Вращатель труб в процессе сварки и термообработки

 

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции вращателя труб в процессе сварки, и может быть использовано при термообработке труб лучом лазера. Цель - повышение производительности вращателя. Вращатель труб 8 содержит смонтированные на основании 1 стойки 2, на одной из которых в опорах установлен один приводной 6 и один или два боковых холостых 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 10 с двумя степенями свободы в плоскости, перпендикулярной продольной оси вращателя. При сварке труб малого диаметра механизм 10 фиксируют в положении, соответствующем контакту бокового холостого ролика 11 с наружной поверхностью трубы 8 со смещением центра ее тяжести относительно продольной оси вращателя в направлении, противоположном расположению этого ролика относительно оси вращателя. При сварке труб большего диаметра механизм 10 фиксируют в положении, соответствующем контакту бокового ролика 11 с внутренней поверхностью 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 надежный контакт роликов 11 с трубой. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОПИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

20 (21) 4109551/27 (22) 27.08.86 (46) 23.08.91, Бюл. ¹ 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (72) И.В.Михайлов и Е.М.Гомольский (53) 621.791.039(088.8) (56) Куркин А.С. Технология изготовления сварных конструкций. Атлас чертежей, — M.:

Машгиз, с. 78, фиг.IV— -63,,IV — 64. 1962. (54) ВРАЩАТЕЛЬ ТРУБ В ПРОЦЕССЕ

СВАРКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции вращателя труб в процессе сварки, и может быть использовано при термообработке труб лучом лазера.

Цель — повышение производительности вращателя. Вращатель труб 8 содержит смонтированные на основании 1 стойки 2, на одной из которых в опорах установлен один приводной 6 и один или два боковых холостых ролика 11. На другой стойке также в опорах установлен один центральный и., . Ы „„1671436 А1 один или два боковых холостых ролика.

Опора для каждого бокового холостого ролика выполнена в виде плоскопараллельного механизма 10 с двумя степенями свободы в плоскости, перпендикулярной продольной оси вращателя, 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 вращателя 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 поверхностью 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.

1671436 жесткости. в верхней части которых смонти- 45 рованы на соосных осях 4 и 5 приводном t и центральный холостой 7 ролики, предназначенные для взаимодействия с внутреннеР или наружной поверхностью горизонтальнс расположенной трубы 8. Ролик 6 вращается 50 приводом 9. Количество приводных 6 и холостых 7 роликов зависит от размеров v веса трубы 8 и может меняться.

В верхней части каждой стойки 2 и 3 параллельно ей установлены опоры, выпол- 55 ненныв а аиде плоскопараллельных механизмов 10 с двумя степенями свободы препятствующих раскачиванию трубы 8 в поперечном направлении во время ее вращения 3а 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, вид сбоку; на фиг,2 — вид А на фиг.1, пример выполнения сдвоенного механизма с двумя степенями свободы в виде рычагов с холостями роликами, один из которых подпружинен относительно опоры, холостые ролики 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 .5то же, пример выполнения одинарного механизма с двумя степенями свободы в аиде рычага с холостым роликом и винтовым приводом, холостой ролик показан при взаимодействии его с наружной поверхностыс грубы; на фиг.6 — то же, пример выполнения одинарного механизма с двумя степенями свободы в виде рычага с холостым роликом и винтовым стопором, холостой ролик показан при взаимодействии его с внутренней поверхностью трубы.

Вращатель содержит смонтированные на основании 1 две стойки 2 и 3 с ребрами

40 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 бы i ь 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 у ол 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 6 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 стойке 2 с приводными роликами 6, могут иметь р дорды 23.

1671436

40

50

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 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 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 сварки или термообработки с помощью вращателя трубу 8 опускают внутренней поверхностью, манипулируя стойками 2 и 3 с помощью гидроцилиндров 25, на приводной 6 и холостой 7 ролики с таким расчетом, чтобы один иэ торцов трубы 8 упирался в реборду

21 приводного ролика 6, а другой торец — в коническую реборду 22 холостого ролика 7 в месте сопряжения ее с цилиндрическим участком холостого ролика 7. При вращении трубы 8 возникающее осевое смещение гасится за счет соскальзывания одного из торцов трубы 8 по конической реборде 22 холостого ролика 7, а другой торец трубы 8 постоянно упирается в реборду 21 приводного ролика 6.

Поскольку базовой поверхностью трубы

8 является ее верхняя часть, причем локализованная в узкой области зенита. в которой производится сварка или термообработка, то радиальное биение в вертикальной плоскости проявляется в нижней части трубы и тем самым не оказывает влияния на технологический процесс сварки или термообработки.

При вращении трубы 8 приводным роликом 6 появляется реактивное усилие, стремящееся развернуть трубу 8 относительно вертикальной оси. Одновременно с этим возможно 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 и установленные на плоскопараллельном механизме 10 двух степеней свободы, регулируют при помощи резьбовых пар 13 винт— гайка или гидроцилинра 20 так, чтобы центр тяжести 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 этом трубу 8 вращают навстречу холостому ролику 11. Благодаря такому техническому решению достигается стабилизация окружной скорости вращения и положения трубы 8 в трех пространственных направлениях, стабилизация определенного фокусного рас1671436 стояния и, как следствие этого, повышение качества сварки или термообработки, Для усиления поджима трубы 8 к холостому ролику 11, а также для демпфирования возможных вибрацион <ых нагрузск. возникающих при вращении трубы 8, cr,ужит подпружинЕнный холостой роли 11, установ leHhblA и воздеиствующий íà HBружную поверхность трубы 8 позади от ее зенита по направлению вращения.

Работа вращателя с одним или двумя плоскопараллельными механизмами 10 в виде рычагов 14 или суппор ов 12 с установгенными на них холостыми роликами 11, предназначенными для взаимодействия с внутреннел поверхность<0 трубы i> BHBRoгична опи< 1ннсй выше работе вра<цателя холосты,<и роликами 11, г<ред<азначенн .ми для взаимодействия с наружн эй и и îõностью трубы 8, с той разницей, ч-о

Плоскспараллельные механизмы 10 с внутренними холосты «и роликами 1 <, устанавгив:

6 и холостые 7 ролики.

Сднакс, наружные плоскопараллельные механлзмы 10 про <«е в обслуживании, л гче огуществляется ручная регулировка холостых роликов 11, а при небольших диаметрах обраба.ываемых труб размещагь г;лсскопараллельные механизмы i0 с холостыми роликами 11 внутри трубы нецелесообразно.

При использовании всащате я для друго.о ди эме; p . руб плоскопасалл< л „ной механи.:"I 11, оь;пслненный в виде ры <эга t4, следует повернуть вокруг оси 16 с пмсц<,ю винтовых стопоров 17 или г«::,и<цили«рров

IP дс соприкосновения koflocT 1гс !

11. установлечного на ползу е 1. рычага 14, с;<аружно<1 ",tlw внутренней по ерхностью трубы 8, Для зтсй же цели г:лоскопара лель ный механизм 10, выполненный в вид, су1 порта 12, следует переместить л<:. вэаимчсперпендикулярны наорав,. .ни«., дс соприкосновения хслс ого рогика установленного на суп»орте 12, с нарукнс и или внутренней поверх<че : t t to трубы 3.

Благодар><: гому, iс< лга= .тся рас:. eH:.е

2<

4 .

50 диапазона диаметров свариваемых или термообработанных труб, Таким образом, использование вращателя повышает качество сварки или термообработки, например лучом лазера, эа счет стабилизации погожения трубь< в трех npo". t ранственных «вправлениях, поддержания определенного фокусного расстояния и заданной скорости воа:цения. Последнее весьл<а актуально для;руб с отклонением формы GT круглой. <: кс сгрукции вращателя сЬрабать<ваемый учас;ок поверхности трубы занзволен, а все несовершенства фесмы трубы сказываюгся на радиальном биении нерабочих участков поверхности.

<1 реиму<цеством вра<ча «ел я является также и<;остота, гсчетаемая с широким диапазоном диаметре«свар< ввел ых; сбра "ьатываемых н,". нем труб.

Следует отметить, то базирование тру5ь< во время вращения по внутренней .. оверхности более целесообразно, чем по н <ружной, так как изну<ри поверхность т рубы обработана лучше и меньше повреждается при транспортировке.

Зращатель повышает псоизводительнсс . благодаря <:î р-ш сни времени н= переналадку вра<цате«я с одного диаметра свариевемых тг.уб на другой.

Формула изсбpeтения

1. Вращатель труб: процессе сварки и тгрмообработки, содержащий смонтирое н«ые ¹ сснсвании рве стойки установя» ные с во-можностью продольного перемг t<:t!_#_It и снабженные приводами их г<ереме цения, на одной из стоек в опорах у; тановген приводной и боковой холостой ро«ики на второй стойке в опорах, смонтироаан «ол<1стой центральный ролик, располо енный соос,",о с приводным роликом перзой стойки, и холостой боковой ролик, установлен; ый споснс с боковым роликом первой стойки, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения производительности путем со,<ращения времени на переналадку при сбоаботле труб раз;<ых диаметров, onop

2, Врашатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я Т< м, по, с целью расширения гохнс loгическлх вс. можнссгей путем обеспечения сссаб<» ки труб малого диаметра при сохранении с-абилизации г<о<.ожения и скорости ьращен«я тоуб, плсс<;опараллельный механизм 6ct

<<00.1.к,;, и< контакта с «зрум н<л< поверх о с,:; T pyt,» ., смеще< и: <.ентра гяжести тру1671436

10 бы 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

Фб 30 g 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 й5 с я тем, что на каждой стойке симметрично размещению бокового холостого ролика относительно оси вращателя установлен дополнительный подпружиненный боковой холостой ролик.

10 5. Вращатель по пп,1 — 4. отличающийся тем, что приводной ролик выполнен с цилиндрической ребордой, а соосный с ним центральный ролик — с конической ребордой.

1671436 йд4

1 йод A б 15 11

Составитель Е,Крюкова

Редактор В,Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор С,Черни

Заказ 2791 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101