Стан для сварки особотонкостенных спиральношовных труб

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 50 В 21 С 37/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ БИ 3" АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8/25-2 йство со щу гловос механое лентопротяжное устро низм слежения за стыком механизм Корректировки у положения лентопротяжно ва и неподвижного корпу ч а ю щ и й с я тем, чт повышения качества свар путем повышения чувстви механизма слежения и сии воздействия щупов, щупы слежения выполнены в ви пружиненных дъуплечих р тированы на общей оси с совместного и избирател та вокруг нее, при этом ного плечаи пассивно каждого из рычагов связ шением Р в (2-2,5) 1 и 74.21(088. торское св кл. В 21 С нт СССР 937/12, 19 рское свид кл. В 21 С етельство СС7/12, 1966.4860,ельство ССС7/121968(54)(57) 1. СТАН ДЛЯ СВАРКИ ОСОБОТОКОСТЕННЫХ СПИРАЛЬНОШОВНЫХ ТРУБ, со, держащий неподвижный корпус, поворо(прототип) 84. Бюл. Р 22кашов, Е.В.Квашенкин,ев, Ф.Г.Ермак и И.И.Глино у тройста, о т л ис целью ого шва ельности ения усилия механизма е двух подчагов и смонвозможностью ного повородлина активо плеча Ь ны соотно-.1097408 35 2, Стан по и. 1, о т л к ч а ющ и й с я тем, что пружины щупов размещены между пассивными плечами 1Изобретение относится к трубосварочному производству к может бытьиспользовано для сварки особотонкостенных труб, которые используютсяв качестве заготовок для изготовления гибких металлорукавов, сильфоновк компенсаторов для предприятийавиационной промышленности, криогенной техники и т.д.Для формовки особотонкостенных 19труб характерно применение формующихустройств, работающих по принципунавивки и загибки полосы на гладкуюили роликовую оправку.Качество труб, получаемых спираль ной сваркой, во многом, если не восновном, зависит от величины ребровой кривизны (серповкдности),Если серповидность трубы превышает допустимую, то это вызываетбольшое изменение шага спирали,вследствие чего отклонение по наружному диаметру превышает допустимую,Для получения тонкостенных спиральношовных труб больших диаметровсерповидность ленты должна быть впределах 0,3 - 0,5 ммпог, м, Изэтого следует что изменение зазорамежду кромками формуемой лентынеизбежно, Поэтому станы спиральнойсварки труб должны быть оснащены, 3 Омеханизмами, позволяющими изменятьугол спирали в небольших пределахво время работы стана для обеспечения постоянного зазора между кромками,Известно устройство для изготовления спиральношовных труб, содержащее основание, обрезные ножницы,направляющие и боковые ролики длянаправления ленты, вальцевальныйкалибр и сварочную головку, котороеснабжено рамой, установленной на основании с возможностью поворота относительно обрезных ножниц, а направляющие боковые ролики, вальцевальный калибр и сварочная головкажестко закреплены на указаннойраме 1 1,Недостатком данного устройстваявляется то, что импульсом для смещения рамы с принадлежащим ей агрегатами является давление самой форму.емой ленты. В случае сварки трубыиз тонкостенной ленты это давлениеявляется несоизмеримо малым иэ-заслабой стойкости ленты, а следоварычагов на,асстояник д от оск, связывающей кх, определяемом кз соотношения й=(0,2-0,5)1 тельно, не может быть сигналом длякорректирования положения рамы,Известна также установка для изготовления спиральношовных труб,которая содержит кольцевую роликовую обойму и сварочные головки, гдес целью улучшения качества труб засчет поддержания постоянного зазорамежду стыкуемыми кромками лентыпутем поворота сваренной части трубыролики обоймы расположены такимобразом, что точки их кснтакта с трубой лежат в плоскости, проходящейчерез точку сварки, выполненнуюпервой головкой,формуемую трубу сваривают изнутри к снаружи, Устройство снабженоизмерительными приспособлениями ввиде щупа, измеряющего взаимное расположение кромок ленты, при егоотклонении от заданного положения,воздействующего на двигатель, который поворачивает опорную раму вокругцентра тяжести. На раму опкраетсявыходящая из формующего приспособления труба 23,Недостатком этого устройстваявляется то, что измерительноеустройство в ниде щупа не дает объективной информации о размерах зазорапри совместном уводе нормально состыкованных кромок вдоль оси трубы,что вполне вероятно при наличиисерповидности исходной ленты.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для контролясведения кромок при спиральной сварке труб, содержащее неподвижныйкорпус, поворотное лентопротяжноеустройство, механизм слежения застыком со щупами и механизм корректировки углового положения лентопротяжного устройства и неподвижногокорпуса 3 3,Недостатком этого устройства является то, что оно не дает достаточно объективной информации об истинном положении кромок в данный момент,реагируя на "пики" и "впадины" исходной ленты, разнесенные относительно друг друга на расстояние соизмеримое с диаметром трубы, что обусловлено размещением следящих роликовв разных плоскостях и на расстояниидруг от друга, примерно равном 0,5диаметра трубы. Кроме того, однозначное перемещение обоих роликов в томили ином направлении вдоль оси трубы при удовлетворительно состыкованных кромках, за счет сжатия пружина на штоке создает усилие взаимодействия роликов с кромками, превышающее допустимое, которое может деформировать 5 специально подготовленные под сварку тонкостенные кромки. Устройство конструктивно неоправданно сложно, имеет большое число регулировок, а следовательно, сложно и ненадежно в 10 эксплуатации. Кроме того, оно оснащено командным аппаратом контактного типа, которое дает скачкообразные сигналы "Да" и "Нет", установка же на нем индуктивного датчика плавного действия не возможна исходя иэ конструктивных особенностей.Цель изобретения - повышение качества сварного шва путем повышения чувствительности механизма слежения и снижения усилия воздействия щупов.Укаэанная цель достигается тем, что в стане для сварки особотонкостенных спиральчошовных труб, содер жащем неподвижный корпу , поворотное лентопротяжное устройство, механизм слежения за стыком со цупами и механизм корректировки углового положения лентопротяжного устройства и неподвижного корпуса, щупы механизма слежениз выполнены в виде двух подпружиненных двуплечих рычагов и смонтированы на общей оси с возможностью совместного и избирательного поворота вокруг нее, при этом длина активного плеча 1 и пассивного плеча Ь каждого иэ рычагов связаны соотношением: 1 =(2-2,5)1 .Кроме того, пружины щупов размещены между пассивными плечами рыча гов на расстоянии с от оси, связывающей их, определяемом иэ соотношения о( =-(0,2-0,5)Г .Такое исполнение механизма слежения позволяет повысить его чувстви тельность за счет разности длины активных и пассивных плеч рычагов, преобразующих текущие изменения зазора между кромками формуемой в трубу ленты соответственно длине 50 плеч в 2 - 2,5 раза, что вполне удовлетворительно с учетом приведенной выше экспериментально установленной серповидности ленты порядка 0,3 - 0,5 мм/ ог,м.Датчики койтактного типа, будучи, кроме того, устаноленными на механизме, подобном описанному в прототипе, дающем информацию о положении кромок один к одному, практически не реагируют на изменение серповид ности в указаннь:х пределах, так как Ъазоры в контактах того же порядка. Размещение ощупывающих наконечниковактивных плеч в зоне, не превышающей диаметра трубы, дает истинную инфор мацию в каждый момент о состояниизазора, а размещение пружин междупассивными плечами рычагов на расстоянии от оси, равном 0,2 - 0,5 длиныактивного плеча, соответственно снижает воздействие этих пружин на кромки формуемой ленты, исключая возможности деформации кромок, За счеттого, что двуплечие рычаги установлены на общей оси с воэможностьюих совместного поворота вокруг нее,система из двух рычагов поворачивается без подачи сигнала в том случае, если нормально сформованныйстык, перемещается вдоль оси трубы(гуляет) в силу каких-либо известныхфакторов, кроме серповидности,На фиг, 1 приведен стан план,на фиг.2 - то же, фронтальнаяпроекция; фиг, 3 - механизм слежения за стыком, общий вид; нафиг. 4 - то же, вид сверху.Несущим элементом стана являетсянеподвижный корпус 1, на которомповоротно установлено лентоподающееустройство 2. На торце неподвижногокорпуса смонтирован привод 3 коррекции углового положения лентоподающего устройства. Формующая оправка4 консольно установлена на редукторе привода тянущих роликов 5, размещенном на неподвижном корпусе.Механизм б слежения за кромками формуемой ленты установлен на цилиндрическом выступе 7 неподвижного корпуса с возможностью настройки на номинальное угловое положение путемповорота вокруг этого выступа. Накорпусе механизма 8 с возможностьюсовместного и раздельного вращенияустановлены два двуплечих рычага Эпосредством пружин 10, поджатых ккромкам формируемой трубы и подаваемой на формовку исходной ленты. Наодном из пассивных плеч рычагов установлен индуктивный датчик 11, с которым взаимодействует регулируемыйкулачок 12 на пассивном плече другого рычага. На фланце цилиндрическоговыступа 7 выполнен лимб 13 с обозначениями номинальных положений корпуса механизма, соответствующих номинальному угловому положению лентоподающего устройства, Движение формуемой ленты осуществляется тянущимироликами 14.Стан работает следующим образом. ф Исходная лента сматывается с барабана при помощи привода лентоподачи и тянущими роликами 14 наматываются на оправку 4. На оправке лента формуется в трубу с предварительно заданным диаметром, при этом в точке касания подвижной ленты с оправкой кромка ее сваривается с кромкой уже готовой трубы. Тянущий ролик 14 взаимодействует с формуемой трубой с постоянной скоростью и натягиваетленту на оправку.Б результате наличия серповидности исходной ленты при заданном номинальном угле спирали возникают вре - менные отклонения угла спирали д Х, как следствие этого возниает зазор между кромками, который сугубо отрицательно влияет на качество сварногошва, Так как указанные отклонения от номинального угла спирали имеют бессистемный характер, т,е, их практически нельзя увязать с диаметром получаемой трубы, то единственным способом компенсировать это явлениеявляется оснащение станка механизмомкоторый бы позволял в процессе сварки активно корректировать положение вместе со всем лентоподающим устройством.Механизм б слежения установленный в одном иэ фиксированных положений, соответствующих расчетному углу свертки, активными плечами двуплечих рычагов 9 поджимается к свариваемым кромкам, нижний к кромке подводимойленты, верхнни соответственно к кром 15 20 ке уже,сформованной трубы(см,фиг.З).В таком состоянии датчик 11 настраи-,25вается на нейтральное положение, соответствующее теоретическому углусвертки. Таким образом система оказывается замкнутой при помощи пружин10 с одной стороны через сваривае- ЗОмые кромки, с другой стороны черезнастроенный на "0" датчик, это положение соответствует номинальному.При движении ленты через ощупывающиенаконечники активных плеч двуплечиерычаги 9 взаимодействуют с участкамисерповидности и пассивными плечамивоздействуют на датчик 11, в случае"впадины" датчик дает команду приводу корректирования 3 на уменьшениеугла навивки, в случае если набегает"горб" - на увеличение. При восста"новлении оптимального зазора датчик11 прекращает подачу сигнала на корректирование углового положениялентоподающего устройства 2 и некото рое время подача ленты идет в этомположении. Таким образом, команды,подаваемые рычагом 9 на датчик 11,являются знакопеременными, при этомнейтральное положение датчика соответствует теоретическому углу свертки. Неподвижное положение опорнойрамы, на роликовых опорах которойлежит и входит сваренная труба, придает ей значение точки отсчета, наней и установлен механизм б слежения. использование в предлагаемом станке новых элементов обеспечиавает высокоточное уплотнение стыка за счет повышения чувствительности механизма слежения, обусловленной соотношением длин активных и пассивных плеч, преобразующих микроперемещения кромок формуемой в трубу ленты в движения пассивных плеч, достаточные для восприятия датчиком;исключение недопустимых усилий воздействия щупов на специально подготовленные особотонкостенные кромки исходной ленты эа счет воэможности совместного вращения двуплечих рычагов вокруг их общей оси беэ воздействия на датчик и прижимные пружины при отклонении нормально состыкованных кромок вдоль оси трубы; получение наиболее объективной информации о состоянии стыка в каждый текущий момент за счет размещения ощупывающих наконечников в зоне, ограниченной размером диаметра трубы.Сигнал, необходимый и достаточный для управления приводом корректирования углового положения, получается при соотношении активных и пассивных плеч рычагов в пределах 1 =2 - 2,5. Если длина В менее 2 Е , например1,9., информация датчика не всегда объективна, т,е, чрезмерна его чувствительность, которая может дать ложный сигнал от "гуляния" кромки ленты в вертикальном направлении по причине малой ее толщиныи соответственно низкой стойкости.Если длина 1 более 2,5 например=2,6., датчик не обладает достаточной чувствительностью, т.е,наблюдаются пропуски "пиков" и"впадин" серповидности, а датчик нереагирует на них.Анализ данных, полученных приперестановке пружин на пассивныхплечах механизма, показывает, чтопри выпаде размера "а" иэ приведенного в предлагаемом материале интервала 0,2 - 0,5 наблюдается следующее: при а 0,2 прижим щупов к контролируемым кромкам не достаточно плотный, что влияет на объективность сигналов; при а 0,51 воздействие щупов на контактирующие с ними кромки недопустимо велико,о чем свидетельствуют деформации кромок,обнаруженные с помощью оптических средств.Деформации кромок отрицательно влияют наформируемый под сварку стык.1097408 ВКИИПИ Закаэ 4105/10ТКРаж 79 б Подписно иал ППП "Патент", жгород, ул.Проектная,4