Автоматическая линия для изготовления трубных плетей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУло делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения В. П, Стоякин Всесоюзный проектно-конструкторский технологический институт атомного машиностроения и котлостроения(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБНЫХ ПЛЕТЕЙПредлагаемое изобретение относится к комплексным устройствам для производства длинномерных изделий, а именно к автоматическим линиям, обеспечивающим получение трубных плетей, для которых места соединения (стыки) используемых труб допустимы тОлько на определенных участках готового изделия и может быть применено в различных отраслях машиностроения и в котлостроении, например, при изготовлении змеевиков или других элементов теплообменного оборудования, в судостроении при изготовлении обшивки корпуса судна из отдельных листов, а также в нефтяной промышленности при строительстве трубопроводов.Для изготовления плетьевым способом различных типов змеевиков и другихтрубных элементов поверхностей нагрева современных котлоагрегатов необходимы трубы длиною от 20 до 100 м и более, при этом каждую плеть приходится комплектовать из отдельных труб различной длины, а число таких труб в плети достигает до 10 штук и более.Задача изготовления длинномерной трубной плети из труб различной длины сопряжена с большими техническими сложностями, так как для ее решения необходимо получение заданной длины трубной плети; оптимальное использование труб в производстве, т. е. получение минимальных отхо дов; получение минимального количествастыков в трубной плети и расположение стыков труб только на заданных участках плети.Известна автоматическая линия для изготовления плетей заданной длины из труб различной длины, в которой по ходу технологического процесса установлены бункер исходных труб, сварочная установка для соединеня труб, встык, пила резки труб, перемещаемый упор и пульт управления для 1 з обеспечения автоматического цикла работылинии 1. Данная линия производит плети заданной длины из труб различной длины, однако она совершенно не решает задачи расположения стыков труб на определенных участках готового изделия.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является ав" " томатическая линия для изготовления трубных плетей, содержащая установленные по ходу технологического процесса и соединенные транспортирующими средствами бункер для исходных труб с приводом для поштучной выдачи их на установку для измерения реальной длины труб, сварочную установку, отрезной станок с упором и приводом установки этого упора на величину отрезаемой длины, накопитель готовых трубных плетей и программное устройство 2.По сравнению с другими известными линиями эта линия позволяет уменьшить количест во сварных стыков в змеевике, однако вопросы рационального использования труб, повышения производительности и другие не решены, Подбор труб в изготавливаемую плеть осу шествляется по жесткой программе, составленной оператором, т. е. отсутствует поиск наиболее рациональных вариантов раскроя труб. Это в свою очередь снижает коэффициент использования труб в производстве.Кроме того, изготовление известной линии сопряжено с большими технологическими и конструктивными трудностями и дорого стоит, так как она содержит сложное технологическое оборудование: сортировщик труб, выполненный в виде многоярусного стеллажа с секциями для труб фактической длины, адресный транспортер, передающий трубы с одного яруса на другой, и укладывающий их в соответствующие секции. Наличие упомянутых устройств в линии, а также выполнение ею операций по сортировке труб, их хранению и передаче на последующие операции усложняет технологическую схему линии и увеличивает цикл изготовления трубной плети.Цель изобретения - повышение производительности изготовления трубных плетей и коэффициента использования труб в производстве.Поставленная цель достигается тем, что" автоматическая линия, содержащая установленные по ходу технологического процесса и соединенные транспортирующими средствами бункер для исходныхтруб с при.водом для поштучной выдачи их на установку для измерения реальной длины труб, сварочную установку, отрезной станок с упором и приводом установки этого упора на величину отрезаемой длины, накопитель готовых трубных плетей и программное устройство, снабжено устройством для комплектации труб в плеть, размещенным между установкой для измерения реальной дли ны труб и сварочной установкой, и приводным механизмом возврата неподошедших по длине труб и устройства для комплектации в бункер для исходных труб, при этом выходы программного устройства электрически связаны с приводом механизма возврата неподошедших по длине труб, приводом для поштучной выдачи труб из бункера для исходных труб и приводом установки упора отрезного станка, а выход - с выходом установки для измерения реальной длины труб.Предлагаемая автоматическая линия содержит установленные по ходу технологического процесса: бункер 1 для исходных труб с приводом 2, который имеет соленоид 3 и рычаги 4, установленные с возможностью поворота вокруг оси 5, и служит для поштучной выдачи труб на приводной роль- ганг 6 установки 7 для измерения реальной длины каждой трубы 8. Установка 7 для измерения длины через рольганг 9, снабженный приводом 10 и конечным выключателем 11, служащим для выдачи команд на включение соленоида 12 сброса труб, соединена с устройством 13 для комплектации трубной плети, Последнее устройство представляет собой стеллаж с наклонной плоскостью, имеющей упор 14, связанный с соленоидом 15 и оборудовано имеющим соленоид 16 приводом 17 для сброса в приемный бункер 18 не подошедших по длине труб при комплектовании трубной плети. Приемный бункер 18 связан транспортером 19 с бункером 1, к соленоиду 3 которого подключен один из выходов программного устройства 20, соединенного также с упомянутым устройством 13 для комплектации трубной плети и отрезным станком 21, а входом - с установкой 7 для измерения реальной длины труб. Отрезной станок имеет привод 22 установки упора 23 на величину отрезаемой длины с конечным выключателем 24, причем привод 22 состоит из блока программного управления 25 и шагового двигателя 26, имеющего ходовой винт 27. Приводной рольганг 28 с конечным выключателем 29 предназначендля транспортировки труб произвольнойтрубной плети от устройства 13 к сварочной установке 30, которая включает сварочную машину 31 с автоматическим циклом сварки труб встык и зажимное центрирующее устройство 32 для стыковой сварки труб.46 Рольганг 33 предназначен для транспортировки труб и плети от сварочной установки 30 к отрезному станку 21, и затем к накопителю 34 готовых трубных плетей. Роль- ганг оборудован приводом 35 с соленоидом 36 для сброса трубной плети в накопитель и конечным выключателем 37 выдачи команды на отрезной станок.Работа описанной линии осуществляется следующим образом.Для обеспечения автоматического цикла ю 6 изготовления трубной плети выполняют подготовительные операт 1 ии: в бункер 1, например, подъемным краном (на чертеже не показан) загружают исходные трубы 8, об, работанные под сварку их встык.5Затем в программное устройство 20 оператором вводятся исходные данные на изготовление требуемой трубной плети,в дальнейшем называемой моделью эталонной трубной плети. Модель эталонной трубной плети составляют из чередующихся пар, каждая из которых состоит из участка, допускающего расположение стыка и участка, запрещающего расположение стыка, при этом суммарная длина чередующихся пар точно равна длине изготовляемой трубной плети; Конечный выключатель 37 приводного рольганга 33 устанавливается на расстоянии 1, (равном длине изготовляемой трубной плети) от режущего инструмента отрезного станка 21. После этого линия готова к работе в автоматическом цикле изготовления длинномерных трубных плетей.Оператором дистанционно включаются соленоид 3 привода 2 для поштучной выдачи труб, а также приводные рольганги 6 и 9 для транспортировки трубы,При включении соленоида 3 рычаги 4, поворачиваясь вокруг оси 5, сбрасывают первую исходную трубу 8 на приводной роль- ганг 6 установки 7 для измерения ее реальной длины, Измерение реальной длины первой исходной трубы 8 производится в процессе ее перемещения по рольгангу 6 с од новременной передачей информации на вход программного устройства 20.Дальше измеренная труба 8 транспортируется от установки 7 для измерения реальной длины труб к приводному рольгангу 9,Труба 8 доходит до конечного выключателя 11 и передним своим торцом воздействует на него. В этот момент конечный выключатель 11 включает соленоид 12 привода 10 и труба 8 сбрасывается на устройство 13 для комплектации труб произвольной трубной плети.Труба 8 скатывается по наклонной плоскости устройства 13 до выдвинутого упора 14. Таким образом, измеренная первая исходная труба 8 попадает на устройство 13 комплектации произвольной трубной плети,В то время, когда труба 8 транспортируется приводным рольгангом к устройству 13 комплектации произвольной трубной плети, программным устройством 20 длина 1; первой исходной трубы 8 произвольной трубной плети сравнивается с длиною 1.1 модели эталонной трубной плети,Если при этом длина 1, первой исходной трубы окажется меньше длины 1.; модели эталонной трубной плети, то с первого выхода программного устройства 20 последует сигнал на включение соленоида 3 привода 2 поштучной выдачи труб.При включении соленоида 3 приводом 2 сбросится вторая исходная труба на приводной рольганг 6.Вторая исходная труба, так же как и первая, измерится на установке 7, дойдет до конечного выключателя 11 приводного рольганга 9 и по его команде сбросится приводом 10 на устройство 13 комплектации произвольной трубной плети.При этом программным устройством 20 реальная длина 1 второй исходной трубы прибавится к реальной длине 1, первой исходной трубы, а их суммарная длина (11 + + 1,) опять сравнится с длиною 1, модели эталонной трубной плети.Если при этом суммарная длина (А ++ 6 г) двух исходных труб произвольной трубной плети снова окажется меньше длины 1; модели эталонной трубной плети, то с выхода программного устройства 20, как указывалось выше, последует очередной сигнал на соленоид 3 привода 2 для выдачитретьей исходной трубы.Таким образом, описанный выше цикл:включение программным устройством 20привода 2, выдача исходной трубы из бункера 1, измерение реальной длины каждойтрубы произвольной плети установкой 7,транспортирование приводным рольгангом 9и сброс каждой трубы приводом 10 на устройство 13 для комплектации трубной плети повторяетсяавтоматически линией доЛхо тех пор, пока сумма реальных длин Е 3; ис- .ходных труб произвольной трубной плетипревысит длину 1.1 модели эталонной трубной плети.При достижении условия, при которомдлина Юс произвольной трубной плети пре:ювысит длину 1.1 модели эталонной трубнойплети, по команде прбграмМного устройства20 прекращается выдача исходных труб избункера 1.После этого программным устройствомзо 20 начинается расчет изготовляемой трубной плети путем определения величины смещения модели произвольной трубной плети (составленной из труб, находящихся наустройстве 13) относительно модели эталонной трубной плети (являющейся зада 35нием программного устройства 20) в пределах взаимного превышения их длины таким образом, чтобы стыки произвольнойтрубной плети не попадали в запретные зоны на эталонной трубной плети,до При этом сперва рассчитываются интервалы смещений каждого 1-того стыка модели произвольной плети относительно эталон,ной, после чего рассчитываются интервалывозможных смещений устройства 7, Дальшее автоматической линией выполняются4 все описанные выше операции по расчету,. величины х оптимального смещения ужедругой модели произвольной трубной плети, составленной из труб, расположенных наустройстве 13, относительно модели эталонной плети.Второй вариант, когда программным устройством 20 уже для первой модели произвольной трубной плети определяется величина х оптимального смещения относительно модели эталонной трубной плети.В этом случае, автоматическая линия работает следующим образом.С третьего выхода программного устройства 20 поступает команда на вход блока46 26 36 46 56 25 программного управления приводов 22перемещения упора 23 отрезного станка 21.По сигналам блока 25 программного управления упор 23 с конечным выключателем24 с помощью шагового электродвигателя26 и ходового винта 27 перемещается от осирежущего инструмента отрезного станка 21на расстояние равное упомянутой величинеоптимального смещения модели произвольной трубной плети относительно модели эталонной трубной плети.После перемещения упора 23 на заданную координату с блока 25 программногоуправления последует кратковременный сигнал на включение приводных рольгангов28, 33 и соленоида 15,При кратковременном включении соленоида 15 убирается упор 14 и первая исходная труба 8 произвольной трубной плетискатывается в устройства 13 на приводнойрольганг 28,С приводного рольганга 28 первая сходная труба последует на приводной рольганг33. В тот моМент, когда первая исходнаятруба 8 своим задним торцом освободит конечный выключатель 29, по его команде"вновь кратковременно включается соленоид15, убирается упор 14 и вторая исходнаятруба произвольной трубной плети скатится в устройства 13 на приводной рольганг28. В это время первая исходная труба,транспортируемая приводным рольгангом33 зайдет в зажимное центрирующее устройство 31 сварочной установки 30 и установится задним своим торцом в положение,необходимое для сварки. Следующая запервой вторая исходная труба произвольной трубной плети зайдет своИм переднимторцом в зажимное центрирующее устрой ство 31 и также установится в положение,необходимое для стыковой сварки труб. После выполнения операции центрирования двухпервых труб произвольной трубной плетипо сигналу дентрирующего устройства 31остановится приводной рольганг 33 и включится сварочная машина 32, которая сварит встык первые две трубы произвольнойтрубной плети,В момент, когда вторая исходная трубапроизвольной трубйой плети освободит конечный выключатель 29, по его сигналукратковременно включится соленоид 15, уберется упор 14 и третья исходная труба скатится с устройства 13 на приводной рольганг28.После выполнения автоматического цикла сварки первых двух исходных труб посигналу сварочной машины 32 включаетсяприводной рольганг 33, Трубная плеть, сваренная из двух исходных труб, транспортируется дальше по направлению к отрезномустанку 21. Как только конец трубной плети,состоящей из двух труб, войдет в центрирующее устройство, то ее задний торец такжеустановится в положение, необходимое для сварки, В то время третья исходная труба последует с приводного рольганга 18 на приводной рольганг 33 и дальше в центрирующее устройство 31 сварочной машины 32.Таким образом, описанные выше циклы выдачи исходных труб с устройства 13 и сварки их в трубную плеть повторяются до тех пор, пока все исходные трубы произвольной трубной плети, находящейся на упомянутом устройстве 13, сварятся в трубную плеть.В процессе выполнения сварки исходных труб произвольной плети последняя, транспортируясь по приводному рольгангу 33, подходит к отрезному станку 21 и воздействует передним торцом на концевой выключатель 24. По команде концевого выключателя 24 останавливается приводной рольганг 33 и включается отрезной станок 21, которым отрезается лишний участок упомяну- той плети, равный по длине величине х оп- тимальногЬ смещения модели произвольной трубной плети относительно модели эталонной трубной плети. После отрезки участка х от произвольной трубной плети по команде отрезного станка 21 включается приводной рольганг 33, и трубная плеть транспортйруется к конечному выключателю 37. При воздействии трубнойплетью на конечный выключатель .37, останавливается приводной рольганг 33 и включается отрезное устройство 21, которым от произвольной трубкой плети отрезается участок длиною 1 равный изготовляемой трубной плети.После отрезки изготовляемой трубной плети по совпадению двух сигналов от конечного выключателя 37 (трубная плеть воздействует на него передним торцом) и отрезного устройства 21 (окончание цикла отрезка трубной плети), включается соленоид 36 привода 35 и готовая трубная плеть сбрасывается в накопитель плетей 34.Такое выполнение автоматической линии позволяет повысить производительность изготовления трубных плетей и коэффициент труб в производстве, а также привести к экономии производственных площадей и упрощению конструкции и технологической схемы линии,Формула изобретения Автоматическая линия для изготовлениятрубных плетей, содержащая установленные по ходу технологического процесса и соединенные транспортирующими средствами бункер для исходных труб с приводом для поштучной выдачи их на установку для измерения реальной длины труб, сварочную установку, отрезной станок с упором и приводом установки этого упора на величину отрезаемой длины, накопитель готовых трубных плетей и программное устройство, откомитет и откр шская н од, ул. лачающаяся тем, что, с целью повышения производительности изготовления трубных плетей и коэффициента использования труб в производстве, линия снабжена устройством для комплектации труб в плеть, размещенным между установкой для измерения реальной длины труб и сварочной установкой, и приводным механизмом возврата неподошедших по длине труб и устройства для комплектации в бункер для исходных труб, при этом выходы программного устройства электрически связаны с приводом механизма возврата неподошедших по длине труб, приводом для поштучной выдачи труб из бункера для исходных труби приводом установки упора отрезного станка, а вход - с выходом установки для измерения реальной длины труб. ЯИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ2011645, кл. 7 в 37/08,1970.2. Авторское свидетельство СССР1 в179173 кл. В 21 Р 11/06, 1963 (прототип) .