Устройство для сварки неповоротных стыков труб

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬР ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ(57) Изобретение относится к сварке,а именно к конструкции устройств длясварки неповоротных стыков труб, и можетбыть использовано в химической, энергетической и других отраслях машиностроениядля сварки монтажных стыков неплавяЯО 1505728 А 1 В 23 К 31/06, В 27 К 37/02 2щимся электродом в среде защитных газов. Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени монтажа устройства на трубе перед сваркой и демонтажа после сварки, Устройство содержит разъемный корпус 1 с механизмом 2 разъема. Механизм 2 имеет винт 35, по концам которого выполнены резьбовые участки, разделенные участком без резьбы. Устройство содержит также модуль зажима трубы 37 и модули 3 - 5 перемещения по осям Х, У, Х. Внутри корпуса 1 размещена шестерня-планшайба со сварочным электродом. Привод модулей перемещений и вращение шестерни-планшайбы осуществляют с помощью гибких валов 7.6 з.п. ф-лы, 11 ил.3Изобретение относится к сварке, а именно к конструкцииустройств для сварки неповоротных стыков труб, и может быть использовано в химической, энергетической и других отраслях машиностроения для сварки тайных стыков неплавящимся электродом в среде защитных газов,Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения времени монтажа устройства на трубе перед сваркой и демонтажа после сварки,На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - блок привода, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б Б на фиг, 3; на фиг. 5 - направляющие и шестерни-план- шайбы; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1, часть шестерни-план шайбы с электродом; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - модуль зажима свариваемых труб, общий вид; на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 8; на фиг. О - ходовой винт механизма разъема, общий вид; на фиг, 11 - сечение Е-Е на фиг. 1.Устройство содержит корпус 1, механизм 2 разьема корпуса, модуль 3 перемещения электрода по оси Х, модуль 4 перемещения электрода по оси У, модуль 5 перемещения электрода по оси 2, модуль 6 зажима свариваемых труб, гибкие валы 7 и блок 8 приводов, Устройство также включает в себя блок управления приводами и источником сварочного тока (не показаны).Модуль 3 перемещения по оси Х кинематически связан с корпусом 1, модуль 4 перемегцения по оси У -- с модулем 3 перемецения по оси Х, а модуль 5 перемещения до оси 7 - с модулем 4 перемещения по оси У. Механизм 2 разъема корпуса 1 установлен на корпусе и крепится к нему винтами.Модули 3 - 5 выполнены в виде механизмов винт - гайка и приводятся в движение через гибкие валы 7 приводами 8, установленными в корпусе 9 сотовой конструкции (с числом ячеек, соответствующим числу приводов).Корпус 1 выполнен в виде разьемного в двух плоскостях модуля О, внутри которого размегцены сварочная шестерня-план- шайба 1 и ведущая шестерня 12 с заглушкой 13. Ведущая шестерня 12 приводится во вращение через гибкий вал 7 и имеет систему радиальных и кольцевых отверстий 14 для подвода защитного газа.Модуль 10 включает в себя разъемные части корпуса 1; основную 15 и дополнительную 16, перемещаемых друг относительно друга посредством механизма 2 разъема. Основная часть 15 имеет систему 7 подвода охлаждающей жидкости (штуцера не показаны). Внутренняя поверхность модуля 1 О, относительно которой вращается шестерня-планшайба 1, имеет коль 55 5 О 15 20 25 30 35 40 4цевые направляющие 18, выполненные в виде усеченного конуса.Направляющие 18 и внутренняя поверхность сварочной планшайбы 11 могут быть выполнены из теплостойкого электроизоляционного материала. Электроизоляторы 18 и 19 соединяются соответственно с частями 15 и 16 корпуса и планшайбой 11 посредством теплостойкого клея или цемента. 111 естерня-планшайба 11 имеет отверстие-сопло 20, отверстия 21 для подачи защитного газа в сопло 20, сварочный электрод 22, пластинчатую пружину 23, винт 24 для крепления электрода в шестерне-планшайбе 11, винты 25 для крепления пластинчатой пружины 23 на шестерне-планшайбе 11.Модуль 6 зажима свариваемых труб содержит механизм разъема типа винт - гайка (неприводной) и включает две разьемные части 26 и 27, винт 28 (ходовой), винты 29 и пружину 30.Ходовой винт 28 имеет два участка 31 с резьбой и участок 32 свободного хода без резьбы, размещенный между участками 31.Длина участка свободного хода определяется по формуле 1)Дмакс, где дмакс максимально возможный диаметр свариваемых труб. В части 26 модуля выполнено резьбовое отверстие.Верхняя и нижняя части зажима имеют изоляционные вставки 33 и 34, Электро- изолятор 34 крепится к корпусу модуля 5 перемещения по оси Х. Вставки 33 могут быть выполнены сменными для различных диаметров свариваемых труб.Механизм 2 разъема корпуса 1 снабжен винтом 35, аналогичным по конструкции винту 28.Устройство также содержит (фиг. 1) редуктор 36 и свариваемую трубу 37, а блок привода (фиг. 2) - штуцер 38 для подвода защитного газа в оболочку гибкого вала, которая герметично соединена с соответствующими органами корпуса посредством полого винта 39 (фиг. 11). Модуль 10 служит для подвода сварочного тока и защитного газа к электроду 22 и для вращения электрода со сварочной скоростью относительно трубы 37.Сварочный ток подводится к модулю 10 и через пластинчатую пружину 23 и шестерню-планшайбу 11 - к сварочному электроду 22. Газоподвод осуществляется через гибкий шланг и ведуцую шестерню 12 через систему отверстий 14 и далее через систему отверстий 21 к электроду 22. Кроме того, защитный газ может проникать по зазору между кольцевыми направляющими модуля 10 и шестерней-планшайбой 11. Шестерня-планшайба 11 выполнена разъемной и имеет проточку между зубьями. Ма 155териал планшайбы - бронза или латунь. Материал модуля 10 - нержавеющая сталь или немагнитный сплав. Модуль 10 может быть выполнен также из теплостойкого пластика с токоподводяшим кольцом (этот вариант не показан). Ведущая шестерня 12 изготовлена из стали и установлена в подшипнике скольжения (не показан). Заглушка 13 обеспечивает герметичность модуля 10 (за исключением выходных отверстий, концентричных свариваемой трубе, сопла и зазора между кольцевыми направляющими 18 и шестернейпланшайбой 11). Электрод 22 вольфрамовый диаметром 2 - 3 мм закрепляется в шестерне 11 винтом 24. Модуль 10 - водоохлаждаемый и имеет отверстия 17 для подвода и слива воды.Механизм 2 разъема корпуса 1 служит для разъема корпуса и для разъема шестерни-планшайбы 11 при установке свариваемых труб внутрь планшайбы и выполнен в виде механизма винт - гайка аналогично модулю 6 зажима свариваемых труб.Модули 3 - 5 перемещения электрода по трем осям служат для автоматичес кого центрирования корпуса 1 относительно оси трубы (модули 4 и 5) и для настройки электрода на стык и колебаний поперек стыка (модуль 3). Модули 3 - 5 имеют аналогичную конструкцию и выполнены в виде приводных механизмов винт - гайка. Величина перемещений составляет +15 мм по каждой оси.Модуль 6 зажима свариваемых труб выполнен в виде механизма винт - гайка аналогично механизму 2. Невыпадающий ходовой винт 38 модуля 6 имеет два участка резьбы 31, разделенные участком 32 без резьбы, что обеспечивает быстрое открывание зажима при установке трубы, фиксацию верхней части 27 зажима в раскрытом положении, фиксацию верхней части 27 в закрытом положении и создание усилия зажима.Для облегчения предварительной установки трубы в зажиме нижняя часть 26 зажима подпружинена относительно веохней части 27.Модуль 8 приводов служит для передачи движения посредством гибких валов 7 с двигателей на соответствующие приводные элементы.Двигатели приводов шаговые и размещаются в корпусе 9, имеющем 4 ячейки по числу приводов, Через ячейку, в которой установлен двигатель вращения шестернипланшайбы, осуществляется подвод защитного газа (аргона через штуцер 39 от баллона или рампы). Гибкий вал 7 при необходимости может быть снабжен на выходе редуктором 36 или конической передачей (фиг. 1).Блок управления служит для управления приводами и источником сварочного05728 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6гока, включает в себя контроллер шаговых двигателей и контроллер режима сварки (не показаны).В качестве контроллера режима сварки может быть использован блок управления источником питания, обеспечивающий импульсный режим сварки и плавное снижение тока при заварке кратера. Контроллер шаговых приводов может быть выполнен по известной схеме.Устройство работает следующим образом.Перед сваркой прихватывают собранные трубы, после чего устанавливают их внутри модуля О и закрепляют посредством модуля 6 зажима. Модуль 10 корпуса 1 закрывают с помощью винта 35 механизмов 2 и включают на пульте управления кнопку Сварка, после чего начинается автоматический режим работы устройства.Защитный газ (аргон) поступает через гибкий шланг и через систему 14 отверстий ведущей шестерни 12 в проточку между зубьями шестерен 1 и 12 и далее по кольцевому зазору через отверстия 21 в шестерне-планшайбе 11 попадает в сопло 20, создавая защиту электрода и стабилизируя горение дуги между электродом 22 и изделием 37. Кроме того, защитный газ проникает в зазор между торцовыми поверхностями шестерен и модуля 10. При такой конструкции газоподвода исключаются безполезная потеря защитного газа и возможный подсос воздуха, которые часто случаются при коллекторном газоподводе.После продувки защитным газом и зажигания дуги осциллятором или касанием электрода поверхности свариваемой трубы начинается вращение шестерни-планшайбы 11 с электродом 22 относительно трубы 37. В процессе сварки производится автоматическое регулирование длины дуги посредством автоматического центрирования шестерни-планшайбы 11 относительно трубы путем перемещения модулей 4 и 5 по осям У и Х по сигналам контроллера. Кроме того, при необходи мости осуществляются колебания электрода поперек стыка путем перемещения корпуса 1 в направлении оси Х модулем 3.После выполнения 2 - 3 проходов контроллер режима сварки подает команду на остановку вращения шестерни-планшайбы 11 и заварку кратера. В исходном положении перед сваркой и после окончания сварки шестерня-планшайба 11 находится в таком положении, при котором обеспечивается раскрытие модулей 10 (плоскость разъема шестерни-планшайбы 11 совмещена с плоскостью разъема модуля 1 О).Вращением винта 35 механизма 2 открывают модуль 10 и фиксируют его в раскрытом положении. Освобождают трубу 37 из модуля 6 зажима, после чего устройство505728 формула изобретения подготовлено к установке и сварке других деталей.Особенностью работы предлагаемого устройства является быстрый разъем модулей 10 и 6, обеспечиваемый механизмами винт- гайка, имеющими винт с двумя участками ,резьбы, разделенными участком свободного ; хода.Использование устройства позволяет снизить дефектность сварных швов трубопроводов за счет улучшения качества газовой защиты швов, повышения стабильности горения дуги на малых токах и стабили,зации длины дуги, а также получить технико-экономический эффект за счет упронщения устроиства и его модульной конструкции. 1. Устройство для сварки неповоротных стыков труб, содержащее корпус, выполненный из двух частей - основной и дополнительной, установленной с возмож ностью перемещения относительно основной и фиксации в крайних положениях с помощью механизма разъема, ведомую шестерню-планшайбу, состоящую так же из двух частей, одна из которых смонтирована с возможностью перемещения вместе с дополнительной частью корпуса, неплавящийся электрод, закрепленный в шестернепланшайбе, ведущую шестерню, кинемати,чески связанную с ведомой и с приводом вращения, и систему подачи защитного газа, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокрашения времени монтажа устройства на трубе ,перед сваркой и демонтажа после сварки, механизм разъема выполнен в виде ходового винта с двумя резьбовыми участками, разделенными участком без резьбы, длина которого соответствует величине рабочего перемещения дополнительной части корпуса 8из одного крайнего положения в другое,в основной части корпуса выполнено резьбовое отверстие, а ходовой винт установленв отверстии с возможностью взаимодействия с его резьбой поочередно каждымсвоим резьбовым участком.2. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что оно дополнительно снабжено модулем зажима свариваемых труб с механизмом разъема, конструкция которого анало 0 гична конструкции механизма разъема корпуса.3. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что ведомая шестерня-планшайба выполнена разъемной в диаметральной плос 15 кОсти,4. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что система подачи защитного газавыполнена в виде гибкого шланга, герметично соединенного со ступицей ведущейшестерни, в ведущей шестерне выполнена20 система осевых и радиальных отверстий,сообщающихся с внутренней полостьюгибкого шланга, в венце шестерни-планшайбы выполнена кольцевая проточка и радиальное отверстие-сопло, связанное системойдополнительных отверстий с кольцевой проточкой венца, а неплавящийся электродзакреплен в указанном отверстии-сопле.5. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что оно снабжено модулями перемещения корпуса относительно свариваемогоЗ 0 стыка по трем взаимно перпендикулярнымнаправлениям, кинематически связанными сприводами перемещения,6. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что приводы модулей перемещениякорпуса и привод вращения выполнены вЗ виде отдельного блока и кинематическисвязаны с исполнительными органами с помощью гибких валов.7. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что гибкий вал привода вращениярасположен внутри шланга системы подачизащитного газа.1505728 Г-Г Фи фиг. 10 ь М.рес о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССМосква, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 ьский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Редактор И. ДербакЗаказ 5361/14НИИПИ Государственно13035,Производственно-издате Составит Техред И.ираж 894 овКо рре кт ор М. Са мборс к а яПодписное