Сварочная клеть трубосварочного стана

 

Изобретение относится к производству электросварных прямошовных труб, а именно к конструкциям оборудования для изготовления npHj -ipmoBHbix .труб методом высокочастотной сварки . Цель - повьпиение качества сварных прямошовных труб при использовании сварочных валков с горизонтальным расположением осей. Расположение и форма упругого элемента 11 обеспечг - вает автоматическое регулгфозаниг положения оси 7 верхнего сварочного, валка.Упругий элемент 11 размещен между посадочными поверхкост.чми отверстий подзтлки 3 и посадочными поверхностями оси 7 верхнего сварочного валка. При этом центры Oi и Оо соответственно оси 7 и посадочного отверстия подушки 3 лежат на прямой IIII, наклоненной к продольной оси сварочной клети II под углом о( 15-45. Радиус R посадочного отверстия подушки и радиус г оси 7 связаны зависимостью R(1,05-1,3)г. При увеличении периметра свариваемой трубы или толщины стенки ось 7 верхнего сварочного валка перемещается по кривой второго порядка ТТ, стабилизируя параметры сварки. Упругие элементы 11 выполне- s ны из полиуретана. 7 э.п.ф-лы, 7 ил

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 21 С 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4262949/22-27 (22) 21.04 ° 87 (46) 23. 11 ° 88. Бюл. й- 43 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Е.M.Õàëàìåç, В.Б.Буксбаум, Г.А.Ткачева, Ю.Г.Пеньков, В.Я.Гольберг, E.M.Êðè÷åâñêèé, Г.Г.Поклонов, А.Ю.Небогатов и Ю.И.Абальян (53) 621.774.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 810330, кл. В 21 С 37/08, 1978. (54) СВАРОЧНАЯ КЛЕТЬ ТРУБОСВАРОЧНОГО

CTAHA (57) Изобретение относится к производству электросварных прямошовных труб, а именно к конструкциям оборудования для изготовления прямошовных ,труб методом высокочастотной сварки. Цель — повышение качества сварных прямошовных труб при использовании

„„SU 1438 74 А1 сварочных валков с горизонтальным расположением осей, Расположение и форма упругого элемента 11 обеспеч;— вает автоматическое регулирование положения оси 7 верхнего сварочного валка. Упругий элемент 11 размещен между посадочными поверхностями отверстий подушки 3 и посадочными поверхностями оси 7 верхнего сварочного валка.

При этом центры О и Оа соответственно оси 7 и посадочного отверстия подуяпси 3 лежат на прямой IIII наклоненной к продольной оси сварочной клети II под gòëîì o(=15-45 . Радиус

К посадочного отверстия подушки и радиус Г оси 7 связаны зависимостьш

R=(1,05-1,3)r. При увеличении периметра свариваемой трубы или толщины стенки ось 7 верхнего сварочного валка перемещается по кривой второго порядка ТТ, стабилизируя параметры сварки. Упругие элементы 11 выполнены из полиуретана. 7 з.п.4г-лы, 7 ил.

143ЯЯ74

Изобретение относится к производству электросварных труб, а именно к конструкциям оборудования для изготовления прямошовных труб методом высокочастотной сварки.

Цель изобретения — повышение качества сварных прямошовных труб при использовании сварочных валков с горизонтальным расположением осей. 1О

Ва фиг. 1 представлена сварочная клеть, общий вид, на фиг.2-4 — разрез А-А на фиг.1 при различных вариантах исполнения верхнего сварочного валка, на фиг.5-7 — разрез Б-Б на фиг.2-4 (схемы форм л расположение упругого элемента).

Сварочная клеть трубосварочного стана состоит из станины 1 с выполненными в ней направляющими 2, В направляющих 2 размещены подушки 3 и ки труб среднего и большого диаметра

55 из наиболее распространенного сортамента электросварных прямошовных труб ф 10-150 мм, производимых на непрерывных трубосварочных станах с гори4 соответственно верхнего 5 и нижнего

6 сварочных валков. Сварочные валки

5 и 6 установлены на. осях 7 и 8, Оси закреплены в посадочных отверстиях подушек 3 и 4. Сварочная клеть снабжена механизмом 9 установки подушки 3 верхнего сварочного валка 5.

Верхний сварочный валок 5 может быть установлен на оси 7 с помощью подшипника 10 (фиг.2 и 4) или непосредственно на оси 7 (фиг.3). Подшипники 10 в последнем случае установлены в посадочньгх отверстиях подушки 3. Подушка 3 снабжена упругим

М элементом 11, форма и место расположения которого зависят от варианта установки верхнего сварочного валка

5 на оси 7.

При любом варианте исполнения верхнего сварочного валка 5 форма, размеры и место расположения упругого элемента 11 обеспечивают оптимальную траекторию перемещения верхнего сварочного валка при нарушающих стабильность процесса высокочастотной сварки прямошовной трубы 12 воздействиях.

При установке верхнего сварочного валка 5 на оси 7 через подшипник 10 (фиг.2 и 4) упругий элемент 11, выполненный из полиуретана, размещен в зазоре между рабочими поверхностями оси 7 и посадочных отвер тий подушки 3 (фиг.5 и 7).

В, зависимости от условий (сложности) механической обработки и материала оси 7 и подушки 3 зазор между осью и подушкой может быть обеспечен или выполнением лосадо:ного отверстия подушки 3 в виде округ:ности с радиусом,R составляющим 1,051,3 значения радиуса г окружности сечения оси 7 (фиг,2 и 5), или выполнением рабочей поверхности оси 7 или части ее периметра (фиг,4 и 7) в виде многоугольника. При этом радиус Rq, окружности, описанной вокруг многоугольчика или части его периметра, составляет 0,92-0,75 значения радиуса к окружности сечения оси 7.

В случае установки верхнего сварочного валка 5 непосредственно на оси 7 (фиг.3 и 6) подшипники 10 установлены в посадочных отверстиях подушек 3. Упругий элемент 11 размещен в зазоре между рабочими поверхностями посадочных отверстий в нодушке 3 и подшипников 10. В зависимости от условий,{сложности) механической обработки и материала подушки 3 зазор между подшипником и подушкой обеспечивается или выполнением в подушке посадочного отверстия в виде окружности радиусом Rg составляющим (1,05-1,3) значения радиуса

r подшипника 10, или выполнением посадочного отверстия или части,его периметра (фиг.б) в виде многоугольника. При этом радиус Rg описанной вокруг многоугольника или части его периметра окружности составляет 1,051,3 радиуса подшипника 10.

При вариантах размещения, формы и размеров упругого элемента 11, представленных на фиг.2 и 3, точки центров А и Oq оси сварочного валка и посадочных отверстий подушки (фиг.5 и 6) расположены на прямой IIII составляющей с продольной осью клети

?Т угол о(=15-45

Угол наклона о(выбирается в зависимости от сортамента труб и типа калибровки технологического инструмента и определяет направление перемещения верхнего сварочного валка при действии возмущающих стабильность процесса сварки факторов. Меньшие значения М из принятого диапазона (15-45 ) относятся к клетям для сварз 14388 зонтальным расположением осей сварочных валков.

Диапазон значений угла 4, =15-45 выбран на основании экспериментов в соответствии с оптимальным соотношением вертикальной и горизонтальной составляющих усилия, вызывающего перемещение верхнего сварочного валка в процессе сварки.

Диапазон оптимальных значений радиусов R или Кл, составляющий 1,051,3 значения радиусов r или тл соответственно, определен также на основании экспериментов. При значении R или Вл менее 1,05r или 1,05гл соответственна практически отсутствует перемещение верхнего сварочного валка при изменении периметра или толщины стенки заготовки, т.е. не ааеспечивается автоматическое поддержание стабильности процесса высокочастотной сварки и, следовательно, оптимальное качество сварного шва труб.

При значении радиусов R или R< ок- g5 ружностей более 1,3r или 1,3r соответственно не обеспечивается достаточная жесткость клети и, следовательно, требуемая величина свар .нного давления на кромках заготовки,что не позволяет получить качественное сварное соединение кромак заготовки.

Аналогично установлен оптимальный диапазон радиуса окружности RC в зависимости от значений т для случая исполнения рабочей поверхности оси 7 или части ее периметра в виде многоугольника или части его периметра (фиг.7).. При значении радиуса R y окружнос ги описанной вокруг мнагаугальУ

40 ника или части его периметра, в виде которого выполнена рабочая поверхность оси 7, большем значения 0 92 радиуса r окружности посадочного отверстия подушки 3, практически отсутствует перемещение верхнего сварачпа45 го валка 5 при изменении условий процесса сварки. При значении радиуса

К „ меньшем 0„75 т, не обеспечивается достаточная жесткасть клети. Таким образом, при значениях Rg, выходящих за пределы установленного диапазона (0,75-0,92)rq не обесгечивается качественная сварка кромак трубной закрамак и, следовательно, изменяются

-,åìïåðàòóðà нагрева кромах, требуемое давление сварки, величина металла, вытесненного в грет, и др.

Возникающие при э" î.ì усилия в св-;— рочнай клети вь.зывают перемещение верхнего сварочного валка:.::о раектарии, представляющей собой криг-..";: в:-арога порядка (ТТ). Автоматическое, пад воздействием изменения параметров заготовки, перемещение верхнего сварочного валка 5 абеспечива:=--т=-, размещением упру ага элемента 11 из палиуретана в зазоре между рабочими поверхностями посадочных отверстий подушки 3 и оси 7 верхнего сварочного валка или установленных на нем подшипников 10. Упругость палиуретана достаточна для - îãî,,,чтобы возвратить ась 7 в исходное палажечие при установлении номинальных размеров (периметра и талызины стенки) заготовки, Форма, размеры и расположение зазора, а следовательно, и упругого элемента 11 обуслaâëèâàþò перемещение оси 7 верхнего св рочного валка

5 по кривой второго порядка (ТТ) под углом Ы =15-4; к продольной аси клети в направлении сварки трубы 12.

Пример. При производстве труб 57 ? мм из стали 20 в сварочной клети с горизонтальным расположением валков скорость сварки составляет ?О м/мин. Верхний сварочный валок установлен на падшипн1лках, разготовки

Позицией 13 обозначены формовочные клети трубосварочного стана, позицией 14 — кольцевой индуктар.

74 4

Сварочная клеть работает следующим образам.

Сфармованная в формовочных клетях

13 заготовка с зазором между кромками, пройдя внутри кольцевого индуктора 14, поступает в сварочную клеть, В калибре, образованном сварочными валками 5 и 6 с горизонтальным расположением осей 7 и 8, кромки заготовки, нагретые кольцевым индуктарам

14, сдавливаются и свариваются ° Выемка шириной Ь, выполненная па дну ручья верхнего сварочного валка 5, не препятствует вытеснению грата на наружную поверхность трубы 12. Перемещение подушки 3 при настройке сварочной клети на заданный размер трубы осуществляется механизмом 9 установки.

При изменении периметра или толщина стенки заготовки пад сварку -лл.;еняется положение тачки c:õîæïåè - я

5 1438 мещенных на оси валка. Радиус окружности рабочей поверхности оси верхнего валка в месте расположения ее в посадочных отверстиях составляет

25 мм. Радиус посадочных отверстий

5 в подушках составляет 27,5 мм, т.е.

1,1 от значения радиуса оси валка.

Ось сварочного валка расположена в посадочных отверстиях подушки так, что центры окружностей их (оси и отверстия) рабочих поверхностей находятся на прямой, составляющей с продольной осью клети (осью сварки) угол с(=25 .

Зазор между расположенными таким образом осью и посадочными отверстиями подушки заполнен упругим элементом из полиуретана. упругий элемент закреплен в посадочных отверстиях подушки с помощью клея, При сварке с жестко установг.енным в подушке верхним валком увеличение периметра заготовки под сварку на величину до 3 мм приводит к переме- 25 щению точки схождения кромок в сторону, противоположную направлению сварки трубы, на величину до 2,5мм.

Однако плавное изменение периметра сварочного калибра путем перемещения верхнего сварочного валка по кривой второго порядка практически стабилизирует положение точки схождения кромок, Тем самым стабилизируется температура нагрева кромок и величина

35 сварочного давления на кромках, что обеспечивает получение высокого коли, чества сварного шва труб при значительных колебаниях геометрических параметров заготовки.

Таким образом, при изготовлении сварных прямошовных труб методом высокочастотной сварки в сварочной клети описанной конструкции значительно повышается их качество.

874

2. Клеть по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что посадочные отверстия подушек верхнего сварочного валка выполнены в виде окружности, радиус которой составляет 1,05-1,3 радиуса оси верхнего сварочного валка или установленных на ней подшипников

3. Клеть по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что посадочные отверстия подушек верхнего сварочного валка выполнены в виде многоугольника, радиус вписанной в который окружности составляет 1,05- 1 3 радиуса оси верхнего сварочного валка или установленных на ней подшипников.

4. Клеть цо п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что часть периметра посадочных отверстий подушек верхнего с арочного валка выполнена в виде части периметра многоугольника, радиус дуги окружности, вписанной в который, составляет 1,05- 1,3 радиуса оси верхнего сварочного валка или установленных на ней подшипников.

5. Клеть по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что рабочая поверхность оси верхнего сварочного валка выполнена в виде многоугольника, радиус описанной вокруг которого окружности составляет 0,92-0,75 радиуса посадочных отверстий подушек.

6. Клеть по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что часть периметра рабочей поверхности оси верхнего сварочного валка выполнена в виде части периметра многоугольника, радиус описанной вокруг которого окружности составляет 0,92-0,75 радиуса посадочных отверстий подушек.

7. Клеть по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что центры нормальных сечений посадочных отверстий подушек и оси верхнего сварочного валка расположены на прямой, составляющей с продольной осью клети угол < =15-45 .

8. Клеть по пп.1-7, о т л и ч аю щ а я с я тем, что упругие элементы выполнены из полиуретана.

Формула изобретения

1. Сварочная клеть трубосварочного стана содержащая станину с на50 правляющими, установленнве в направляющих с возможностью перемещения под рабочей нагрузкой в процессе сварки подушки с посадочными отверстиями, упругие элементы, размещенные в посадочных отверстиях подушек оси со сварочными валками, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения качества сварных прямошовных труб

6 при использовании сварочных ва;:ков с горизонтальным расположением осей, упругие элементы размещены между рабочими поверхностями посадочных отверстий подушек верхнего сварочного валка и рабочими поверхностями оси верхнего сварочного валка или подшипников, установленных на ней..1438874

Юа уиф ужср

Фа г, 1

В4

Фиа.2

1 А 38874

1438874 фу )у

Составитель З.Ветрова

Техред А.Кравчук . Корректсф М.Иаксимишинец

° Редактор В.Петраш

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6005! 12

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4