Установка для получения непрерывно сварных профильных заготовок
Полезная модель относится к сварочному производству, преимущественно к установкам для получения непрерывно сварных профильных заготовок. Установка для получения непрерывно сварных профильных заготовок дополнительно содержит формирующее устройство, выполненное с двумя вертикальными рабочими стенками с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, и механизмом зажатия - двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости, раму с двумя неподвижными и двумя подвижными стойками, на каждой подвижной стойке закреплена одна из расширяющихся в верхней части рабочих стенок, гидроцилиндр зажатия со штоком привода подвижной стойки, гидроцилиндр со штоком привода вертикальной стенки, пружины, систему автоматического управления работой установки, электроды на поверхности расширяющихся в верхней части рабочих стенок механизмов зажатия, плоские заготовки с барабанами, тензометрический датчик и термопару.
Полезная модель относятся к сварочному производству, преимущественно к установкам для получения непрерывно сварных профильных заготовок.
Известно устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок [1. Патент RU №2146573. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления / В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл.20.03.2000. Бюл. №8], содержащее разливочный ковш с погружным стаканом, формирующее устройство - вертикальный кристаллизатор, состоящий из двух пар стенок, причем стенки первой пары выполнены в верхней части расширенными с возможностью совершать вращательные движения, а стенки второй пары выполнены с возможностью совершать возвратно-поступательные движения, барабаны для ввода двух лент в формирующее устройство, средство для прижатия лент к поверхности стенок.
Недостатком известного устройства [1] является возможность его использования только для получения непрерывнолитых деформированных заготовок.
Известна машина для контактной стыковой сварки [2. А.с. №2016723 РФ. В23К 11/02. Машина для контактной стыковой сварки /С.И.Кучук-Яценко, В.А.Сахарнов, Б.А.Галян и др. Опубл. 1994. Бюл. №14], содержащая два гидроцилиндра оплавления и осадки, расположенные симметрично относительно ее вертикальной оси, а также подвижный и неподвижный в осевом направлении механизмы зажатия, каждый из которых включает гидроцилиндр зажатия, установленный на корпусе, выполненном с опорной поверхностью
для взаимодействия с частью свариваемого изделия, и два поворотных рычага, одни концы которых снабжены контактно-зажимными губками, а два другие связаны с гидроцилиндром зажатия, причем гидроцилиндры оплавления и осадки расположены в одной плоскости с горизонтальной осью машины, корпуса механизмов зажатия связаны штоками упомянутых гидроцилиндров, опорные поверхности корпусов снабжены контактно-зажимными губками, а рычаги установлены с возможностью поворота на штоках гидроцилиндров оплавления и осадки.
Недостатком известной машины [2] является возможность ее использования только для получения за одну операцию сварного соединения двух заготовок, устанавливаемых в контактно-зажимных губках.
Известна машина для контактной точечной сварки [3. Кабаков Н.С. Сварка на контактных машинах. Высш. шк., 1985. - 271 с. См. стр.168-171], содержащая смонтированный на корпусе нижний кронштейн с электрододержателем и электродом, шток с верхним электродом, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, включающий привод сжатия с цилиндром, рычажно-шарнирный механизм, кинематически связанный с приводом сжатия, систему подачи рабочей среды, включающую распределитель и трубопроводы, систему охлаждения.
Недостатком известной машины [3] является возможность ее использования только для сварки листовых заготовок ограниченной толщины без профилирования поверхности.
Наиболее близким аналогом к заявленной установке является известное устройство для получения сварных труб при строительстве магистральных трубопроводов [4. Патент №2016723 RU. В23К 11/04. Опубл. 30.07.1994], содержащее механизмы зажатия, привод сжатия, электроды, систему подачи рабочей среды.
Недостатком известного устройства [4] является возможность его использования только для получения сварных труб.
Заявляемая установка направлена на создание ресурсосберегающего процесса получения непрерывно сварных профильных заготовок.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой установки, заключается в:
1. Возможности получения непрерывно сварных профильных заготовок.
2. В повышении надежности работы установки.
3. В повышении качества сварных заготовок. Заявляемая установка характеризуется следующими существенными признаками:
Ограничительные: механизмы зажатия; привод сжатия; электроды;
система подачи рабочей среды.
Отличительные: формирующее устройство, выполненное с двумя вертикальными рабочими стенками с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, к которым снизу закреплены пружины;
механизмом зажатия - выполнен с двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости; вертикальный калибровочный участок на расширяющейся в верхней части рабочей стенке; рама с двумя неподвижными и двумя подвижными стойками; две неподвижные стойки жестко закреплены на раме; подвижные стойки шарнирно установлены на раме на оси, выполнены Т-образными и соединены между собой тягой с регулирующей пружиной. На каждой подвижной стойке закреплена одна из стенок механизма зажатия с расширяющейся в верхней частью, на поверхности которой расположены электроды; в верхней части каждой неподвижной стойки установлен гидроцилиндр со штоком привода подвижной стойки. Над каждой вертикальной рабочей стенкой жестко закреплен гидроцилиндр со штоком привода стенки; система автоматического управления работой установки; первоначально срабатывают гидроцилиндры привода подвижных стоек с установленными на них расширяющимися в
верхней части рабочими стенками; после расхождения подвижных стоек срабатывают гидроцилиндры привода вертикальных рабочих стенок. На каждой подвижной стойке закреплена одна из стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью; электроды на поверхности стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью. Барабаны для ввода заготовок в формирующее устройство и расположены со смещением в горизонтальной плоскости, обеспечивающем касание плоских заготовок по торцевым поверхностям; тензометрический датчик и термопара, подключенные в систему автоматического управления работой установки.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Наличие формирующего устройства исключает выдавливание металла заготовки за его пределы в грат.
Выполнение двух рабочих стенок формирующего устройства вертикальными с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, к которым снизу закреплены пружины обеспечивает проталкивание непрерывных сварных заготовок и исключает возможность потерь металла в грат при его сжатии, а также возможность получения непрерывных профильных сварных заготовок.
Выполнение механизма зажатия с двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости обеспечивает возможность захватывания плоских заготовок с их обжатием и сваркой при возникновении сварочных и ковочных усилий. Кроме этого, обеспечивается проскальзывание двух вертикальных рабочих стенок.
Наличие вертикального калибровочного участка на расширяющейся в верхней части рабочей стенке обеспечивает возможность получения заданной профильной поверхности на свариваемых заготовках. В результате исключается
необходимость дополнительной прокатки сварной заготовки.
Наличие рамы с двумя неподвижными и с двумя подвижными стойками исключает необходимость наличия приводных экцентриковых валов и повышается эффективность работы всей установки.
Наличие двух неподвижных стоек, жестко закрепленных на раме, позволяет расположить между ними подвижные стойки и обеспечить их привод.
Установка двух подвижных стоек шарнирно на раме на оси, выполненных Т-образными позволяет поворачиваться им на необходимый угол навстречу друг другу.
Соединение подвижных стоек между собой тягой с регулируемой пружиной позволяет им расходиться после приложения сварочного и ковочного усилий, что способствует проталкиванию заготовки вертикальными рабочими стенками.
Закрепление на каждой подвижной стойке одной из стенок механизма зажатия с расширяющейся в верхней частью, на поверхности которой расположенные электроды, обеспечивает возможность деформации заготовок с их захватыванием при схождении стоек навстречу друг другу.
Установка в верхней части каждой неподвижной стойки гидроцилиндра со штоком привода подвижной стойки обеспечивает ее привод с закрепленной на ней расширяющейся в верхней части рабочей стенки.
Жесткое закрепление над каждой вертикальной рабочей стенкой гидроцилиндра со штоком привода обеспечивает привод стенки с ее перемещением вертикально вниз и проталкивание заготовки.
Закрепление снизу вертикальных стенок пружин обеспечивает возможность перемещения стенок вертикально вверх с их проскальзыванием относительно заготовок деформируемых расширяющимися в верхней части рабочими стенками.
Наличие системы автоматического управления работой установки обеспечивает возможность срабатывания гидроцилиндров в строго заданной
последовательности в нужный момент времени с перемещением штоков гидроцилиндров на определенное расстояние, а также пропускание импульсов сварочного тока.
Первоначальное срабатывание гидроцилиндров привода подвижных стоек с установленными на них расширяющимися в верхней части рабочими стенками обеспечивают деформацию заготовок с их захватыванием и сваркой в формирующем устройстве, а также создание необходимых усилий, зажимающих заготовки между вертикальными рабочими стенками с формированием качественной поверхности.
Срабатывание гидроцилиндров привода вертикальных рабочих стенок после расхождения подвижных стоек обеспечивает проталкивание свариваемых заготовок в формирующем устройстве.
Выполнение подвижных стоек Т-образными с расположением на каждой из них по рабочей стенке механизмов зажатия обеспечивает возможность изготовления установки с двумя формирующими устройствами и повышение ее производительности.
Расположение электродов на поверхности стенок механизма зажатия с расширяющейся верхней частью обеспечивает возможность пропускания импульса сварочного тока при сжатии заготовок сварочным усилием с разогревом заготовок до необходимой температуры, обеспечивающей сварку металла при приложении ковочного усилия.
Расположение барабанов для ввода плоских заготовок в формирующее устройство со смещением в горизонтальной плоскости обеспечивает касание плоских заготовок по торцевым поверхностям и возможность организации процесса сварки.
Подключение в систему автоматического управления работой установки тензометрического датчика и термопары позволяет контролировать параметры процесса сжатия, нагрева и сварки плоских заготовок, что особенно необходимо на стадии разработки технологии получения непрерывных сварных
профильных заготовок.
На фиг.1 приведен внешний вид установки для непрерывного изготовления сварных профильных заготовок, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Заявляемая установка для непрерывного изготовления сварных профильных заготовок на фиг.1 и 2 состоит из формирующего устройства 1 с механизмами зажатия 2 - двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с верхним 3 и вертикальным нижним калибровочным участком 4, вертикальных рабочих стенок 5, рамы 6 с двумя неподвижными стойками 7 и двумя подвижными стойками 8, гидроцилиндра 9 со штоком 10, тяги 11 с пружиной 12, опоры 13 с гидроцилиндром 14 и штоком 15, кронштейна 16, оси 17, подшипников 18 с шариками 19, опорных плит 20 с болтами 21, пружин 22, штуцеров 23 и 24, подключенных в систему автоматического управления работой установки, плоских заготовок 25 с барабанами 26, электродов 27, тензометрического датчика 28 и термопары 29, также подключенных в систему автоматического управления работой установки, направляющих роликов 30.
При помощи тяги 11 устанавливается необходимое расстояние между вертикальными нижними калибровочными участками 4 механизмов зажатия 2. Пружина 12 подбирается таким образом, чтобы обеспечить расхождение подвижных стоек 8 после сжатия заготовок. Пружина 22 должна обеспечивать проскальзывание вертикальных рабочих стенок 5 вверх относительно свариваемых заготовок.
Предварительно с барабанов 26 через направляющие ролики 30 заводятся плоские заготовки 25 в два формирующих устройства 1 между механизмами зажатия 2 - расширяющимися в верхней части рабочими стенками до входа на вертикальные нижние калибровочные участки 4.
Работа заявляемой установки осуществляется следующим образом.
Из системы автоматического управления включается одновременная подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 через штуцера 23, что обеспечивает
перемещение штока 10 и подвижных стоек 8 с установленными на них механизмами зажатия 2 навстречу друг другу и сжатие плоских заготовок 25, подаваемых с барабанов 26, на верхних участках 3 расширяющихся в верхней части рабочих стенок механизмов зажатия 2 сварочным усилием с пропусканием импульса сварочного тока через электроды 27 и плоские заготовки 25 с их разогревом до необходимой температуры. После разогрева заготовок 25 прикладывают возрастающее ковочное усилие с формированием сварного шва по торцевым поверхностям заготовок и калиброванием поверхности сварной заготовки на вертикальных нижних калибровочных участках 4 расширяющихся в верхней части рабочих стенок - механизмов зажатия 2. Перемещение подвижных стоек 8 относительно неподвижных стоек 7 происходит на оси 17, установленной в кронштейне 16. Кронштейн 16 и неподвижные стойки 7 закрепляются на раме 6. После сварки плоских заготовок 25 подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 прекращается и подвижные стойки 8 с механизмами зажатия 2 под действием пружины 12, установленной на тяге 11, расходятся и освобождают профильную сварную заготовку. Одновременно происходит перемещение штоков 10 в гидроцилиндрах 9 и выдавливание рабочей среды из них через штуцера 23 в систему. Тензометрический датчик 28 и термопара 29, подключенные в систему автоматического управления работой установки, непрерывно фиксируют величину сварочного и ковочного усилий, а также температуру свариваемой заготовки. После этого системой автоматического управления включается подача рабочей среды в гидроцилиндры 14, закрепленные на опорах 13, через штуцера 24. В результате штоки 15 одновременно перемещают вертикальные рабочие стенки 5 вертикально вниз с выталкиванием профильной сварной заготовки из формирующего устройства 1. При этом пружина 22 сжимается. Системой автоматического управления включается подача рабочей среды в гидроцилиндры 9 с захватыванием заготовок 25 механизмами зажатия 2, прикладывание сварочного усилия с пропусканием импульса сварочного тока через электроды 27. Под действием
пружины 22 вертикальные рабочие стенки 5 перемещаются вертикально вверх с их проскальзыванием относительно заготовок. Одновременно перемещается шток 15 в гидроцилиндре 14 с выдавливанием рабочей среды через штуцер 24 в систему. Перемещение вертикальных рабочих стенок 5 происходит относительно неподвижных подшипников 18 с шариками 19, которые поджимаются болтами 21 в опорных плитах 20. В дальнейшем последовательность операций повторяется.
Установка для получения непрерывно сварных профильных заготовок, содержащая механизмы зажатия, привод сжатия, электроды, систему подачи рабочей среды, отличающаяся тем, что дополнительно она содержит формирующее устройство, выполненное с двумя вертикальными рабочими стенками с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости и механизмом зажатия - двумя расширяющимися в верхней части рабочими стенками с возможностью совершать движения в горизонтальной плоскости, вертикальный калибровочный участок на расширяющейся в верхней части рабочей стенке, раму с двумя неподвижными и двумя подвижными стойками, причем неподвижные стойки жестко закреплены на раме, а подвижные стойки шарнирно установлены на раме на оси и соединены между собой тягой с регулируемой пружиной, на каждой подвижной стойке закреплена одна из расширяющихся в верхней части рабочих стенок, в верхней части каждой неподвижной стойки установлен гидроцилиндр зажатия со штоком привода подвижной стойки, над каждой вертикальной рабочей стенкой жестко закреплен гидроцилиндр со штоком привода стенки, снизу вертикальных рабочих стенок закреплены пружины, систему автоматического управления работой установки, первоначально срабатывают гидроцилиндры привода подвижных стоек с установленными на них расширяющимися в верхней части рабочими стенками, после расхождения подвижных стоек срабатывают гидроцилиндры привода вертикальных рабочих стенок, две подвижные стойки выполнены Т-образными, на каждой из которых располагается по две расширяющихся в верхней части рабочих стенок механизмов зажатия, электроды на поверхности расширяющихся в верхней части рабочих стенок, плоские заготовки с барабанами для ввода заготовок в формирующее устройство, барабаны для ввода заготовок в формирующее устройство расположены со смещением в горизонтальной плоскости, обеспечивающем касание плоских заготовок по торцевым поверхностям, на поверхности расширяющейся в верхней части рабочей стенки устанавливается тензометрический датчик и термопара, подключенные в систему автоматического управления работой установки.
