Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб

( ц 776824 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявле В 23 К 31/06 В 23 К 37/04 рисое сударстаенный комит СССР.035 (088,8) по делам изобретений и открытий45) Дата опубликования описания 07.11.8тенфельд, А, Л. Малинин и А. Г, Закревский филиал Специального конструкторского бюрГазстроймашина ие 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ-"т 0 У Ь 1 Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для сборки и сварки неповоротных стыков труб, и может быть использовано при прокладке магистральных и заводских трубопровдов,Известно устройство для сварки изнутри неповоротных стыков труб большого диа,метра, содержащее центратор, между двумя рядами жимков которого расположена приводная планшайба со сварочными горелками, каждая из которых имеет каретку на направляющих, выполненных на корпусе устройства (вне жимков) параллельно его оси, при этом каждая каретка с одной стороны через гибкий шланг связана с горелкой, а с другой - с подпружиненным тросом, свободный конец которого перекинут через систему блоков параллельно направляющим и закреплен на планшайбе в направлении, противоположном направлению сварочной горелки 111.Такое устройство должно иметь специальную конструкцию корпуса центратора, содержащую направляющие для кареток по числу сварочных горелок, Направляющие должны быть сориентированы таким обра. зом, чтобы шланг на каретки попадал на планшайбу с наименьшим числом перегибов. Все это усложняет конструкцию устройства. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб, содержащее самоходную тележку, 5 центрирующий механизм с двумя рядамижимков, между которыми установлена планшайба с симметрично закрепленными на ней У сварочными горелками, и механизма подвода к горелкам сварочного тока, 10 защитного газа и кабелей управления, состоящий из коллектора, У комбинированных подводящих шлангов и направляющих роликов для шлангов 2.В каждой из сварочых горелок сварочный 15 ток, защитный газ и кабели управления подаются по комбинированному шлангу. Во избежание запутывания и перегибов шланга он переброшен через подающие ролики, образующие блок с пружиной. При переме щении в процессе сварки каждой горелкивместе с планшайбой от исходного положения к крайнему каждая пружина растягивается, нагрузка на нее, а следовательно, напряжение и деформация пружины меня ются от величины предварительного натяжения до максимального. Таких пружин столько, сколько шлангов и горелок, т. е. Л.Ввиду того, что пружина растягивается на длину, равную длине свариваемого каждой горелкой участка шва, изменение усилиядостигает значительных величин. Поэтомунагрузка на планшайбу й 1 меняется в широких пределах, что в целом отрйцательносказывается на процесс сварки. Прйходится стабилизировать привОд планшайбы, ноэто не избавляет окончательно от рывков,Если шланги установить свободно, это приведет к их запутыванию,В известном устройстве, как один из вариантов, возможно пропуска ние общегокомбинированного шланга по полому валу,размещенному по оси центратора, до коллектора, из которого шланги выходят насварочные горелки. Такая компановка неисключает необходимости натягиванияучастков шлангов, не заключенных в полыйвал. К тому же значительно усложняетсяконструкция устройства в целом, так каквводятся дополнительные уплотнения гидро- или пневмоцилинров, вводится дополнительно ряд зубчатых передач для приводапланшайбы с горелками.Цель изобретения - обеспечение стабилизации работы устройства путем созданияравномерного натяжения комбинированныхшлангов и равномерной нагрузки на планшайбу в процессе работы,Для этого механизм подвода снабжен неподвижным диском с установленным нанем с возможностью поворота подвижнымдиском с двумя противовесами, закрепленными на нем в плоскостях, составляющих360между собой угол ( - + р), где р -Уугол поворота планшайбы, обеспечивающий перекрытие соседних участков кольцевого шва в процессе сварки, часть направляющих роликов установлена с возМожностью вращения на подвижном диске, а другая часть роликов жестко закреплена нанеподвижном диске, при этом оба дискаразмещены между рядами жимков.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для сборки и сварки неповоротныхстыков труб, общий вид; на фиг, 2 - раз.рез А - А на фиг. 1 с размещением комбинированных шлангов в исходном положении перед началом цикла сварки; на фиг.3 - то же, с размещением комбинированных шлангов в крайнем положении, когдапрошла половина цикла и сварен правыйполупериметр кольцевого стыка; на фиг.4 - разрез Б - Б на фиг, 2, показывающийразмещение подвижного и неподвижногодиска со шлангами в полости внутри соединительного венца и между жимками центратора; на фиг. 5 - узел 1 на фиг, 4 с элементами подвижного и неподвижного диска,направляющими роликами и комбинированными шлангами.Устройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб состоит из самоходнойтележки 1 и центрирующего механизма сдвумя рядами жимков 2 и 3, между которыми размещена планшайба 4 с Ж равнорасположенными по окружности сварочнымигорелкамй 5, и мехайизма подвода к горелкам сварочного тока, защитного газа и кабелей управления. На фиг. 2 и фиг, 3 по 5 казан частный случай с шестью сварочными горелками от 1 до Ъ 1., Механизм подвода содержит комбинированные подводящиешланги 6, коллектор 7, направляющие ролики и подвижный и неподвижный диски. К10 каждой горелке 5 подходит комбинированный шланг 6.Другой конец шланга закреплен в коллекторе 7, к которому общее питание подводится комбинированным шлангом 8 наи 15 более простым путем.На пути от коллектора 7 до сварочныхгорелок 5 каждый комбинированный шланг6 огибает неподвижный ролик 9, ось 10 которого закреплена на неподвижном диске20 11, смонтированном на заглушке 12. Далеекомбинированный шланг 8 огибает подвижный ролик 13, ось 14 которого закреплена на подвижном диске 15, который свозможностью поворота установлен на ро 25 ликах 16, размещенных на оси 17, котораязакреплена на неподвижном диске 11.На горизонтальной оси подвйжного диска 15 размещен противовес 18, а через угол360,( в+ р) от него - противовес 19, гдеЛ - количество сварочных горелок,угол поворота планшайбы, обеспечивающийперекрытие соседних участков кольцевогошва в процессе сварки.После выхода с подвижного ролика 13шланг 6 через паз 20 соединительного венца 21 прохойит через полость 22 на планшайбу 4 и подключается к сварочной горелке 5.40 Планщайба 4 размещается на роликах23, ось 24 которых крепится на соединительном венце 21.Соединительный венец 21 служит дляжесткой связи ряда жимков 2 с рядом жим 45 ков 3, которые совмещают кромку трубы25 с кромкой трубы 26. В венце 21 имеются пазы 20 для прохода шлайгов 6,Конфигурация профилей планщайбы 4 ивенца 21 такова, что они образуют кольце 50 вую полость 22 для укладывания шлангов6 при движении сварочных горелок из исходного в крайнее положение,Привод планшайбы 4 на чертежах детально йе показан, так как это известная55 конструкция. Обычно приводная шестерня27 входит во внутреннее зацепление с зубчатым венцом 28 (см. фиг, 5) планшайбы 4.Сама прйводная шестерня 27 размещена навалу, который проходит между жимками 360 и приводится во вращение электроприводом, размещенным вне корпуса жимков.Устройство работает следующим образом. Приводная шестерня 27 начинает поворачивать планшайбу 4 по часовой стрел 65 ке со скоростью, соответствующей скоростисварки, При этом сварочные горелки 5 1, 11, 111 производят сварку правого полупериметра кольцевого стыка, а сварочные горелки 1 Ч, Ч, у 1 движутся снизу вверх в исходное положение для сварки левого полу периметра.Поворот планшайбы 4 происходит на угол (60+ р). При этом каждый шланг втягивается в полость 22, обкатываясь по ролику 13, и благодаря тому, что другой 10 сго конец закреплен неподвижно на коллекторе 7, поворачивает подвижный диск 15 на ту же величину (60+ р), т. е. на величину, на которую поворачивается планшайба 4 (см, фиг. 3). 15При этом противовесы 18 и 19 создают крутящий момент, который подсчитывается по формулеМ= 0 Ясоз а + 6/касоа (60+ + а), (1)20 где Мр, - крутящий момент, создаваемыйдвумя противовесами;6 - вес каждого противовеса;Р - радиус размещения центра тяжести противовеса; 25а - угол поворота подвижного диска 15, меняется в пределах 0(а 60+ а).В крайних положениях приводного кольца 4 формула (1) принимает вид 30 а = 0 М= ОХ+ 6 Я соя (60 + ), (2)= 60,+М = Я соя (60+) + СК (3)35т. е. в крайних положениях крутящие моменты равны,Подставляя промежуточные значения уг-ла в основную формулу (1), легко убедиться, что значения М.р меняется не более 4010%,Таким образом, противовесы 18 и 19 создают практически постоянное натяжениевсех шлангов 6.После сварки правого полупериметра 45происходит реверс, и сварочные горелки 1 Ъ,Ъ, И производят сварку левого полупериметра кольцевого стыка. При этом подвижный диск 15 с противовесами 18 и 19 возвращается в исходное положение (см, фиг. 2).В предлагаемом устройстве упрощена конструкция (исключены пружины, направляющие, уменьшено количество блоков и количество перегибов шланга) и повышена надежность путем создания постоянной нагрузки на привод.Формула изобретенияУстройство для сборки и сварки неповоротных стыков труб, содержащее самоходную тележку, центрирующий механизм с двумя рядами жимков, между которыми установлена планшайба с симметрично закрепленными на ней У сварочными горелками, и механизм подвода к горелкам сварочного тока, защитного газа и кабелей управления, состоящий из коллектора, 1 Ч комбинированных подводящих шлаков и направляющих роликов для шлангов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабилизации работы устройства путем создания равномерного натяжения комбинированных шлангов и равномерной нагрузки на планшайбу в процессе работы, механизм подвода снабжен неподвижным диском с установленным на нем с возможностью поворота подвижным диском с двумя противовесами, закрепленными на нем в плоскостях составляющих между собой360угол ( + р), где р - угол поворотаЮпланшайбы, обеспечивающий перекрытие кольцевого шва в процессе сварки, часть направляющих роликов установлена с возможностью вращения на подвижном диске, а другая часть роликов жестко закреплена на неподвижном диске, при этом оба диска размещены между рядами жимков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР533191, кл, В 23 К 31/06, 26.09.75.2. Патент США3461264, кл. 219 в ,1969.776824г,Составитель В. Томбулатовактор Т. Зубкова Техред А, Камышникова Корректор В. Ахрем Заказ 25314 Изд.569 Тираж 1160 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45апография, пр. Сапунова