Автоматизированный технологический комплекс для изготовления трубных спиралей и механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей

 

Изобретение относится к трубогибочному производству и может быть использовано в любой отрасли машиностроения при изготовлении теплообменной аппаратуры типа подогревателей высокого давления (ПВД). Автоматизированный комплекс состоит из механизма, выполненного из установленных на стойках с бункером двух валов, несущих на себе звездочки, соединенные цепями с размещенными на них захватными ячейками, выполненными в виде угольников, причем вал - приводной от храпового механизма с помощью пневмоцилиндра. Параллельно механизму установлен рольганг для приема поштучно выдаваемых труб, в конце которого размещен станок для навивки спиралей. Соосно рольгангу установлен станок 13 для отрезки, зачистки и подгибки концов спиралей и станок 14 установки скоб с планшайбой, за которым расположен механизм размотки и правки ленты. Между навивочным и подгибочным станками, а также между станками 13 и 14 размещены манипуляторы с основанием, на котором с помощью оси за счет параллелограмма закреплена механическая рука со схватом и звено этой руки с противовесом через коромысло поворотное вокруг оси от параллельных гидроцилиндров. Параллельно станку 14 размещена тележка, содержащая установленную на основании с рельсами платформу. Между станком установки скоб и тележкой установлен механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей, состоящей из основания, на котором посредством оси установлена рама, несущая на направляющих коробку с размещенными на ее консолях магнитами. Каретка с рамой соединена связями, взаимодействующими с блоком роликов, размещенных на штоке гидроцилиндра и соединенных с рамой через тяги, размещенные в стаканах, имеющих возможность под действием пружин перемещаться в направляющих. На раме размещен датчик. 2 с.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к трубогибочному производству и может быть использовано в любой отрасли машиностроения при изготовлении теплообменной аппаратуры типа подогревателей высокого давления (ПВД).

Известна поточно-механизированная линия для изготовления спиралей из труб, содержащая установленные по ходу технологического процесса и соединенные транспортирующими средствами бункер для исходных труб, устройство для отрезки и торцовки концов труб, сварочное устройство, устройство для навивки спиралей, для подгибки и отрезки их [1] Недостатком этой линии является то, что оператор стыкосварочной машины визуально (грубо) определяет попадание стыка вне запретных зон, что ненадежно при изготовлении таких изделий, как мембранные поверхности котлов, так и спиралей ПВД.

Использование же в таких линиях известных устройств для комплектации труб усложняет конструкцию всей линии.

Известен способ и поточно-механизированная линия для изготовления спиралей из труб, содержащая установленные по ходу технологического процесса и соединенные транспортирующими устройствами бункер для исходных труб, устройство для отрезки и торцовки концов труб, сварочное устройство, устройство для навивки спиралей, для подгибки и отрезки концов спиралей, для установки труб [2] В этой линии раскатка исходных труб в бункере для их поштучной выдачи к зачистным станкам осуществляется оператором вручную. Кроме того, около каждой единицы оборудования необходимо присутствие оператора, так как навивочные станки работают в ручном режиме, но для навивки спиралей необходимо с пульта управления последовательно, согласно техпроцессу навивки включать исполнительные механизмы станка, подгибочные станки работают в полуавтоматическом режиме, но требуют предварительной ручной ориентации концов спирали в его гибочных органах, а при установке скоб необходимо вначале вручную завести предварительно отштампованный полукругом конец скобы между витками верхней плоскости спирали. Кроме того, в тележке перегрузочной, предназначенной для транспортировки спиралей по ходу технологического процесса, грузозахватная траверса связана с механизмом подъема гибкой подвеской и при опускании возможна ее раскачка, что снижает надежность укладки спирали центральным отверстием на штырь контейнера. В известной линии программа выступа спиралей производится на трех потоках, где загрузка оборудования производится на каждом потоке своей перегрузочной тележкой, которая обеспечивает промежуточное складирование спиралей между станками, и загрузку их по технологической цепочке с последующим складированием готовых спиралей.

Это требует присутствия на линии большого количества обслуживающего персонала, что повышает трудоемкость изготовления спиралей.

Изобретение повышает производительность изготовления спиралей и надежность при их укладке.

Это достигается тем, что автоматизированный технологический комплекс (АТК) для изготовления трубных спиралей, содержащий расположенные по ходу технологического процесса накопитель исходных труб, позицию навивки спиралей, позицию обработки концов спиралей, позицию установки скоб на спиралях и механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку, снабжен расположенным на накопителе механизмом поштучной выдачи исходных труб и размещенным на позиции обработки концов спиралей станком для зачистки, отрезки и подгибки концов спирали, подающие механизмы установлены по обе стороны от него и выполнены в виде манипуляторов с механическими руками, механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку установлен параллельно упомянутому станку, при этом двухпозиционная тележка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси технологического потока параллельно механизму перегрузки и поштучной укладки спиралей.

Кроме того, механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку, содержащий поворотную раму, несущую грузоподъемную траверсу с электромагнитами, связанную с механизмом подъема, выполненным в виде силового цилиндра, несущего на своем штоке блок роликов с гибкими связями, одни концы которых закреплены на каретке грузоподъемной траверсы, а также выключатели верхнего и нижнего положения траверсы, отличается тем, что выключатель нижнего положения траверсы установлен в нижней части поворотной рамы, электромагниты жестко закреплены на грузоподъемной траверсе, при этом поворотная рама выполнена с направляющими и снабжена стаканом, установленным с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих, а вторые концы гибких связей снабжены подпружиненными тягами, размещенными в стакане с возможностью периодического взаимодействия с выключателем нижнего положения траверсы.

Сопоставительный анализ предлагаемого автоматизированного технологического комплекса с прототипом показал, что он снабжен расположенным на накопителе механизмом поштучной выдачи исходных труб и размещенным на позиции обработки концов спиралей станком для зачистки, отрезки и подгибки концов спирали, подающие механизмы установлены по обе стороны от него и выполнены в виде манипуляторов с механическими руками, механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку установлен параллельно упомянутому станку, при этом двухпозиционная тележка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси технологического потока параллельно механизму перегрузки и поштучной укладки спиралей; а выключатель нижнего положения траверсы установлен в нижней части поворотной рамы, электромагниты жестко закреплены на грузоподъемной траверсе, при этом поворотная рама выполнена с направляющими и снабжена стаканом, установленным с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих, а вторые концы гибких связей снабжены подпружиненными тягами, размещенными в стакане с возможностью периодического взаимодействия с выключателем нижнего положения траверсы.

На фиг. 1 изображен автоматизированный технологический комплекс для изготовления трубных спиралей, общий вид; на фиг. 2 то же, план; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 узел I на фиг. 1; на фиг. 5 вид по стрелке Б на фиг. 4; на фиг. 6 вид по стрелке В на фиг. 5; на фиг. 7 узел II на фиг. 2; на фиг. 8 вид по стрелке Г на фиг. 7; на фиг. 9 вид по стрелке Д на фиг. 8; на фиг. 10 разрез Е-Е на фиг. 8.

Автоматизированный комплекс состоит из механизма 1 поштучной выдачи исходных труб, выполненного из установленных на стойках 2 с бункером 3 двух параллельных валов 4, 5, несущих на себе звездочки 6, соединенные цепями 7 с размещенными на них захватными ячейками, выполненными в виде угольников 8, причем вал 4 приводной от храпового механизма 9 с помощью пневмоцилиндра 10.

Параллельно механизму 1 установлен рольганг 11 для приема поштучно выдаваемых труб, в конце которого размещен станок 12 для навивки спиралей в вертикальной плоскости. Соосно рольгангу 11 установлен станок 13 для отрезки, зачистки и подгибки концов спиралей и станок 14 установки скоб с поворотной планшайбой 15. За станком 14 установки скоб расположен механизм размотки и правки ленты 16. Между навивочным 12 и подгибочным 13 станками, а также между подгибочным 13 и станком 14 установки скоб размещены для загрузки и передачи изготавливаемых спиралей от станка к станку манипуляторы 17, содержащие основание 18, на котором шарнирно посредством оси 19 с возможностью плоскопараллельного перемещения в вертикальной плоскости за счет параллелограмма 20, установленного на основании 18, закреплена механическая рука 21 со схватом 22. Звено 23 этой руки с противовесом 24 через коромысло 25 поворотное вокруг оси 19 от параллельных гидроцилиндров 26.

Параллельно станку 14 установки скоб размещена двухпозиционная тележка 27 для накопления готовых спиралей в стопу последовательно на двух позициях, содержащая установленную на основании 28 с рельсами 29 платформу 30, имеющую две подвижные загрузочные позиции Ж и И и перемещаемую в зону загрузки расчетным механизмом 31 с приводом 32. Между станком 14 установки скоб и двухпозиционной тележкой 27 установлен механизм 33 перегрузки и поштучной укладки спиралей. При этом механизм 33 перегрузки и поштучной укладки спиралей состоит из основания 34, на котором шарнирно посредством оси 35 установлена вертикально с возможностью поворота от гидроцилиндра 36 рама 37, несущая на своих направляющих 38 каретку 39 с размещенными на ее консолях 40 магнитами 41.

Каретка 39 соединена с рамой 37 двумя гибкими связями 42, взаимодействующими с блоком роликов 43, размещенных на штоке гидроцилиндра 44, жестко установленного на раме 37 параллельно ее направляющим 38, причем гибкие связи 42 соединены с рамой 37 через подпружиненные тяги 45, размещенные в стаканах 46, имеющих возможность под действием пружин 47 перемещаться в цилиндрических направляющих 48, жестко установленных на раме 37, на которой размещен датчик с возможностью взаимодействия со стаканом 46.

Работа автоматизированного технологического комплекса осуществляется следующим образом.

В бункер 3 установки поштучной выдачи труб загружается краном пачка труб, затем включается автоматизированный комплекс, после чего начинает работать храповой механизм 9 в результате возвратно-поступательного движения штока пневмоцилиндра 10. При этом вал 4 начинает вращаться, приводя в движение цепи 7 с угольниками 8, которые захватывают поштучно трубы из пачки и подают их через верхние звездочки 6 на рольганг 11. При падении трубы на рольганг 11 храповой механизм 9 отключается и включается привод рольганга 11, в результате чего труба подается в станок для навивки спиралей 12, где и происходит ее формирование.

После деформирования спирали на станке 12 в работу включается манипулятор 17, при этом один из штоков гидроцилиндров 26 выдвигается и посредством соединенного с ним коромыслом 25 звено 23 поворачивается вокруг оси 19 и рука 21 со схватом 22, перемещаясь плоскопараллельно за счет параллелограмма 20, подводится к навитой в станке 12 спирали, зажимается схватом 22. Затем включается второй гидроцилиндр 26 и спираль подается в подгибочный станок 13, при этом вытесняемая рабочая жидкость из первого гидроцилиндра дросселируется, что обеспечивает плавность перемещения спирали.

После установки спирали в подгибочный станок 13 рука 21 манипулятора 17 устанавливается вертикально в исходное положение. После отрезки, зачистки и загибки концов спиралей в станке 13 спираль вторым манипулятором 17 передается в станок 14 для установки скоб. В станке 14 из ленты формируются скобы и устанавливаются на одну из плоскостей спирали, расположенной в станке вертикально.

После установки скоб планшайба 15 станка 14 со стороны механизма 33 устанавливается со спиралью горизонтально (фиг. 7), после чего рама 37 механизма 33 поворачивается гидроцилиндром 36 до совмещения магнитов 41 с центром спирали, находящейся на планшайбе, повернутой горизонтально. Затем включается гидроцилиндр 44, его шток с блоком роликов 43 опускается и каретка 39 под собственным весом движется вниз по направляющим 38.

При касании магнитов 41 спирали каретка 39 останавливается, гибкие связи 42 ослабевают и стакан 46 под действием пружины 47 за счет ослабления натяга гибких связей 42, соединенных с тягами 45, перемещается в направляющих 48, в результате чего стакан 46 взаимодействует с датчиком 49, который дает команду на включение магнитов 41 для захвата спирали и включается гидроцилиндр 44 на подъем каретки 39. Когда каретка пришла в верхнее положение, подается команда на поворот рама 37 на 90^о до совмещения оси спирали с осью места укладки на двухпозиционной тележке 27. После чего включается гидроцилиндр 44 на опускание каретки 39 и при укладке спиралей на деформирующуюся из них стопу вновь гибкие связи 42 ослабляются и при взаимодействии стакана 46 с датчиком 49 последний дает команду на отключение магнитов 41 для освобождения спирали и на подъем каретки 39.

В верхнем ее положении поступает команда на поворот рамы 37 на 45^о и механизм 33 становится в исходное положение.

После полной загрузки позиции 1 на тележке включается привод 32 и за счет зубчатого соединения платформа 30 перемещается до установки загрузочной позиции в исходное положение.

Таким образом, предлагаемый автоматизированный комплекс для изготовления трубных спиралей позволяет полностью автоматизировать весь цикл изготовления спиралей, исключает межоперационную транспортировку пакетов спиралей, ручную загрузку и разгрузку оборудования, сокращает численность обслуживающего персонала, повышает производительность труда и обеспечивает надежную укладку готовых спиралей центральным отверстием на позиционную тележку.

Формула изобретения

1. Автоматизированный технологический комплекс для изготовления трубных спиралей, содержащий расположенные по ходу технологического процесса накопитель исходных труб, позицию навивки спиралей, позицию обработки концов спиралей, позицию установки скоб на спиралях и механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку, отличающийся тем, что он снабжен расположенным на накопителе механизмом поштучной выдачи исходных труб и размещенным на позиции обработки концов спиралей станком для зачистки, отрезки и подгибки концов спирали, подающие механизмы установлены по обе стороны от него и выполнены в виде манипуляторов с механическими руками, механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку установлен параллельно упомянутому станку, при этом двухпозиционная тележка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси технологического потока параллельно механизму перегрузки и поштучной укладки спиралей.

2. Механизм перегрузки и поштучной укладки спиралей на двухпозиционную тележку, содержащий поворотную раму, несущую грузоподъемную траверсу с электромагнитами, связанную с механизмом подъема, выполненным в виде силового цилиндра, несущего на своем штоке блок роликов с гибкими связями, одни концы которых закреплены на каретке грузоподъемной траверсы, а также выключатели верхнего и нижнего положения траверсы, отличающийся тем, что выключатель нижнего положения траверсы установлен в нижней части поворотной рамы, электромагниты жестко закреплены на грузоподъемной траверсе, при этом поворотная рама выполнена с направляющими и снабжена стаканом, установленным с возможностью вертикального перемещения в этих направляющих, а другие концы гибких связей снабжены подпружиненными тягами, размещенными в стакане с возможностью периодического взаимодействия с выключателем нижнего положения траверсы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10