между консольными балками на нужный размер между ними, и снижение растягивающего усилия, действующего на поперечный винт до величины не более усилия, создаваемого гидроцилиндром при совмещении стенок обечаек и днищ.
Решение указанной задачи достигается тем, что регулируемая скоба, содержит раму, две консольные балки, гидроцилиндр, установленный на конце одной балки, и регулируемый упор, установленный на конце другой балки, причем гидроцилиндр и упор выполнены с возможностью совмещения кромок обечаек. Консольные балки могут синхронно сближаться или раздвигаться вдоль поперечной балки при помощи поперечного винта, закрепленного в подшипниковой опоре рамы скобы с возможностью вращения в ней. Размер между консольными балками регулируется от размера, обеспечивающего охват стенок обечаек, до размера, равного диаметру максимально собираемой обечайки с днищем.
Новым является то, что вторыми концами консольные балки крепятся на поперечной балке и могут перемещаться вдоль нее в поперечном направлении. Поперечная балка является рамой скобы, обеспечивает ее пространственную жесткость и воспринимает момент, создаваемый усилием гидроцилиндра при совмещении стенок обечаек и днищ. Вместе с поперечным винтом поперечная балка фиксирует в пространстве положение консольных балок. Поперечный винт в средней его части установлен и вращается в подшипниковой опоре, жестко закрепленной в середине поперечной балки, располагаясь параллельно и вдоль опорной поверхности поперечной балки, растягиваясь усилием, не превышающим усилия, создаваемого гидроцилиндром.
Сущность полезной модели поясняется чертежами
На фиг. 1 представлен эскиз скобы в трех видах: основной, сверху, боковой.
На фиг. 2 представлены виды настройки скобы при сборке обечайки с обечайкой:
а) основной вид регулируемой скобы с контуром собираемой обечайки диаметром D и роликоопорой.
б) вид скобы сверху в процессе сборки с насаженным на шток гидроцилиндра коромыслом и контуром собираемой обечайки диаметром Э.
в) вид сверху в процессе сборки без коромысла.
На фиг. 3 представлены виды настройки скобы при сборке обечайки с днищем:
а) основной вид скобы с контуром собираемого корпуса диаметром D и роликоопорой.
б) вид скобы сверху в процессе сборки без коромысла, с контуром собираемого корпуса диаметром D.
На фиг. 4 представлены варианты установки регулируемой скобы:
а) установка скобы с использованием грузоподъемного крана с помощью четырехветвевого стропа.
б) установка скобы на стенде, имеющим продольное, вдоль оси собираемых обечаек, поперечное и вертикальное перемещения.
Конструкция регулируемой скобы состоит из поперечной балки 1, являющейся рамой скобы и обеспечивающей ее пространственную жесткость (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). На поперечной балке 1 устанавливаются две консольные балки, правая 2 и левая 3, с возможностью синхронно сближаться или раздвигаться с помощью поперечного винта 4. Поперечный винт 4 фиксируется в подшипниковой опоре 8, жестко закрепленной в середине поперечной балки 1. Поперечный винт 4 расположен параллельно опорным поверхностям поперечной балки 1 около них, симметрично относительно ее середины и имеет две резьбы встречного направления нарезки. По правосторонней резьбе поперечного винта 4 перемещается гайка (на чертежах не указана) соответствующего направления нарезки, закрепленная на правой консольной балке 2 и обеспечивающая ее перемещение вдоль поперечной балки I. По левосторонней резьбе поперечного винта 4 перемещается гайка соответствующего направления нарезки, закрепленная на левой консольной балке 3 и обеспечивающая ее перемещение вдоль поперечной балки 1. Консольные балки, правая 2 и левая 3, перемещаются синхронно и симметрично относительно середины поперечной балки 1, к середине или от нее. После выставления нужных размеров, консольные балки, правая 2 и левая 3, должны жестко фиксироваться на поперечной балке 1, так, чтобы при сборочной работе, под действием усилия, создаваемого гидроцилиндром, между консольными балками и поперечной балкой 1 отсутствовали угловые и линейные люфты.
На конце правой консольной балки 2 закреплен гидроцилиндр 5 для совмещения стенок обечайки с обечайкой или обечайки с днищем. Гидроцилиндр 5 закреплен так, что может поворачиваться механически в одну и другую сторону от нормали n-n к консольной балке 2 на небольшой угол в плоскости скобы (фиг. 2б). На конце левой консольной балки 3 закреплен упор 7, имеющий две опорные поверхности, расположенные симметрично относительно нормали n-n к консольной балке 3 в плоскости скобы, на которые могут опираться совмещаемые стенки обечаек. Конструкция упора 7 выполнена так, что на каждую опорную поверхность может индивидуально крепиться технологическая пластина требуемой толщины для получения нужного смещения стенок собираемых обечаек, если это требуется по технологии сборки. На шток гидроцилиндра 5 может насаживаться коромысло 9 (фиг. 2б). Конструкция штока гидроцилиндра 5 и коромысла 9 выполнены так, что коромысло 9 может поворачиваться относительно штока гидроцилиндра 5 на небольшой угол в плоскости скобы, самоустанавливаться относительно стенок собираемых обечаек и прижимать их к опорным поверхностям упора 7.
Для возможного совмещения стенок собираемых обечаек консольные балки, правая 2 и левая 3, сдвигаются с помощью поперечного винта 4 на размер, позволяющий выполнять сборочные работы (фиг. 2). После настройки нужного размера, конструкция должна обеспечивать жесткую, безлюфтовую фиксацию консольных балок, правой 2 и левой 3, на поперечной балке 1.
Работы выполняются при расположении скобы в горизонтальной диаметральной плоскости собираемых обечаек и днищ. Упор 7 с помощью технологических пластин настраивается на нужное смещение стенок стыкуемых обечаек, левая консольная балка 3 вводится внутрь обечайки, лежащей на роликоопоре (фиг. 2б). Расположение упора 7 на левой консольной балке 3, а гидроцилиндра 5 на правой 2, условно. На шток гидроцилиндра 5 насаживается коромысло 9, через которое гидроцилиндр 5 воздействует на стенки обечаек и прижимает каждую стенку из двух к опорной поверхности упора 7 усилием, равным половине усилия создаваемого гидроцилиндром 5. Сборочная работа возможна без коромысла 9, за счет возможного поворота гидроцилиндра 5 сборщиком на небольшой угол в плоскости скобы и возможным воздействием штока гидроцилиндра 5 на одну кромку из двух полным усилием создаваемым гидроцилиндром 5 (фиг. 2в).
Для возможного совмещения стенок обечайки и днища консольные балки, правая 2 и левая 3, сдвигаются с помошью поперечного винта 4 на размер, позволяющий охватить обечайку и днище по наружному диаметру (фиг. 3). После настройки нужного размера конструкция должна обеспечивать жесткую, безлюфтовую фиксацию консольных балок, правой 2 и левой 3, на поперечной балке 1. Упор 7 настраивается с помощью технологических пластин на нужное смещение стенок обечайки и днища. Гидроцилиндр 5 поворачивается на небольшой угол от нормали к консольной балке 2 в нужную сторону и штоком гидроцилиндра 5, воздействует на одну стенку, совмещая ее с другой. Необходимое смещение стенок, при такой сборке, закладывается сборщиком визуально.
При выполнении сборочных работ по совмещению стенок двух обечаек или обечайки и днища, поперечная балка 1 воспринимает и уравновешивает все усилия и моменты создаваемые гидроцилидром 5. При этом поперечный винт 4 растягивается с усилием, не превышающим усилия создаваемого гидроцилиндром 5. Часть усилия, создаваемой гидроцилиндром 5 может восприниматься поперечной балкой 1 за счет трения, действующего между консольными балками 2 и 3 и поперечной балкой 1.
Для возможной фиксации регулируемой скобы в рабочем положении позволяющим выполнять сборочные работы, скоба устанавливается на стенде, состоящим из продольной тележки 13, позволяющей перемещать скобу вдоль оси собираемых обечаек (фиг. 4б). На продольной тележке 13 установлена тележка поперечного перемещения 14, позволяющая регулируемой скобе перемещаться в поперечном направлении, охватывать стенки и диаметры всех собираемых обечаек и самоустанавливаться относительно стенок и диаметров обечаек. На тележке поперечного перемещения 14 установлена вертикальная направляющая 15, по которой перемещается тележка вертикального перемещения 12, на которой, с помощью оси 11, крепиться регулируемая скоба.
Регулируемая скоба имеет жесткую пространственную конструкцию и позволяет выполнять сборочные работы грузоподъемным краном с помощью подвешивания четырехветвевого стропа за ушки 10, закрепленные на консольных балках, правой 2 и левой 3 (фиг. 4а). При совмещении стенок двух обечаек, когда левая консоль 3 с упором 7 входит внутрь обечайки, одна ветвь стропа отсоединяется от ушка 10, скоба будет висеть на трех ветвях стропа. При использовании такой схемы захвата скобы, при выполнении сборочных работ, на правой консольной балке 2 с гидроцилиндром 5 можно устанавливать компактную гидростанцию высокого давления с гидробаком 6.
Преимуществом предлагаемой конструкции регулируемой скобы является возможность совмещать стенки двух обечаек или обечайки с днищем при большой номенклатуре и типоразмерам их по диаметрам. При этом настройка консольных балок на нужный размер между ними бесступенчатая и выполняется синхронно вращением поперечного винта. Растягивающее усилие, воспринимаемое поперечным винтом, не превышает усилия, создаваемого гидроцилиндром, или, в зависимости от конструкции скобы, меньше усилия гидроцилиндра, что позволяет устанавливать винт с меньшим поперечным сечением, меньшего веса.
Конструкция регулируемой скобы позволяет выполнять сборочные работы с подвешиванием регулируемой скобы к грузоподъемному крану, что позволяет не загружать производственные площади стендом с установленной на нем регулируемой скобой.
Сборщик располагается снаружи, около собираемых обечаек и имеет хороший обзор рабочей зоны и минимальное воздействие отрицательных факторов.