Вращатель труб в процессе сварки и термообработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОПИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) П ю В 23 К 37/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Е адД ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут по строительству магистральныхтрубопроводов(57) Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции вращателя труб впроцессе сварки, и может быть использовано при термообработке труб лучом лазера. Цель - повышение производительностиврааателя, Вращатель труб 8 содержит смонтированные на основании 1 стойки 2, на одной из которых в опорах установленодин приводной 6 и один или два боковыххолостых ролика 11. На другой стойке также в опорах установлен один центральный и один или два боковых холостых ролика, Опора для каждого бокового холостого ролика выполнена в виде плоскопараллельного механизма 1 О с двумя степенями свободы в плоскости, перпендикулярной продольной оси врааателя, При сварке труб малого диаметра механизма 10 фиксируют в положении, соответствующем контакту бокового холостого ролика 11 с наружной поверхностью трубы 8 со смещением центра ее тяжести относительно продольной оси врааателя в направлении, противоположном расположению этого ролика относительно оси вращателя. При сверке труб большего диаметра механизм 10 фиксируют в положении, соответствующем контакту бокового ролика 11 с внутренней поверхно- о стью трубы 8 со смещением ее центра тяжести в направлении расположения этого бокового ролика 11 относительно оси вращателя, Один из боковых роликов 11 подпружинен относительно опоры, что обеспечивает надежныи кон акт роликов 11 с трубой, 4 з.п, ф-лы, 6 ил.жесткости в верхней части которых смонти 45рованы на соосных осях 4 и 5 приводном си центральный холостой 7 ролии, предназначенные для взаимодействия с внутреннеРили наружной поверхностью горизонтальнсрасположенной трубы 8. Ролик 6 вращаетс 50приводом 9. Количество приводных б и хо.лостых 7 роликов зависит от размероввеса трубы 8 и может меняться.В верхней части каждой стойки 2 и 3параллельно ей установлены опоры, выпол 55 ненныв а аиде плоскопараллельных меха низмов 10 с двумя степенями свободы препятствующих раскачиванию трубы 8 в поперечном направлении во время ее вращения за счет жесткой фиксации положения Изобретение относится к области сварки, а именно к конструкции вращателя труб в процессе сварки.Изобретение может быть также использовано при термообработке труб лучом лазера.Целью изобретения является повышение производительности путем сокращения времени на переналадку вращателя с одного диаметра свариваемых труб на другой,На фиг,1 изображен вращатель, видсбоку; на фиг,2 - вид А на фиг.1, примервыполнения сдвоенного механизма с двумя степенями свободы в виде рычагов с холостями роликами, один из которых подпружинен относительно опоры, холостыеролики показаны при взаимодействии их с наружной поверхностью трубы; на фиг.З - то же, пример выполнения сдвоенного механизма с двумя степенями свободы в виде двухкоординатных суппортов с холостыми роликами, один из которых подпружинен относительно опоры, холостые ролики показаны при взаимодействии их с наружной поверхностью трубы; на фиг,4 - то же. пример выполнения сдвоенного механизма с двумя степенями свободы в виде рычагов с холостыми роликами, один из которых подпружинен относительно опоры, холостые ролики показаны при взаимодействии их с внутренней г оверхностью трубы; на фи 5- то же, пример выполнения одинарного механизма с двумя степенями свободы в аиде рычага с холостым роликом и винтовым приводом, холостой ролик показан при взаимо действии его с наружной поверхностысгрубы; на фиг,б - то же, пример выполнения одинарного механизма с двумя степенямисвободы в виде рычага с холостым роликоми винтовым стопором, холостой ролик пока. зан при взаимодействии его с внутреннейповерхностью трубы. Вращатель содержит смонтированные на основании 1 две стойки 2 и 3 с ребрами5 101520 25 30 3540 плоскопараллельного механизма 10 в пределах его регулирования вместе с боковым холостым роликом 11, предназначенным для взаимодействия с наружной или внутренней поверхностью верхней половины трубы 8, Плоскопараллельный механизм 10 может быть выполнен, например, в виде двухкоординатного суппорта 12, на котором смонтирован холостой ролик 11, Суппорт 12 установлен по направлению вращения трубы 8 со смещением относительно приводного 6 и холостого 7 роликов и закреплен на стойках 2 и 3. Исполнительным механизмом суппорта 12 является пара 13 винт - гайка с грузовой резьбой или гидроцилиндры (не показаны). Посредством исполнительного механизма суппорт 12 имеет воэможность перемещения параллельно стойкам 2 и 3 в двух взаимноперпендикулярных направлениях (вертикальном и горизонтальном), вследствие чего холостой ролик 11 имеет возможность взаимодействия либо с наружной, либо с внутренней поверхностью верхней половины трубы 8 в разных точках вдоль по периметру для регулирования величины поперечного стабилизирующего усилия,Плоскопараллельный механизм 10 может быь ьыполнен в виде рычага 14 с полэуном 15, установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси вращателя, вместе со смонтированным на ползуне 15 холостым роликом 11, который может перемещаться по рычагу 14. Для обеспечения взаимодействия холостого ролика 11 либо с наружной, либо с внутренней поверхностью верхней половины трубы 8 рычаг 14 установлен на оси 16, жестко закрепленной на стойках 2 и 3, и имеет элементы, регулирующие и фиксирующие его уол поворота относительно вертикальной оси трубы 8, выполненные либо в виде винтовых стопоров 17, либо в виде гидроцилиндров 18, установленных снаружи или внутри трубы 8, для регулирования величины поперечного стабилизирующего усилия,Холостые ролики 11 имеют жесткую фиксацию в пределах регулирования своего положения на рычаге 14 посредством винтовых стопоров 19 или гидроцилиндров 20.Приводные ролики б имеют цилиндрические реборды 20 для базирования одного торца трубы 8, а холостые ролики 7 имеют конические реборы 22 с уклоном в сторону приводных приводных роликов 6 для ограничения осевого перемещения трубы 8.Холостые ролики 11 плоскопараллельного механизма 10, установленного на стой ке 2 с приводными роликами б, могут иметь р дорды 23.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В верхней части стоек 2 и 3 по обе стороны от приводных 6 или холостых 7 роликов могут быть установлены двз плоскопараллельных механизма 10, на одном из которых холостой ролик 11 выполнен подпружиненным относительно опоры 24, Это позволяет располагать трубу 8 без смешения ее центра тяжести от вертикальной оси, проведенной из центра приводного 6 или холостого 7 роликов.Холостые ролики 11 двух плоскопараллельных механизмов 10, предназначенные для взаимодействия с наружной поверхностью трубы 8. расположены впереди от зенита трубы 8 по направлению ее вращения и имеют жесткую фиксацию на плоскопараллельном механизме 1 О в пределах регулирования своего положения, например, посредством винтовых стопоров 19 на рычагах 14, пары 13 винт - гайка на суппортах 12 или гидроцилиндров 20, а холостые ролики 11, расположенные позади от зенита трубы 8 по направлению ее вращения, подпружинены относительно опоры 24.Плоскопараллельные механизмы 10 вращателя с холостыми роликами 11 могут быть выполнены как в виде двухкоординатных суппортов 12, так и в виде рычагов 14,Холостые ролики 11 двух плоскопараллельных механизмов 10, предназначенные для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы 8, расположены позади от зенита трубы 8 по направлению ее вращения и должны иметь жесткую фиксацию на плоскопараллельном механизме 10 в пределах регулирования своего положения, например, посредством винтовых стопоров 19 на рычагах 14, пары 13 винт - гайка на суппортах 12 или гидроцилиндров 20, а холостые ролики 11, расположенные впереди от зенита трубы 8 по направлению ее вращения, выполнены подпружиненными относительно опоры 24.Плоскопараллельные механизмы 10 вращателя с холостыми роликами 11, предназначенными для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы 8, так же могут быть выполнены в виде двухкоординатных суппортов 12 или в виде рычагов 14.Плоскопараллельный механизм 10, выполненный в виде двухкоординатного суппорта 12 или двух суппортов 12, может быть использован самостоятельно или вместе с плоскопараллельным механизмом 10, выполненным в виде рычага 14 или двух рычагов 14.Для беспрепятственного размещения трубы 8 вертикальные стойки 2 и 3 вращателя установлены с возможностью продольного перемещения относительно основания 1, например, посредством гидроцилиндров 25,Вращатель работает следующим образом.Для осуществления процесса сваркиили термообработки с помощью вращателятрубу 8 опускают внутренней поверхностью, манипулируя стойками 2 и 3 с помощью гидроцилиндров 25, на приводной 6и холостой 7 ролики с таким расчетом, чтобыодин иэ торцов трубы 8 упирался в реборду21 приводного ролика 6, а другой торец - вконическую реборду 22 холостого ролика 7в месте сопряжения ее с цилиндрическимучастком холостого ролика 7, При вращениитрубы 8 возникающее осевое смещение гасится за счет соскальзывания одного из торцов трубы 8 по конической реборде 22холостого ролика 7, а другой торец трубы 8постоянно упирается в реборду 21 приводного ролика 6.Поскольку базовой поверхностью трубы8 является ее верхняя часть, причем локализованная в узкой области зенита. в которойпроизводится сварка или термообработка,то радиальное биение в вертикальной плоскости проявляется в нижней части трубы итем самым не оказывает влияния на технологический процесс сварки или термообработки.При вращении трубы 8 приводным роликом 6 появляется реактивное усилие, стремящееся развернуть трубу 8 относительновертикальной оси. Одновременно с этимвозможно раскачивание трубы 8 относительно точки контакта трубы 8 с поверхностью приводного ролика 6, что может привести к нестабильности скорости вращения.Для предотвращения раскачивания трубы 8 во время ее вращения и предотвращения поворота трубы 8 относительно вертикальной оси холостые ролики 11, предназначенные для взаимодействия с наружной поверхностью трубы 8 иустановленные на плоскопараллельном механизме 10 двух степеней свободы, регулируют при помощи резьбовых пар 13 винт - гайка или гидроцилинра 20 так, чтобы центртяжести трубы 8 сместился относительно вертикальной оси, проведенной из центра приводного 6 или холостого 7 роликов, т.е,так, что-бы создать гарантированный поджим трубы 8 к холостому ролику 11, при этомтрубу 8 вращают навстречу холостому ролику 11, Благодаря такому техническому решению достигается стабилизация окружнойскорости вращения и положения трубы 8 в трех пространственных направлениях, стабилизация определенного фокусного рас 1671436стояния и, как следствие этого, повышениекачества сварки или термообработки,Для усиления поджима трубы 8 к холостому ролику 11, а также для демпфирования возможных вибрационых нагрузсквозникающих при вращении трубы 8, служит подпружинЕнный холостой рели. 11,установленный и воздеиствующий на наружную поверхность трубы Ь позади от еезенита по направлению вращения.Работа вращателя с одним или двумяплоскопараллельными механизмами 10 ввиде рычагов 14 или суппор ов 12 с установгенными на них холостыми роликами 11,предназначенными для взаимодействия свнутренней поверхностьо трубыаналогична опи 1 нной выше работе врацателяхолостыи роликами 11, пред азначенн,ми для взаимодействия с наружн эй и ь рхностью трубы 8, с той разницей, ч-он утрен, ие холос ые ро ли и 11, выполненные под,ружиенными, воздейс-,уют натрубу Я впереди от ее зенита по направлению ее вращения.Плоскопараллельные механизмы 10 свнутренними холосты"и роликами 11, усталвлив:еые внутри трубы 8 логут 1 п 1 м: -нятьгя как совместно с н ружнымиплоскопаралельными механизмами 10,установленныи ча них наружным,: о,эаничительными рол 1 ками 11, так и са, остьтел: о, ".,последнем случае, по лимо свое опрямоо н, наен,:я - предогерлще ираскачиза; и трубы 8 е процессе:.оащеия,о и еще и ча.тично раэгру,кают приводче6 и холостые 7 ролики,Сдако, наружные плоскопараллельные механлзмы 10 проще в обслуживании,л.гче огуществляется ручная регулировкахолостых роликов 11, а при неболыцих диаметрах обраба, ь ваемых труб размеща гьглоскопараллельные механизмы О с холостыми роликами 11 внутри трубы нецелесообразно.При использовании воащате я для другогодиэме р. руб плосопаралл;л;ной механизм 19, зь;полненный в виде рь чэга 14,следует повернуть вокруг оси 16 с мс,ювинтовых стог 1 оров 17 или г,: -ицилирровР до соприкосновения холостого Ол; а11, установлечного на ползу е 1; рычага 14,с;аружно 1 или внутренней поверхностьютрубы 8. Для зтсй же цели г;лоскопара лельный механизм 10, выполненный в вид су 1порта 12, следует переместить . лвэаимчоперпендикулярны наорав,нидс соприкосновения колос огс роликаустановленного на суппорте 12, с наружнойили внутренней поверхч",тьо трубы д,Благодаря: гому, слгатся рас: ен,",е 5 10 15 20 2 30 35 40 45 50 диапазона диаметров свариваемых или термообработанных труб,Таким образом, использование вращателя повышает качество сварки или термообработки, например лучом лазера, эа счетстабилизации погожения трубь в трех про".ранственных вправлениях, поддержания определенного фокусного расстояния изаданной скорости воа;цения. Последнеевесьма актуально для;руб с отклонениемформы от круглой. , консгрукции вращателя сьрабатьваемый учас;ок поверхноститрубы занзволен, а все несовершенствафеомы трубы сказываюгся на радиальномбиении нерабочих участков поверхности1 реимуцеством врае,ягеля является такжеи;остота, гочетаемая с широким диапазон эм диаметресвар ваемых ч обре "атыва.емых н,". нем труб.Следует отметить, то базирование тру 5 ц во время вращения по внутренней г эверхности более целесообразно, чем пон ружной, так каизнугри поверхностьтрубы обработана лучше и меньше повреждается при трзнспор. ировке,Зращатель повышает пооизводительнсс . благодаря :о расн э времени нпереналадку врацатея с одного диаметрасвариввемых труб на другол,Формула изобретения1. Вращатель труб ": процессе сварки итдрмообработки, содержащий смонтирое;:ные на ссновании две стойки установивные с во-можностью продольногопером ения и снабженные приводами ихгеремецения, на одной из стоек в опорахулановген приводной и боковой холостойроики на второй стойке в опорах, смонтироаан ол 1 стой центральный ролик, расположенный соос,",о с приводным роликомперзой стойки, и холостой боковой ролик,установлен ый спосно с боковым роликомпервой стойки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностипутем со,ращения времени на переналадкупри сбоаботье труб раз,ых диаметров, опора для каждого бокового ролика выполненав виде плоскопараллельного механизма сдвумя с- пенями свободы в плоскости, перпендикулярной продольной о:и вращения.2, Врашатель го п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения гохнслогическлх всзможн 1 сгей путем обеспеченияОООаб.д КИ труб МаЛОГО дИаМЕтра ПрИ СОХранении стабилизации по ожения и скоростивращения тоут, плос;опараллельный механизм Гоково о оолика установлен с воэмол- нос;:.,о фиксации бокового ролика вц:4.1 к,;, и контакта с зрум нш поверх .ос; труГ,;, смеще и: ,ентра гяжести тру 1671436 10бы относительно продольной оси вращателя в направлении, противоположном расположению бокового ролика относительно ЭТОЙ ОСИ.3. Вращатель по п,1. о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения обработки труб большого диаметра при сохранении стабилизации положения и скорости вращения труб, плоскопараллельный механизм бокового ролика установлен с возможностью фиксации бокового ролика в положении контакта с внутренней поверхностью трубы и смещения центра тяжести трубы относительно оси вращения в направлении расположения бокового ролика относительно этой оси.4. Вращатель по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на каждой стойке симметричноразмещению бокового холостого ролика относительно оси вращателя установлен дополнительный подпружиненный боковой холостой ролик.10 5. Вращатель по пп,1 - 4. о т л и ч а ю щи й с я тем, что приводной ролик выполнен с цилиндрической ребордой, а соосный с ним центральный ролик - с конической ребордой.1671436 Вид А б /5 идМ 5 11 Составитель Е,Крюкованкова Техред М.Моргентал Редактор ктор С,Че на, 101 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Г Заказ 2791 Тираж 497 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5