МЕХАНИЗМ ФИКСАЦИИ СВАРОЧНОЙ ГОЛОВКИ НА ТРУБОПРОВОДЕ

Полезная модель относится к сварочной технике, в частности к сварочным головкам для сварки неповоротных стыков труб, и может быть использована в их зажимных механизмах, осуществляющих фиксацию сварочной головки на свариваемом трубопроводе, в том числе выполненном из тонкостенных труб, а также труб из цветных металлов или их сплавов.
Известна головка для сварки неповоротных стыков труб, механизм фиксации которой на свариваемом трубопроводе выполнен в виде рычага, установленного одним концом посредством оси на основании с возможностью поворота. На другом конце рычага установлен винт, имеющий возможность вращения и ввинчивания в резьбовое отверстие основания. В средней части рычага выполнено резьбовое отверстие, в которое ввинчен зажимной винт, на одном конце которого установлена рукоятка, а на другом - прижим. Прижим установлен на винте с возможностью поворота на оси для обеспечения возможности самоустановки относительно поверхности трубопровода, на который монтируют сварочную головку. Для фиксации сварочной головки ее устанавливают на трубопровод до контакта установленного на основании вкладыша с поверхностью трубопровода. Винт рычага при этом вывернут из резьбового отверстия основания и рычаг повернут в вертикальное положение, не препятствуя установке головки на трубопровод. После установки головки на свариваемый трубопровод поворачивают рычаг в горизонтальное положение, ввинчивают винт рычага в резьбовое отверстие основания, фиксируя тем самым рычаг в рабочем положении. Далее вращают зажимной винт, в результате чего установленный на конце винта прижим подводится к поверхности трубопровода, контактирует с ней и при последующем вращении винта фиксирует сварочную головку на трубопроводе (см. патент РФ на полезную модель №133455, кл. В23К 37/02, 2013 г.).
В результате анализа механизма фиксации известной головки необходимо отметить, что он неудобен в работе, так как для фиксации головки первоначально необходимо закрепить на основании рычаг, а затем вручную за рукоятку вращать зажимной винт до контакта его прижима с трубой. Это может привести к смещению сварочной головки по трубе в процессе ее фиксации, а кроме того, невозможно без использования тарированных механизмов обеспечить точно заданное усилие фиксации, при котором головка надежно закреплена на трубе и, в то же время, исключить при закреплении головки деформацию и смятие трубопровода.
Известна головка сварочная, механизм фиксации которой на трубопроводе выполнен в виде двух зажимных рычагов, имеющих возможность установки на основании головки на оси с возможностью их относительного поворота. На одном конце одного рычага находится прижим, имеющий возможность контакта с трубопроводом, а на другом конце располагается собачка храпового механизма, имеющая возможность контакта с храповыми зубьями, выполненными на основании. Зажимное усилие создается пружиной, установленной между рычагами.
Для обеспечения фиксации головки на свариваемом трубопроводе на основании головки закрепляют сменный вкладыш, посадочный диаметр которого равен наружному диаметру трубопровода, устанавливают головку на трубопровод до контакта вкладыша с поверхностью трубопровода таким образом, чтобы электрод располагался над зоной сварки, после чего осуществляют фиксацию сварочной головки механизмом фиксации, для чего поворачивают рычаг до контакта его прижима с трубой и, сжатием пружины с усилием, достаточным для надежной фиксации, которую осуществляют собачкой храпового механизма, вводя ее в контакт с одним из храповых зубьев. Для расфиксации механизма выводят собачку из зацепления с храповым зубом и под действием пружины рычаг поворачивается в противоположную сторону, отводя установленный на нем прижим от трубопровода и снимая усилие зажима (см. патент РФ на полезную модель №94500, кл. В23К 37/02, 2010 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что конструкция механизма зажима данной головки обеспечивает быстрый и удобный зажим и разжим при установке (снятии) сварочной головки, однако он не предусматривает регулирования усилия зажима, что может привести к деформации и смятию трубопровода при установке на нем сварочной головки, особенно это касается трубопроводов из цветных металлов или тонкостенных. Весьма существенно также и то, что используемый в механизме фиксации для зажима храповой механизм весьма ненадежен и усилие зажима на нем изменяется ступенчато в зависимости от расстояния между храповыми зубьями, что ухудшает условия для обеспечения зажима с оптимальным усилием.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности фиксации сварочной головки на трубопроводе за счет обеспечения ее фиксации с точно рассчитанным усилием зажима, и исключения смятия и деформации трубопровода зажимными элементами механизма.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в механизме фиксации сварочной головки на трубопроводе, содержащем два двуплечих зажимных рычага, имеющих возможность установки на основании сварочной головки с возможностью поворота, на одном из плеч каждого из рычагов установлен зажимной вкладыш, а также пружина, новым является то, что механизм оснащен упором, выполненным в виде двуплечего рычага, установленного с возможностью поворота на одном из двуплечих зажимных рычагов и подпружиненного относительно него, а также поворотным рычагом, на одном из плеч упора установлен регулировочный винт, контактирующий с двуплечим зажимным рычагом, а ко второму плечу упора концом подсоединена пружина, второй конец которой присоединен к средней части поворотного рычага, на одном конце которого установлена рукоятка, а другим он соединен с не несущим зажимной вкладыш плечом второго двуплечего зажимного рычага.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - механизм фиксации, аксонометрическая проекция;
- на фиг. 2 - механизм фиксации в разжатом положении, установленный на основании сварочной головки;
- на фиг. 3 - механизм фиксации в рабочем положении, установленный на сварочной головке, закрытый накладкой.
Механизм фиксации сварочной головки на трубопроводе состоит из двух двуплечих зажимных рычагов 1 (левого в плоскости чертежа) и 2 правого. В центральной части каждого двуплечего зажимного рычага выполнено установочное отверстие (позицией не обозначено) для установки рычага на основании сварочной головки.
На одном из плеч каждого двуплечего зажимного рычага с возможностью самоустановки по поверхности трубопровода на оси (позицией не обозначена) установлены сменные зажимные вкладыши 3 с опорной поверхностью А, кривизна которой соответствует наружному диаметру свариваемого трубопровода.
На другом плече одного из двуплечих зажимных рычагов (например, левом, поз. 1) на оси (позицией не обозначена) с возможностью покачивания установлен выполненный в виде двуплечего рычага упор 4. К одному из плеч упора концом посредством оси (позицией не обозначена) прикреплена пружина 5, другой конец которой посредством оси (позицией не обозначена) прикреплен к средней части поворотного рычага 6, оснащенного рукояткой 7 на одном его конце. Другой конец поворотного рычага 6 посредством оси 8 соединен с не несущим зажимной вкладыш плечом второго двуплечего зажимного рычага 2.
На другом плече упора 4 выполнено резьбовое отверстие, в которое ввинчен регулировочный винт 9, торец винта упирается в поверхность рычага 1, причем упор 4 подпружинен относительно двуплечего зажимного рычага 1 пружиной 10, для исключения возможности разворота упора 4 относительно рычага 1 при раскрытии механизма фиксации.
Механизм фиксации сварочной головки на трубопроводе работает следующим образом.
Для работы механизм устанавливают на основании 11 сварочной головки. Для этого установочные отверстия рычагов 1 и 2 надевают на оси 12 основания. На основании закрепляют центрирующий сменный вкладыш 13 радиусной формы, кривизна которого соответствует диаметру трубопровода 14. Устанавливают вкладыши 3 с необходимой кривизной поверхности А. На основании устанавливают упорную втулку 15.
Далее осуществляют настройку усилия зажима механизма, с которым вкладыши 3 поджимают к вкладышу 13 поверхность трубопровода при фиксации на нем сварочной головки. Необходимое усилие зажима в каждом случае определяется известным образом в зависимости от материала трубопровода и толщины его стенки. Усилие должно быть таким, чтобы обеспечить надежную фиксацию сварочной головки на трубопроводе в процессе его сварки и исключить деформирование трубопровода или его смятие. Настройку осуществляют регулировочным винтом 9, который вращают в ту или иную сторону в резьбовом отверстии упора 4. В результате осевого перемещения винта при его вращении упор 4 поворачивается на своей оси, в результате чего изменяется расстояние между осями, которыми пружина 5 соединена с упором 4 и поворотным рычагом 6. Изменение данного расстояния приводит к растяжению или сжатию пружины 5, что и определяет требуемое усилие зажима.
Установленный на основании механизм закрывают накладкой 16, которую крепят к основанию посредством винтов 17. Головка с установленным на ней механизмом зажима готова к работе.
Устанавливают сварочную головку на свариваемый трубопровод в заданное положение относительно свариваемого стыка. При этом вкладыши 3 слегка поджимают к трубопроводу вкладыш 13. Для фиксации сварочной головки на трубопроводе за рукоятку 7 поворачивают рычаг 6 по часовой стрелке, преодолевая усилие пружины 5. В результате поворота рычага 6 шарнир, соединяющий данный рычаг с пружиной 5, перемещается вверх в плоскости чертежа (фиг. 1), уменьшая расстояние между осями соединения пружины, в результате чего усилие пружины действует на рычаги 1 и 2, поворачивая их на осях 12 и обеспечивая прижим вкладышей 3 к поверхности трубопровода, фиксируя тем самым сварочную головку на трубопроводе. Фиксация поворотного рычага в положении зажима происходит при перемещении его оси соединения с пружиной через линию, соединяющую оси соединения упора с пружиной и соединения рычага со вторым двуплечим зажимным рычагом 2. В конечном положении рычаг 6 упирается в упорную втулку 15. Расфиксация головки на трубопроводе осуществляется поворотом рычага 6 в противоположную сторону.
Механизм прост конструктивно, обеспечивает быструю установку и снятие сварочной головки, а также исключает деформации и смятие трубопровода при установке сварочной головки благодаря регулировке усилия поджатия зажимных вкладышей к трубопроводу.