Приспособление для сборки эллиптического днища

Полезная модель относится к сварке, а именно к устройствам для сборки под сварку крупногабаритных полусфер, и может быть использована при сборке лепестков эллиптических днищ аппаратов нефтегазовой и нефтехимической промышленности большого диаметра (3200 мм) сваркой.
Известены устройства для стыковки кольцевых кромок крупногабаритных цилиндрических изделий, содержащие роликоопоры для изделия, торцовый упор и подвижную вдоль устройства С-образную скобу с расположенными фиксирующими и прижимными элементами (А.с. СССР № 510341, МПК B23K 37/04; А.с. СССР № 513822, МПК B23K 37/04; А.с. СССР № 766803, МПК B23K 37/04, B23K 31/06; А.с. СССР, МПК № 804315, МПК B23K 37/04).
Приведенные выше устройства имеют сложную конструкцию, сложны в изготовлении, требуют значительных непроизводительных затрат на их настройку.
Известно устройство для сборки под сварку крупногабаритных полусфер, состоящих из лепестков (авт. свидетельство SU№ 523781, МПК B23K 37/04, опубл. 05.07.1976 г.), содержащее расположенные на опорной плите крепежные элементы и колонну с подкосами, каждый из которых расположен в вертикальной плоскости, проходящей через ось колонны, причем с целью повышения производительности, а также обеспечения сборки под сварку полусфер с различными радиусами сферы, оно снабжено двумя выполненными в виде колец приводными каретками, смонтированными на колонне с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, и дополнительными подкосами по числу основных, размещенным с ними в одной плоскости и шарнирно связанными с каждым из них, при этом основные подкосы выполнены в виде телескоггических штанг и шарнирно соединены с одной из кареток, а дополнительные подкосы - с другой. Привод перемещения кареток выполнен в виде винтовой передачи, ходовой винт которой расположен параллельно оси колонны, а в каретке расположены ходовые гайки, причем в каретке, к которой присоединены дополнительные подкосы, ходовая гайка закреплена жестко, а в другой гайка установлена с возможностью свободного вращения вокруг оси ходового винта, при этом на этой каретке закреплен фиксатор, а на наружной поверхности поворотной ходовой гайки выполнено гнездо для этого фиксатора.
Недостатком является трудоёмкая конструкция, состоящая из множества сборочных элементов и винтовой передачи. В процессе эксплуатации устройства при частой настройке, регулировке размера для сборки и изготовления изделия возникает сила трения на ходовой винт, что влечет за собой разборку, сборку конструкции и замены элемента. В состоянии нагруженного устройства (размещенного на него лепестков изделия) нагрузка на ходовой винт при подгонке размера возрастает, увеличивается износ элемента.
Наиболее близким является кондуктор для монтажа шарового резервуара, (А.с. SU № 1086096, МПК Е04Н 7/14, опубл. 15.04.1984 г.), содержащий корпус из двух торцовых колец, закрепленные к ним вертикально расположенные полукольца, горизонтально расположенные торцовые кольца и фиксирующие элементы, кондуктор снабжен дополнительными горизонтально расположенными кольцами, размещенными с одинаковым шагом между торцовыми кольцами, причем вертикально расположенные полукольца выполнены с пазами под фиксирующие элементы, при этом горизонтально расположенные кольца и выполнены составными из полуколец с пазами, соосными пазам в вертикально расположенных полукольцах, а тяги последних выполнены гибкими, причем горизонтально расположенные и торцовые кольца и тяги каждого из вертикально расположенных полуколец соединены между собой регулирующими стяжками.
Недостатком является сложная конструкция с регулируемыми стяжками и гибкими тягами, выполненными из тросов. Конструкция устройства является разборной, возникает постоянная необходимость в монтаже, демонтаже элементов для сборки, изготовления изделия. При повреждении регулируемых стяжек или гибких тяг приведет к разбалансировке конструкции приспособления (изменению конструкции кондуктора) и нарушению геометрии изделия.
Техническими задачами являются повышение точности установки лепестков днища в пространстве при изготовлении и сборке днищ, исключение нарушения формы днища, упрощение сборки, повышение производительности.
Технические задачи решаются приспособлением для сборки эллиптического днища, содержащим корпус, закрепленные к корпусу вертикально расположенные полукольца, горизонтально расположенные торцовые кольца.
Новым является то, что корпус выполнен в виде полого кольца цилиндрической формы, вертикально расположенные полукольца выполнены в виде ребер жесткости, равномерно расположенных по периметру корпуса, имеющих посадочные места в форме четверти эллипса и вырезы прямоугольной формы на концах под крепление круглой платформы, горизонтально расположенные торцовые кольца выполнены в виде секторов в форме полуколец, установленных к ребрам жесткости по всему периметру корпуса, причем расстояние между корпусом и секторами больше, чем диаметр корпуса.
На фиг.1 представлен основной вид приспособления для сборки эллиптического днища из лепестков.
На фиг. 2. изображено приспособление с собранным эллиптическим днищем.
На фиг. 3 изображен вид сверху приспособления для сборки эллиптического днища из лепестков.
Приспособление для сборки эллиптического днища представляет собой статическую конструкцию с элементами, собранными методом неразъёмного соединения(например, сваркой). Приспособление содержит  корпус 1 (фиг. 1), который выполнен в виде полого кольца цилиндрической формы, закрепленные к корпусу 1 вертикально расположенные полукольца и горизонтально расположенные торцовые кольца
Такая форма корпуса 1 в центре приспособления обеспечивает возможность точного размещения центрального лепестка эллиптического днища 2 (фиг. 2) в приспособление. Вертикально расположенные полукольца выполнены в виде ребер жесткости 3 (фиг. 1, 3), равномерно расположенных по периметру корпуса 1 и конструкции в целом, с одинаковым шагом друг от друга. Ребра жесткости 3 представляют собой листы металла толщиной 10 мм, привариваются к корпусу 1 приспособления и имеют посадочные места 4 (фиг.3), расположенные на ребрах жесткости 3, выполнены в форме четверти эллипса и повторяют контуры эллиптического днища 2 (фиг. 2), т.е. повторяют форму лепестков изделий.
Ребра жесткости 3 (фиг. 1, 3) также имеют вырезы прямоугольной формы (на фиг. 1-3 не обозначены) на концах ребер жесткости 3 (фиг. 1, 3) под крепление круглой платформы 5. Круглая платформа 5 оснащена транспортировочными серьгами 6 в количестве 4 шт, равномерно расположенными по площади круглой платформы 5. Круглая платформа 5 предназначена для надежной устойчивости и транспортировки конструкции. Горизонтально расположенные торцовые кольца выполнены в виде секторов 7 (фиг. 3) в форме полуколец, установленных (например, приваренных) к ребрам жесткости 3 по всему периметру, что придает жесткость приспособлению, исключает деформации конструкции под весом элементов, позволяет удержать вес частей эллиптического днища 2 (фиг. 2) в неподвижном состоянии. Сектора 7 (фиг. 3) изготовлены из металла, а форма полуколец обусловлена тем, что позволяет распределять и удерживать нагрузку в приспособлении. Причем расстояние между корпусом 1 и секторами 7 больше, чем диаметр корпуса 1. Это условие обеспечивает сохранение конструкции приспособления в процессе эксплуатации, исключая деформации элементов под нагрузкой.
Приспособление для сборки эллиптического днища работает следующим образом.
Вокруг корпуса 1 (фиг. 3) приспособления диаметром 1050 мм по всему периметру привариваются ребра жесткости 3 в количестве 20 шт, длиной 1000 мм и толщиной 10 мм. Ребра жесткости 3 размещены и приварены с шагом 18 градусов друг от друга. Дополнительно для удержания изделий от центра оси на расстоянии 1350 мм (или на расстоянии 825 мм от корпуса обечайки 1), приварены сектора 7 толщиной 16 мм (в количестве 20 шт). Все вышеперечисленные параметры обеспечивают высокую жесткость конструкции, равномерное распределение нагрузки на детали и невысокою трудоемкость исполнения. Все элементы конструкции взаимосвязаны и служат для повышения общей жесткости конструкции, точной сборки эллиптических днищ большого диаметра без деформаций самого приспособления.
Лепестки (части) (на фиг. 1-2 не показано) эллиптического днища 2 в количестве 10 шт. после операции обработки металлов давлением (штамповкой), располагают на посадочные места 4 (фиг. 3) ребер жесткости 3 приспособления. Каждый лепесток выставляют так, чтобы край лепестка соответствовал расположению грани 8 ребра жесткости 3. После размещения лепестков эллиптического днища 2 (фиг. 2) осуществляется сварка элементов между собой. Центральный лепесток устанавливается в центр приспособления на корпус 1 (фиг. 3), выставляется по граням 9 корпуса 1, осуществляется сварка последней части эллиптического днища 2 (фиг. 2).
Приспособление для сборки эллиптических днищ является мобильным, для его транспортировки предусмотрены транспортировочные серьги 6 (фиг. 1, 3), расположенные по площади круглой платформы 5 (фиг. 3) в количестве 4 шт. Для транспортировки приспособления необходимо при помощи мостового крана крюками зацепиться за транспортировочные серьги 6 и осуществить транспортировку до места назначения.
Предлагаемое приспособление возможно использовать в технологические цепочки изготовления эллиптических днищ большого диаметра при наличии кузнечно-прессового оборудования с использованием метода сборки днища из нескольких частей. Для изготовления приспособления не требуется больших материальных и трудовых затрат благодаря простой конструкции и отсутствию сборочных единиц. Приспособление достаточно мобильное и имеет транспортировочные кольца для перемещения конструкции, повышается возможность изготовления большего количества эллиптических днищ, благодаря чему повышается производительность. Данное приспособление позволит расширить номенклатуру выпускаемой продукции, исключить необходимость в закупке дорогостоящего оборудования.
Приспособление для сборки эллиптического днища повышает точность установки лепестков эллиптического днища в пространстве при изготовлении и сборке днищ, исключает нарушение формы днища, упрощает сборку, повышает производительность.