УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ

Полезная модель относится к устройствам, которые предназначены для изменения положения трубной заготовки в процессе сварки труб большого диаметра, применяемых преимущественно для строительства магистральных нефтепроводов и газопроводов, а также водоканалов и тепловых сетей.
При организации и модернизации производства большое внимание уделяется функциональности, простоте и универсальности оборудования. Технологический процесс выстраивается таким образом, что трубная заготовка проходит ряд операций, при которых ее положение меняется, в частности угол ее наклона на различных сварочных операциях. Совершенствование оборудования приводит к появлению возможности проведения на одной площадке различных сварочных операций, требующих устройств, позволяющих максимально корректировать положение трубной заготовки под нужды технологического процесса.
Известен стан для сварки продольных швов труб большого диаметра конечной длины, включающий сварочную тележку с подъемно-поворотными роликами, выполненную с возможностью перемещения по рельсовому пути, смонтированному под углом к горизонту в направлении движения трубы, для возможности осуществления сварки на спуск, и сварочный аппарат (патент на изобретение RU 2291012 C2, В21С 37/08, B23K 37/04, B23K 101/06, опубликован 10.01.2007).
Конструкция стана является сложной и громоздкой, при этом он имеет фиксированный угол наклона рельсового пути, что при необходимости изменения технологических параметров, в частности угла наклона трубной заготовки, открывает необходимость длительной перенастройки стана.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для сварки труб, содержащее сварочный узел, соединенные тягой, и выполненные с возможностью перемещения сварочные тележки с опорными роликами. Опорные ролики предназначены для размещения трубной заготовки и связаны с приводом, обеспечивающим поворот трубной заготовки в положение под сварку (патент на изобретение RU 2301138 C1, B23K 37/04, B23K 101/06, опубликован 20.06.2007). Кроме того, сварные швы выполняют при горизонтальном положении трубной заготовки.
Устройство имеет ограничение в применении, поскольку не предполагает сварку на подъем и на спуск, также не содержит сведений об автоматизации процесса поворота трубной заготовки в положение под сварку, что не позволяет оценить производительность данного устройства.
Таким образом, техническая задача связана с созданием устройства для изменения положения трубной заготовки в процессе сварки.
Техническая задача решается тем, в устройстве для изменения положения трубной заготовки в процессе сварки, содержащем соединенные тягой и выполненные с возможностью перемещения сварочные тележки с опорными роликами, предназначенными для размещения трубной заготовки и связанными с приводом, обеспечивающим поворот трубной заготовки в положение под сварку, согласно полезной модели, привод опорных роликов выполнен с возможностью поворота трубной заготовки на 360°, каждая сварочная тележка оснащена плитой, на которой установлены приводные опорные ролики, связанной с собственным приводным механизмом, обеспечивающим ее вертикальное перемещение до фиксированного положения, причем приводные механизмы связаны с блоком управления, имеющим вход для ввода данных об угле наклона трубной заготовки и выход для передачи управляющего воздействия на соответствующий приводной механизм для обеспечения наклонного положения трубной заготовки при выполнении сварного шва на подъем при положении стыка кромок трубной заготовки на 12 часов и выполнении сварного шва на спуск при положении стыка кромок на 6 часов.
Оснащение каждой сварочной тележки плитой, на которой установлены приводные опорные ролики, связанной с собственным приводным механизмом, обеспечивающим ее вертикальное перемещение до фиксированного положения, позволяет производить подъем или спуск трубной заготовки для выполнения сварного шва на угол, зависящий от сортамента трубы, что ведет к увеличению его производительности за счет расширения его функциональности.
При этом наличие связи между приводными механизмами и блоком управления, имеющим вход для ввода данных об угле наклона трубной заготовки и выход для передачи управляющего воздействия на соответствующий приводной механизм для обеспечения наклонного положения трубной заготовки, позволяет автоматизировать процесс подъема-спуска трубной заготовки, тем самым сократить время позиционирования трубной заготовки. Выполнение привода опорных роликов с возможностью поворота трубной заготовки на 360°, а также возможность выполнения сварного шва на подъем при положении стыка кромок трубной заготовки на 12 часов и сварку на спуск при положении стыка кромок на 6 часов также способствуют повышению производительности устройства за счет возможности одновременного выполнения нескольких операций, а именно поворота трубной заготовки в заданное положение и ее наклона на заданный угол в зависимости входных данных.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
- на фигуре 1 показано устройство для сварки труб (общий вид, операция внутренней сварки);
- на фигуре 2 показано устройство для сварки труб (общий вид, операция наружной сварки).
Устройство для изменения положения трубной заготовки в процессе сварки труб содержит сварочные тележки 1, соединенные тягой 2 и выполненные с возможностью перемещения по рельсам 3 или по линейным направляющим. Опорные ролики 4 смонтированы на сварочных тележках 1, предназначены для размещения трубной заготовки 5 и связаны с приводом 6, обеспечивающим поворот трубной заготовки 5 в положение под сварку. При этом привод 6 опорных роликов 4 выполнен с возможностью поворота трубной заготовки на 360°. Каждая сварочная тележка 1 оснащена плитой 7, на которой установлены приводные опорные ролики 4. При этом плита 7 связана с собственным приводным механизмом 8, обеспечивающим ее вертикальное перемещение до фиксированного положения. Приводной механизм 8 связан с блоком управления 9, имеющим вход для ввода данных об угле наклона трубной заготовки 5 и выход для передачи управляющего воздействия на соответствующий приводной механизм. При этом обеспечивается выполнение сварного шва на подъем при положении стыка кромок трубной заготовки на 12 часов и выполнении сварного шва на спуск при положении стыка кромок на 6 часов.
Принцип работы устройства для изменения положения трубной заготовки в процессе сварки следующий.
Перед тем как трубную заготовку 5 подают в зону сварки, оператор с помощью блока управления устройством 9 задает режимы сварки, в том числе корректирует положение сварочной головки 10 путем подъема на вертикальном корректоре 11 под нужный диаметр трубной заготовки 5. Кроме того, на вход блока управления 9 вводят данные об угле наклона трубной заготовки 5. Далее управляющий сигнал передается с выхода блока управления 9 на приводной механизм 8, связанный с плитой 7, для обеспечения вертикального перемещения плиты 7 до ее фиксированного положения. Далее сварочные тележки 1, соединенные тягой 2, перемещают в зону загрузки трубной заготовки 5. Трубную заготовку 5 устанавливают на опорные ролики 4 и вращают на них до установки стыка кромок в положение «под сварку» посредством привода 6, выполненного с возможностью размещения стыков кромок трубной заготовки в положение на 12 часов и в положение на 6 часов.
В конкретном примере осуществления полезной модели для сварки внутреннего шва трубной заготовки 5 оптимальным углом наклона является -2°, при этом стык кромок трубной заготовки 5 находится на 6 часов (фиг. 1), а сварку производят дуговой горелкой под слоем флюса или в среде защитных газов.
Далее тележки 1 перемещают в зону сварки до момента, пока сварочная головка 10 не займет своего начального положения. Включается процесс сварки. По окончании сварочного процесса изменяют положение трубной заготовки 5 для сварки наружного шва. При этом в конкретном примере осуществления полезной модели оптимальным углом наклона трубной заготовки 5 является +2°, при этом положение стыка кромок меняют с помощью приводов опорных роликов 4 в положение на 12 часов (фиг. 2). Сварной шов на подъем выполняют оптической лазерной головкой. Сварочные тележки 1 перемещают в зону сварки до момента, пока сварочная головка 10 не займет своего начального положения. Включается процесс сварки.
Альтернативным вариантом использования приводного механизма 8, предназначенного для обеспечения наклонного положения трубной заготовки 5, может служить сервопривод с энкодером.