УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СТЫКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Полезная модель относится к области механической обработки материалов, а именно к отделочно-упрочняющей, может быть использована в различных отраслях машиностроения и при прокладке труб большого диаметра в холодном состоянии.
Известно устройство для комбинированной обработки цилиндрических поверхностей, включая совместную обработку резанием и отделочно-упрочняющую обработку, содержащее планетарную многороликовую головку, в корпусе которой размещены сепаратор с деформирующими роликами, и смазочно-охлаждающую систему (А.с. №831583 B24B 39/04, бюл. №44, 1982).
Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемой полезной модели, является корпус с размещенной в нем головкой с деформирующими роликами.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченная длина обработки, которая определяется расстоянием между передними и задними центрами станка, низкая производительность, а также ограниченная область применения на операциях резания и отделочно-упрочняющей обработки деталей.
Известно устройство, для комбинированной обработки цилиндрических поверхностей совмещенной обработкой резанием и отделочно-упрочняющей обработкой, содержащее резцовую и деформирующую головки, а также смазочно-охлаждающую систему (А.с. №977139 B24B 39/04, бюл. №44, 1982).
Признаком аналога, совпадающим с признаками заявляемой полезной модели, является наличие корпуса с деформирующими элементами и возможность осуществлять совмещенную обработку.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченная длина обработки, определяемая расстоянием между передними и задними центрами станка, низкая производительность и невозможность использования устройства в непроизводственных условиях.
За прототип принято устройство (А.с. №1230808 кл. B24B 39/00, бюл. №18, 1986), содержащее корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней и регулируемый нажимной механизм в виде плунжера с распределительным элементом, выполненным в виде шариков с диаметром, соизмеримым с диаметром стержней.
Признаком прототипа, совпадающим с признаками заявляемого устройства для комбинированной упрочняющей обработки, является наличие корпуса с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней.
Недостатком описанного устройства для комбинированной упрочняющей обработки является то, что устройство не позволяет одновременно производить зачистку и упрочнение поверхности сварного шва и околошовной зоны, в связи с чем имеет низкую производительность и не обеспечивает требуемое качество сварных стыков металлических труб большого диаметра.
Задача полезной модели состоит в увеличении производительности процессов зачистки и упрочнения сварного шва и околошовной зоны, а также повышении качества сварных стыков металлических труб большого диаметра.
Технический результат заключается в том, что зачистное устройство и диаметрально расположенный многоконтактный виброударный инструмент с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней закреплены в корпусе устройства, выполненном в виде разъемной обоймы, опирающегося на ролики тележки и имеющего возможность совершать круговую подачу и перемещаться вдоль оси свариваемых труб большого диаметра.
Для достижения технического результата в устройство для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков металлических труб большого диаметра, включающее корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней, отличающееся тем, что зачистное устройство и диаметрально расположенный многоконтактный виброударный инструмент с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней закреплены в корпусе устройства, выполненном в виде разъемной обоймы, опирающегося на ролики тележки и имеющего возможность совершать круговую подачу и перемещаться вдоль оси свариваемых труб большого диаметра.
кр
кр
Устройство для комбинированной упрочняющей обработки сварного шва трубы 1 представлено на фиг. 1 и состоит из зачистного устройства 2 в виде металлической щетки и многоконтактного виброударного инструмента 3, диаметрально расположенных и закрепленных в корпусе 4, выполненном в виде разъемной обоймы. Конструктивное исполнение и виды многоконтактного инструмента 3 с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней даны в работе Бабичева А.П., Мотренко П.Д., Аксенова В.Н. и др. «Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом. - Ростов-на-Дону: Изд-во ДГТУ, 2003. - 192 с. Корпус 4 в виде обоймы опирается на ролики 5, установленные на тележке 6, обеспечивающей перемещение устройства вдоль оси свариваемых труб от стыка к стыку при помощи роликов 7, один из которых является ведущим, сообщающим обойме 4 круговую подачу Sпри зачистке и упрочнении сварного шва и околошовной зоны, которая осуществляется при помощи зубчатой передачи, состоящей из ведомого колеса 8 и ведущего колеса 9, соединенного с электродвигателем (на фиг. не показано). Передаточное отношение зубчатых колес 8 и 9 определяет величину круговой подачи S обоймы 4. Для удобства эксплуатации обойма 4 выполнена разъемной; в рабочем состоянии обойма 4 замыкается при помощи стыкового винта 10. Наличие разъемного стыка в обойме обеспечивает удобный подвод и отвод устройства и последующее его перемещение (перекатывание) от стыка к стыку на роликах 7. В рабочем состоянии обойма замыкается с помощью стыкового винта 10. Подача сжатого воздуха от передвижного (полевого) компрессора осуществляется шлангом 11.
кр
Устройство работает следующим образом. Корпус 4 в виде обоймы, расположенный на тележке 6, перемещается вдоль оси свариваемой трубы 1 до места расположения сварочного шва, фиксируется в этом положении и с помощью зачистного устройства 2 и многоконтактного виброударного инструмента 3, установленных в обойме 4, осуществляет одновременную зачистку и упрочнение сварного шва и околошовной зоны, поворачиваясь вокруг оси трубы с круговой подачей S. При этом обойма 4 делает не менее двух оборотов вокруг оси свариваемой трубы и останавливается в исходном положении.
После обработки сварного шва и околошовной зоны свариваемой трубы устройство при помощи тележки 6 перемещается к следующему свариваемому шву. Рекомендуется обработку проводить с частотой сообщаемых ударных импульсов 50…70 Гц и энергией 25 Дж при многопроходном (не менее двух) перемещении инструмента вдоль зоны стыка свариваемой трубы, подвергаемой упрочнению.
св.ш
кор.
o
Проведены производственные и лабораторные испытания двух видов устройств для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков стальных труб диаметром 80 см: с использованием устройства по прототипу (А.с. №1230808, кл. B24B 39/00, бюл. №18, 1986) и предлагаемого устройства для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков металлических труб большого диаметра. Испытания сварных швов и околошовной зоны проводились на прочность σ, коррозионную стойкость T (путем размещения испытываемых образцов в морской воде до появления сплошной коррозионной пленки на сварном шве и околошовной зоне) и производительность процесса t (время зачистки и упрочнения сварных швов и околошовной зоны). Результаты испытаний по пяти образцам сварных стыков труб приведены в таблице.
Анализ полученных результатов испытаний (см. таблицу) свидетельствуют о том, что использование предлагаемого устройства при зачистке и упрочнении сварного шва и околошовной зоны стыков труб большого диаметра в холодном состоянии позволяет на 20-25% уменьшить время зачистки и упрочнения сварных швов и околошовной зоны, повысить на 30-50% прочность сварных стыков и в 2-2,5 раза увеличить коррозионную стойкость сварного соединения, не нарушая общего технологического процесса сваривания труб.