Устройство для автоматической приварки штуцеров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо лелем кзобретеннй и открытийрии центриростоянно им р Ржение.Поэтому после того, как сварочная головка подведена к месту сварки, привариваемый штуцер должен быть установлен строго в вертикальное положение. Однако в тех случаях, когда основное изделие, например толстостенный сосуд большого диаметра длиной 3 м и более, имеет значительную массу, оточная установка штуцера в вертикальное положение затруднительна и требует многократных наладочных поворотов изделия.Это увеличивает вспомогательное время перед сваркой и снижает производительность процесса.В то же время наклон оси штуцера отвертикального положения на 3 - 5 не вызывает затруднения с точки зрения технологии сварки. Однако конструктивное исполнение сварочных аппаратов обеспечивает овыполнение угловых швов только в горизонтальной плоскости.Кроме того, сварочные аппараты для ф приварки штуцеров с жестким каналом дляподачи проволоки имеют сравнительно узкий диапазон регулировки положений сваИзобретение относится к сварке, в частности к устройствам для приварки круговых элементов к конструкциям, и может быть использовано в машиностроении, в атомном машиностроении и котлостроении для сварки толстостенных штуцеров с барабанами, корпусами сосудов, котельными камерами идругими элементами.Изобретение предназначено для решения технологических проблем и направлено на решение вопросов, связанных с автоматизацией и механиза.цией процесса сварки угловых кольцевых швов плавящимся . электродом.Известны сварочные установки для автоматической сварки толстостенных штуцеров и патрубков с различного типа сосудами (или другими изделиями), содержащие подвижную каретку с механизмами горизонтального и вертикального перемещения сварочной головки, которая жестко связана с устройством для центрирования, и подающий механизм с жестким каналом для подачи проволоки, оснащенный механизмом регулировки положения электрода Ц, 21.В таких аппаратах сварочная горелка вращается относительно продольной оси симметующего устройства, которое пеет ст ого ве тикальное поло51015 20 25 30 35 40 45 50 55 3рочной горелки по горизонтали Поэтомукаждый типоразмер сварочной головки обеспечивает сварку штуцеров ограниченной номенклатуры по наружному диаметру.Повышение производительности в данном случае может быть достигнуто за счетсокращения затрат времени на вспомогательные операции: расцентрирование головки, перевод ее в транспортное положение,подготовку аппарата к сварке и т.д.Недостатком известных головок является также невозможность переналадки ихна сварку фланцев с различными диаметрами.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее каретку с установленным на нейс возможностью вращения корпусом, на котором размещен механизм для подачи электродной проволоки, сварочную горелку, закрепленную на обойме, и центрирующую головку, состоящую из центратора и поворотной втулки. Устройство также содержит приспособление для программного изменения положения электрода при сварке, выполненноев виде диска, на котором смонтированысменные ложементы 13.Однако даже наличие в конструкции устройства приспособления для программногоизменения положения электрода при сваркетребует больших затрат времени на вспомогательные операции, такие как, например,расцентрирование головки, перевод ее втранспортное положение, подготовка аппарата к сварке, а также проведение установочных операций при кантовке основного изделия(сосуда) в случае отклонения штуцеров от вертикального положения, что является продолжительной операцией вследствие большой инерции, вызванной значительной массой изделия, Все это ограничивает технологические возможности устройства и снижает производительность процесса сварки,Целью изобретения является расширениетехнологических возможностей и повышениепроизводительности за счет обеспечения возможности сварки вертикально и наклоннорасположенных штуцеров разного диаматра при сокращении вспомогательного времени на дополнительные наладочные операции, а также за счет совмещения последних.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для автоматической приварки, штуцеров, содержащее каретку с установленным на ней с возможностью вращения корпусом, на котором размещен механизм дляподачи электродной проволоки, сварочнуюгорелку, закрепленную на обойме, и центрирующую головку, состоящую из центратора и поворотной втулки, снабжено гибкой связью, посредством которой корпуссвязан с центрирующей головкой, выполненной в виде карданной передачи с закрепленной на одном ее конце подпружиненной гильзой, а на другом - пальцевой .муфтой, гильза жестко соединена с корпусом, а пальцевая муфта соединена с возможностью разъема с поворотной втулкой центрирующей головки, при этом поворотная втулка жестко связана с обоймой, установленной с возможностью вращения на центрирующей головке.На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - положение сварочной головки при наклоне привариваемого штуцера; на фиг. 5 - циклограмма сварки штуцера с применением известного и предлагаемого оборудования; на фиг. 6 - разрез Б - Б на фиг. 3.Устройство для автоматической приварки штуцеров и патрубков содержит подвижную каретку 1, обеспечивающую заданную скорость сварки, расположенный на каретке с приводом вращения 2 корпус 3, несущий подающий механизм 4 с гибким шлангом 5 и сварочной горелкой 6. Кроме того, устройство содержит набор сменных центрирующих головок 7, Каждая из головок 7 может быть связана с корпусом 3 посредством гибкой связи, выполненной в виде карданной передачи 8. При этом один вал 9 передачи неразьемно связан с корпусом 3 посредством гильзы 1 О, в полости которой размещена пружина 11, Другой вал 12 карданной передачи разъемно связан посредством пальцевой муфты 13 со сменной головкой 7. Пружина 11 обеспечивает поджатие муфты 13 к головке 7. Каждая головка представляет сопряженные между собой центратор 14 и втулку 15, на которой жестко смонтировано приспособление 16 для программного изменения положения электрода при сварке и фиксатор 17 для его крепления. Центратор 14 содержит корпус 18, в котором по оси пропущен регулировочный винт 19, на котором с возможностью перемещения установлены гайки 20 с левой и правой резьбой соответственно. Гайки имеют по три клиновых паза, расположенных по периметру под углом 120 друг к другу, в которые входят распорные пальцы 21, имеющие скошенный торец, прилегающий к клиновой поверхности пазов гаек, От самовыпадения из корпуса 18 пальцы предохраняют шариковые фиксаторы, состоящие из шарика 22 и винта 23.На нижний конец винта 19 насажена шайба 24, удерживаемая двумя гайками 25, одна из которых является контргайкой, В верхней части винта имеется контргайка 26, предохраняющая винт от самоотвинчивания, Между гайками находится втулка 27, предохраняющая пальцы от выдавливания через шариковые фиксаторы в случае завинчивания винта, когда механизм центрирования находится не в штуцере.Сопряжение центратора с втулкой 15 выполнено следующим образом. Втулка жестко связана с обоймой 28, обойма установлена с возможностью свободного вращения на подшипнике 29, смонтированном на полом стакане 30, который, в свою очередь,жестко, посредством винтов 31, связан с корпусом 18 центратора 14. Кроме того, полый стакан 30 имеет фланец 32, которымопирается на свариваемый патрубок илиштуцер.При этом корпус втулки 15 выполнен заодно целое с тем полукорпусом муфты, который оснащен пальцами 33, которые в рабочем положении размещаются в радиальныхпазах полумуфты 13 на ее торцевой поверхности.Устройство работает следующим образом,В исходном, не рабочем положении, сварочная горелка свободно висит на гибкомшланге 5. Головки 7, одна или несколько,одновременно размещены в штуцерах, предварительно закрепленных на основном изделии (обечайке).Размещение головки в полости штуцера 10производит оператор вручную, производяее фиксацию центратором 14. Для этоговращением винта 19 обеспечивают схождение друг к другу гаек 20 и соответственнос этим перемещение пальцев 21 до упора встенку штцера. Вращением гайки 26 фиксируют положение винта 19. Головка 7 подготовлена к работе.Далее каретка 1 подводится к месту сварки, и корпус 3 перемешается вниз (устройством или механизмом на каретке). Одновре- З 0менно с движением вниз оператор направляет полумуфту 13 на втулку 15 до совпаденияее радиальных пазов с положением пальцев33. Эти перемешения продолжаются до полного прилегания полумуфты 13 к плоскостивгулки 15.35Затем оператор устанавливает сварочнуюгорелку в фиксаторе, обеспечивает исходноеположение электрода по угловым и линейным координатам. Устройство полностью готово к выполнению сварки.Сварка осуществляется следующим образом, Включается источник питания (не показан), привод вращения 2, механизм подачи, при выполнении одного оборота оператор меняет положение электрода в разделке и так до полного выполнения данногосварного соединения.Каждая каретка комплектуется наборомголовок, обеспечивающим выполнение сварки штуцеров определенной номенклатуры,Поэтому, пока сварщик выполняет сваркуодного штуцера, например диаметром 3(фиг. 1), оператор выполняет установку иподготовку к работе головки на другом штуцере диаметром Й или Й (фиг. 1).После окончания сварки штуцера диаметром дсварочную горелку 6 выводят изфиксатора, поднимают каретку вверх, одновременно освобождая полумуфту от взаимодействия с пальцами. Далее каретка 1 перемешается к новому месту сварки, и процесс повторяется.Если по конструктивным или технологическим причинам центральная ось симметрии штуцера отклонена от вертикального положения, то в процессе подготовки устройства к работе оператор не только перемешает вниз полумуфту, но и отклоняет ее к плоскости установки штифтов на втулке. При этом в процессе сварки, несмотря на наклон штуцера, сварочная горелка 6 будет врашаться относительно его кольцевой разделки кромок, что обеспечивается передачей вращательного движения от привода к головке карданной передачи.Сварочные аппараты существующей конструкции для приварки штуцеров оснащены неразъемно связанным с корпусом центрирующим устройством, Поэтому они постоянно задействованы при выполнении всех необходимых наладочных, вспомогательных и основных технологических операций, которые выполняются в процессе сварки каждого штуцера.В конструкции устройства сварочная головка с центратором соединяется с корпусом разъемно через полумуфту и карданный вал. При этом предусмотрено, что одна каретка с подаюшим механизмом, гибким шлангом и горелкой комплектуется несколькими головками, что позволяет охватить требуемый номенклатурный перечень привариваемых изделий. Это позволяет независимо от места нахождения каретки производить центровку головки и привести ее в рабочее положение на данном конкретном штуцере. В это время каретка задействована для сварки предыдущего штуцера. Т. е. предлагаемая конструкция позволяет использовать принцип совмещения технологических операций, что обеспечивает повышение производительности процесса.Кроме того, обеспечивается возможность выполнения сварки при отклонении штуцера от строго вертикального положения (фиг. 4) Это позволяет исключить установочные операции кантовки основного изделия (сосуда), что является достаточно продолжительной операцией вследствие большой инерции, вызванной значительной массой изделия.Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает повышение производительности процесса.Формула изобретенияУстройство для автоматической приварки штуцеров, содержашее каретку с установленным на ней с возможностью вращения корпусом, на котором размещен механизм для подачи электродной проволоки, сварочную горелку, закрепленную на обойме, и центрируюшую головку, состоящую из центратораи поворо г ий втулки, отличающеесн тем, что с целью расширения технологических возможностей и повышения производительности за счет обеспечения возможности сварки вертикально и наклонно расположенных штуцеров разного диаметра при сокращении 5 вспомогательного времени на дополнительные наладочные операции, а также за счет , совмещения последних, оно снабжено гибкой связью, посредством которой корпус связан с центрирующей головкой, выполненной в виде карданной передачи с закреплен О ной на одном ее конце подпружиненной гильзой, а на другом - пальцевой муфтой, гильза жестко соединена с корпусом, а пальцевая муфта соединена с возможностью разьема с поворотной втулкой центрирующей головки, при этом поворотная втулка жестко связана с обоймой, установленной с возможностью вращения на центрирующей головке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР295638, кл. В 23 К 37/02, 1969,2. Авторское свидетельство СССР200083, кл, В 23 К 37/02, 1960.3. Авторское свидетельство СССР647087, кл. В 23 К 31/06, 1976 (прототип).959960 устан одна устанобкагорелки Вискодное Поддести иу станодитокаретку Применяемое оборудодание ц ентратора д рабочееположение Сбарка положение положение Операция исключена Предлагаемоеиэобретение Операциясобме щена ОперациясоВмещена Фиг. Х иг.6 ТомбулатовКорректор Г. ОгарПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор Л. ГратиллоЗаказ 6827/16ВНИИПИпо де113035, МосФилиал ППП сдарочные аппараты сущестВующей конструкции кантобкаиэделия,устанобка ипоуцерод по дертикали Технологические операции Составитель В.Техред И. ВересТираж 1153Государственного коам изобретений ива, Ж - 35, РаушскПатент, г. Ужгород ПередодцентратораВискодное Перемещение короткипо нобомуместу сдарки