Центратор для сборки под сварку кольцевых швов

(Л ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1489952, кл. В 23 К 31/06, 1987.(54) ЦЕНТРАТОР ДЛЯ СБОРКИ ПОД СВАРКУ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ(57) Изобретение относится к устройствамдля изготовления трубчатых изделий и может быть использовано в машиностроении,для установки и крепления изделий в положении для сварки с центрированием повнутрен нему диаметру. Цель изобретения -сокращение энергозатрат при работе центратора путем использования для центрирования силы тяжести центрируемоготрубчатого изделия. Это достигается тем,что центратор содержащии штангу-держатель 1 и установленные на ней с возможностью радиального перемещения разжимные элементы 2, снабжен вертикально установленной и охватывающей штангу-держатель 1 трубчатой стойкой 4, имеющей основание 5 и продольные пазы 6, в которых размещены упоры 7 для фиксации элементов 2 и установки центрируемых трубчатых изделий 11 и 12. При этом элементы 2, выполненные в виде двух пар лепестковых дисков с наклонными и отогнутыми попарно лепестками 3, изготовлены из сплава с эффектом сверхупругости. Изобретение позволяет использовать для центрирования силы тяжести центрируемого трубчатого изделия за счет обеспечения возможности преобразования усилия и перемещения от веса устанавливаемого для центрирования трубчатого изделия в усилие и перемещение разжимных элементов, исключающие энергозатраты 1 з. и, ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к устройствамдля изготовления трубчатых изделий и может быть использовано в машиностроениидля установки и крепления изделий в положении для сварки с центрированием по 5внутрен нему диаметру.Известно устройство для сборки подсварку кольцевых швов, включающее центральную штангу с закрепленными на нейдвумя фланцами, разрезную коническую 10втулку с подкладным кольцом с формообразующей сварочной канавкой и подпружиненную втулку с обратным конусом,размещенную на штанге, при этом оно снабжено. силовым элементом, выполненным 15звездообразным из материала с эффектомпамяти формы, и нагревательными элементами, причем силовой элемент размещенмежду подкладным кольцом и разрезной конической втулкой, а во фланце смонтированы йагревательные элементы.Указанное устройство характеризуетсясложностью конструкции из-за наличия вней множества деталей со сложными элементами, требующими точной обработки и 25сборки, что снижает надежность, и повышенными энергозатратами из-за необходимости нагрева силового элемента с памятьюформы для обеспечения его:срабатывания.Известно также устройство для внутреннего центрирования, содержащее центральное коническое тело, установленныевокруг него с возможностью радиальногоперемещения разкимные элементы, снабженные возвратными пружинами, и упоры, 35фиксирующие разжимные элементы от осевого перемещения. При этом устройствоснабжено конической пружиной из сплава сэффектом памяти формы и нагревателем,пружина установлена на поверхности центрального конического тела с возможностьювзаимодействия с разжимными элементами, длина пружины меньше расстояниямежду упорами, а нагреватель смонтированв центральном коническом теле в непосредственной близости от конической пружиныи размещен в спиральной канавке.Недостатком известного устройстватакже являются повышенные энергозатраты из-за необходимости нагрева конической 50пружины с памятью формы для обеспеченияперемещения разкимных элементов,Цель изобретения - сокращение энергозатрат путем использования для центри рования силы тяжести центрируемого трубчатого изделия за счет обеспечения возможности преобразования усилия и перемещения от веса устанавливаемого для центрирования трубчатого изделия в усилие и перемещение разжимных элементов, исключающие энергозатраты другого типа.Поставленная цель достигается тем, что центратор для сборки под сварку кольцевых швов, содержащий центральную штангу-держатель, установленные на ней с возможностью радиального перемещения разжимные элементы, упоры, фиксирующие разжимные элементы, снабжен основанием и трубчатой стойкой с продольными пазами, установленной концентрично относительно штанги-держателя, штанга-держатель выполнена в виде Стержня с выступом на одном конце и радиальными резьбовыми отверстиями на другом .конце, разжимные элементы выполнены в видедвух пар дисков с радиальными лепестками, расположенными под углом к оси центратора, и отогнутыми концами, изготовленных из сплава с эффектом сверхупругости, причем лепестки каждой пары дисков наклонены навстречу друг другу с возможностью образования нахлесточного соединения отогнутых концов.Кроме того, каждый упор выполнен в виде стержня с резьбовым концом, закрепленного по окружности на штанге.Предлагаемое техническое решение обеспечивает при установке на группу стержней-упоров одного за другим центрируемых трубчатых изделий сжатие обеих пар дисков в вертикальном направлении, что приводит к значительному увеличению их наружного диаметра вследствие проявления эффекта сверхупругости (степень деформации 8 - 15) до упора во внутреннюю поверхность центрируемых трубчатых изделий (например, обечаек диаметром 200- 2000 мм, толщиной стенки 5-10 мм, массой 300 - ,500 кг), что приводит к их центрированию относительно друг друга. Это обусловлено тем, что сверхупругие материалы (например, сплавы ТН - 1 Э и ТН - 1 С при 10 - 65 С) обеспечивают максимальные передаваемые напряжения до 300 - 600 МПа с усилием в два раза по сравнению с вертикальной нагрузкой на диски за счет уменьшения в два раза радиального перемещения их радиальных лепестков по сравнению с вертикальным ходом при их сжатии нагрузкой от центрируемых трубча 9 тых изделий, При этом центрирование может быть осуществлено в течение более чем 2.10 циклов при 100 возврате исходной формы дисков при подъеме прихваченных сваркой между собоф (или сваренных по всему контуру стыка) подвергнутых центрированию трубчатых изделий,Таким образом, сокращение энергозатрат обеспечивается путем использованиянагружения упоров при вертикальной установке друг на друга относительно тяжелых центрируемых трубчатых изделий.На фиг. 1 изображен вертикальный центратор для сборки под сварку кольцевых 5 швов; продольный разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.При этом на фиг. 1 и 2 слева от вертикальной оси центратор изображен в исходном положении - до центрирования, а 10 справа от вертикальной оси - после окончания центрирования.Центратор для сборки под сварку кольцевых швов содержит центральную штангу- держатель 1, установленные на ней с 15 возможностью радиального перемещения разжимные элементы 2, выполненные в виде двух пар дисков 2 с наклонными к оси центратора и отогнутыми попарно друг на друга лепестками 3, изготовленных из спла ва с эффектом сверхупругости (например, сплавов марки ТН -Э или марки ТН - 1 С, имеющих в диапазоне температур 10 - 65 С степень сверхупругой деформации 8 - 15 О/О при напряжениях изгиба 300 - 600 МПа). Центра тор снабжен вертикально установленной и охватывающей штангу-держатель 1 трубчатой стойкой 4, имеющей основание 5 и примыкающие к нему замкнутые продольные пазы 6, в которых размещены упоры 7, фик сирующие разжимные элементы - диски 2,.Штанга-держатель 1 выполнена в виде стального стержня с выступом 8 на верхнем конце и радиальными резьбовыми отверстиями 9 под упоры 7 на нижнем конце. При 35 этом диски 2 размещены над стойкой 4, а упоры 7 выполнены в виде группы стержней с резьбовым концом 10, являющейся общей опускающейся опорой для центрируемых трубчатых изделий 11 (нижнее) и 12 (верх нее).Центратор работает следующим образом.На группу упоров 7 устанавливают нижнее центрируемое трубчатое изделие 11, ко .торсе своим весом через стержень .,1 выступом 8 сжимает лепестковые диски 2 на 1 - 2 оь (в пределах обычной упругости для сверхупругого материала), несколько увеличивая наружный диаметр дисков 2 (до 0,5 - 50 1). Затем сверху на торец изделия 11 (например, краном) устанавливают верхнее центрируемое трубчатое изделие 12, которое своим весом (до 3000 Н) аналогично предыдущему сжимает диски 2, почти вы прямляя их, но уже в пределах сверхупругой деформации (8 - 15) при постоянной на- .грузке, При этом наружный диаметр дисков 2 увеличивается значительно, что приводит. к упору их периферийных отогнутых лепестков 3 во внутреннюю поверхность трубчатых изделий 11 и 12 со значительнымусилием (до 6000 Н), обеспечивая центрирование последних относительно друг друга.После этого прихватывают сваркой изделия11 и 12 между собой (или полностью сваривают кольцевым швом). При последующемподъеме соединенных изделий 11 и 12 (например, краном) диски 2 загружаются суменьшением до первоначального периферийного диаметра, не препятствуя подъемублагодаря специфическому свойству сверхупругого материала: незначительное уменьшение нагрузки приводит к значительнойвеличине возврата сверхупругой деформации,На этом один цикл заканчивается; онможет быть повторен многократно без нарушения точности.Использование изобретения позволяетрезко сократить энергозатраты на центрирование трубчатых изделий особенно обечаек больших диаметров) за счетиспользования силы тяжести центрируемого трубчатого изделия.Формула изобретения1. Центратор для сборки под сваркукольцевых швов, содержащий центральнуюштангу-держатель, установленные на ней свозможностью радиального перемещенияразжимные элементы, упоры, фиксирующиеразжимные элементы, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения энергозатратпри .работе центратора путем использования для центрирования силы тяжести центрируемого трубчатого изделия, он снабженоснованием и трубчатой стойкой с продольными пазами, установленной концентричноотносительно штанги-держателя, штангадержатель выполнена в виде стержня с выступом на одном конце и радиальнымирезьбовыми отверстиями на другом конце,разжимные элементы - в виде двух пар дисков с радиальными лепестками, расположенными под углом к оси центратора, иотогнутыми концами, изготовленных изсплава с эффектом сверхупругости, причемлепестки каждой пары дисков наклоненынавстречу друг другу с возможностью образования нахлесточного соединения отогнутых концов. 2, Центратор по п, 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что каждый упор выполнен в виде стержня с резьбовым концом, закрепленного по окружности на штанге.,Ога рош ед оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 565 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5