Вся электронная библиотека >>>

 Машины и агрегаты трубного производства >>

 

 

Машины и агрегаты трубного производства


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Раздел III МАШИНЫ И АГРЕГАТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ ТРУБ

Глава 12 СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ УЧАСТКОВ ФОРМОВКИ И СВАРКИ ЛИНИИ ТЭСА

12.1. Конструкции сварочных устройств и узлов станов ТЭСА

 

 

Двухвалковые сварочные узлы. Для производства труб малых диаметров на практике в настоящее время применяют неприводные сварочные клети трубо- электросварочных установок. Эти клети можно разделить на три группы: двухвалковые, многовалковые, цепные.

Двухвалковые сварочные клети отличаются простотой настройки и регулировки. Двухвалковые сварочные клети бывают с вертикальными консольными валками, с вертикальными и с горизонтальными двух- опорными валками.

При производстве труб диаметром 10... 152 мм используют в основном двухвалковые сварочные клети с вертикальными консольными валками, что приводит к низкой жесткости конструкции и не обеспечивает стабильности процесса сварки, т.е. существует условие для повышенного биения сварочных валков. Это является недостатком таких клетей. Но простота монтажа и демонтажа рабочих валков в этих клетях объясняет широкое их применение на практике.

Сварочная клеть с вертикальными двухопорными валками не имеет такого недостатка. Однако в этой клети существует сложность монтажа и демонтажа сварочных валков.

Конструкция сварочного двухвалкового калибра за последние годы существенно не изменилась, хотя и был ряд предложений по увеличению количества валков или изменению конструкций их крепления и регулировки.

 

Многовалковые сварочные узлы и устройства. Многовалковые сварочные узлы содержат от трех до пяти пар вертикальных валков, а не две пары.

Овализирующий сварочный узел, представленный на  12.4, состоит из шовонаправляющих валков 1 для направления сформованной трубной заготовки под сварку, шовосжимающих валков 2 для сварки кромок под давлением, которые выполнены с радиусом калибрующей поверхности и одной-трех пар дополнительных валков 3, выполненных также вертикальными с возможностью перемещения относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной сваренной трубе, а также вдоль трубы и имеющих радиус калибрующей поверхности R] и одно-трех пар дополнительных валков 3, выполненных также вертикальными с возможностью перемещения относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной сваренной трубе, а также вдоль трубы и имеющих радиус калибрующей поверхности R2. Валки 3 называются стабилизирующими. Указанные радиусы валков связаны соотношением: i?2=(U—2,5)i?i. Калибрующая поверхность шовонаправляющих валков, как и всего инструмента, выполняется с учетом обеспечения плавного изменения кривизны поперечных сечений трубной заготовки.

С учетом физико-механических свойств материала трубы, скорости и метода сварки, скорости охлаждения сварного шва, сортамента получаемых труб, опытным путем определяется количество валков и расстояние L между сварочными и стабилизирующими валками.

При использовании нескольких пар стабилизирующих валков это расстояние выбирают для первой пары с последующим расположением валков на минимальном возможном расстоянии друг от друга. В случае значительного обжатия трубы возможно применение горизонтального ролика с пазом посередине для прохода неосгывшего шва без закатки. Данный ролик сохраняет необходимый радиус трубы в районе шва.

Стабилизирующие валки позволяют за счет изменения степени овализации сваренной трубной заготовки регулировать натяжение кромок с целью компенсации их теплового удлинения в зоне сварки, а также значительно уменьшают распружинивание трубной заготовки за зоной сварки.

Применительно к сварочным узлам ТЭСА, где происходит частое заклинивание подшипников сварочной клети из-за их перегрева, разработаны системы охлаждения валков. Блок охлаждаемого валка сварочного узла, который представлен на  12.5, состоит из валка 7, вала 2, подшипников 5, корпуса 4У кожуха 5, трубки б, крышки 7, выходного штуцера 8, бобышки 9, входного штуцера 10, направляющего патрубка И и других вспомогательных элементов. Конструкция корпуса 4, кожуха 5 и штуцеров 8 и 10 имеет следующие отличительные особенности. Корпус 4 по наружной поверхности выполнен с двумя кольцевыми проточками по верху и низу. Проточки между собой соединены спиральной канавкой той же глубины, но меньшего сечения. Наружный диаметр корпуса проточен по внутреннему диаметру кожуха 5 с минимальным допуском на плотную посадку. Кожух 5 для герметизации приваривается к корпусу 4. Кожух имеет два отверстия для ввода и вывода охлаждающей среды. В верхнее отверстие вварен косой патрубок 11, направление скоса которого совпадает с направлением спиральной канавки корпуса 4. Входной и выходной штуцеры также выполнены со скосом входящих в канал частей, направление скосов совпадает с направлением потока охлаждающей среды. Крышка 7 снабжена уплотнениями.

Для предотвращения горячих трещин, возникающих под действием упругого распружинивания, необходимы сварочные узлы, которые в процессе сварки обеспечивали бы предотвращение распружинивания до тех пор, пока не произойдет полная кристаллизация и охлаждение сварного шва.

конструкция сварочного узла с цилиндрическими проводками. Этот сварочный узел с невращающимися проводками дает возможность повысить скорость сварки на 30 - 40 %. На станине 1 сварочно-опорного устройства смонтирован механизм регулировки башмаков 2, состоящих из винта 5, гаек 4 и 5, укрепленных в проушинах башмаков 2; неподвижной гайки б, винта 7 и стопорных гаек 8. С помощью этого механизма осуществляется общее разведение и сжатие кромок. Винт 3 имеет правую (левую) резьбу. Установку проводок 9 на ось сварки производят винтом 7. Посадка башмаков 2 на станине 1 осуществляется соединением типа ласточкина хвоста. В корпусе башмака 2 установлены стаканы 10 с осями 11, при помощи которых проводки 9 устанавливаются на необходимую высоту. Регулирование угла схода кромок производится с помощью упорных болтов 12, укрепленных в кронштейне башмаков 2. Проводки 9 спрофилированы радиусом, позволяющим осуществлять сварку труб.

Конусные скосы дают возможность создать постоянный диаметр выходного сечения, равный диаметру свариваемой трубы. Длина проводки выбирается из условия получения качественного соединения без горячих трещин.

сварочно-опорное устройство, которое состоит из двух пар горизонтально расположенных валков 7 и 2, станины 3, регулировочных винтов 4 для вертикального перемещения валков, поддерживающих валков 5, регулировочного винта б, подпружинивающих роликов и регулировочного винта для горизонтального перемещения валков. Преимуществом этой конструкции является то обстоятельство, что не только снижается возможность образования горячих трещин вследствие сравнительно небольшого расстояния между парами горизонтальных валков (расстояние между ними составляет 250 мм), но и полностью ликвидируется смещение кромок трубной заготовки, так как горизонтальное расположение валков позволяет лучше сформовать заготовку и подготовить кромки ее к сварке. Как показала длительная эксплуатация сварочных узлов такой конструкции, ее использование при сварке трубной заготовки, идущей затем на холодную деформацию, позволило не только увеличить скорость сварки на 10-20% по сравнению с принятыми без образования горячих трещин, но и повысить стабильность формы сварного шва.

В многовалковой клети существуют специальные регулируемые по высоте двухопорные валки, которые воздействуют раздельно на каждую из кромок трубной заготовки. Недоработками конструкции являются, также как и у трехвалковой сварочной клети, сложность настройки размеров сварочного калибра и сложность монтажа и демонтажа валков. Указанная клеть применяется для производства труб диаметром более 70 мм.

При меньших размерах поперечного сечения трубной заготовки невозможно вписать четыре валка, размеры которых обеспечивали бы необходимую прочность осей, подшипниковых опор и других несущих элементов конструкции.

Заслуживает также внимания и четырехвалковая сварочная клеть стана 203-530 Выксунского металлургического завода. На станине 1 установлены две передвижные плиты 2, в которых укреплены сварочные валки, охватывающие трубную заготовку, проходящую через сварочный узел. Для регулировки валков предусмотрены механизмы вертикального перемещения 5. Отличительной особенностью ее конструкции является то, что каждая из пар валков, расположенных по одну сторону от продольной оси стана, закреплена на отдельной плитовине, которая с помощью регулировочных механизмов может перемещаться в поперечном направлении и по вертикали. Это позволяет сравнительно просто настраивать сварочный калибр и регулировать положения кромок трубной заготовки при сварке. Клеть обладает высокой жесткостью, что сводит к минимуму биение сварочных валков, однако применение ее по тем же причинам, что и для описанной выше многовалковой клети, возможно лишь при сварке труб диаметром более 100 мм.

Многовалковые или двухвалковые сварочные клети обеспечивают снижение биения реборд валков в вертикальной плоскости.

Значительно уменьшить диаметр сварочных валков за счет уменьшения диаметра их осей (цапф) или упразднения этих элементов позволяет использование конструкции сварочной клети с опорными катками. В таких клетях опорные катки, на которые сварочные валки опираются своими ребордами, а не оси (цапфы) валков и подшипников, воспринимают усилие от деформации трубной заготовки. Так как размеры опорных валков могут быть выбраны такими, чтобы обеспечить любую необходимую прочность, то появляется возможность значительно увеличить жесткость сварочной клети.

Сварочная клеть, в которой контакт осуществляется по цилиндрической поверхности ( 12.11), состоит из станины 7, подушек 2 и винтовых механизмов 3 для перемещения подушек. Каждая из подушек включает поворотный рычаг 4, два опорных катка 5 и сварочный валок б. Сварочные валки, не имеющие собственных подшипниковых опор, свободно установлены каждый между своей парой опорных катков и самоустанавливаются в процессе работы по высоте. Замена валков осуществляется быстро, не требуя никаких дополнительных операций. Опорные валки при работе воспринимают радиальные и осевые усилия, возникающие в очаге деформации.

Сварочная клеть, в которой контакт реборд осуществляется по конической поверхности ( 12.12), состоит из станины 1, подушек 2 и винтовых механизмов 3 для перемещения подушек. В каждой из подушек установлен опорный каток 5 и поворотный рычаг 4, в котором закреплен сварочный валок б.

В связи с наличием серповидности, разнотолщинности и разноширинности в грубной заготовке одним из важнейших вопросов при производстве прямо- шовных труб является поддержание угла схождения кромок и положения точки сварки относительно сварочных валков в заданных пределах. Для соблюдения этого условия требуется настройка формовочно-сварочного стана и дополнительная подстройка положения сварочных валков в процессе сварки.

В предлагаемой конструкции клети, валки установлены с возможностью перемещения в направлении, поперечном направлению продольной оси трубы для совмещения оси поворота корпуса клети с вертикальной осью трубы.

Такое конструктивное выполнение сварочной клети позволяет повысить производительность изготовлеиия труб благодаря возможности оперативно менять положение сварочных валков в зависимости от положения свариваемых кромок непосредственно в процессе сварки без ее прерывания. Это достигается перемещением подшипниковых опор корпуса в направлении, поперечном направлению продольной оси трубы, на необходимую величину при изменении положения свариваемых кромок так, чтобы вертикальная ось свариваемой трубы постоянно совпадала с осью поворота корпуса. Благодаря этому повышается качество готовых труб, так как исключается смещение точки сварки и появление эксцентриситета, а следовательно, сопутствующие им дефекты сварного шва: закатка грата в тело шва и основного металла, подрезы в зоне шва и т.п. Кроме того, обеспечиваются равные условия для обеих свариваемых кромок трубы, а сварочные валки испытывают минимальное равномерное механическое и термическое воздействие, что увеличивает срок их службы.

Клеть трубосварочного стана работает следующим образом. Сформованная труба 8 поступает в калибр сварочной клети, образованной валками /, где производят сварку продольного шва обжатием. При смещении свариваемого шва в ту или другую сторону корпус 2 посредством тяги 6 с приводом 7 поворачивает в соответствующую сторону и с помощью регулировочных винтов 9 подшипниковых опор 4 устанавливают его таким образом, чтобы ось поворота корпуса совпала с вертикальной осью трубы 8. При этом закрепленные на корпусе 2 сварочные валки I занимают положение свариваемых кромок трубы 8.

В данной клети угол наклона к вертикальной оси плоскости, в которой расположены оси валков, установленные в зоне схождения кромок, составляет 1...100 по направлению движения трубы. Благодаря этому реборды верхних валков на входе трубной заготовки в зоне сварки образуют входной конус, который удерживает их от взаимного смещения. На входе реборды сварочных валков, идут почти в одной плоскости с зоной шва трубы, предохраняя шов от раскрытия за счет упругого разворачивания трубной заготовки.

сварочная клеть и установка сварочного валка в зоне схождения кромок трубной заготовки. Сварочная клеть содержит станину 1. На станине установлены поштучные винты 2 и подвижные кассеты 3 со сварочными валками 4 и 5. Оси сварочных валков 4 (двух-, трех-, четырехвалко- вых сварочных клетей), установленные в районе кромок трубной заготовки б, наклонены к горизонтальной оси под углом 50-85° и к вертикальной - под углом 1-10° по направлению движения трубной заготовки 6. На входе в зону сварки реборды этих валков образуют входной конус, который удерживает кромки трубной заготовки 6 от взаимного смещения, а на выходе из зоны сварки реборды этих валков 4 идут почти в одной плоскости с зоной шва трубы, предохраняя шов от раскрытия за счет упругого разворачивания трубы.

Интерес представляет сварочная клеть, в основу конструкции которой положено условие обеспечения постоянства давления сварочных валков на трубную заготовку за счет их установки на свободно поворачивающихся рычагах, шарнирно соединенных между собой подпружиненной стяжкой ( 12.15).

Сварочная клеть состоит из станины /, на которой выполнены направляющие 2. На направляющих станины смонтированы подвижные подушки 4 и 3 со сварочными валками 5 и 6. Одна из подушек {4) подпружинена. В корпусе станины 1 размещен механизм установки валков, включающий упорные винты 7 с резьбой, на которую навинчиваются червячные колеса 8, взаимодействующие с червяком 9. Червячные колеса 8 через конические передачи (не показано) выводятся на штурвал 10. На конце упорного винта 7, связанного со штурвалом 10, закреплен подпятник 11. Поверхность подпятника 11 по оси упорного винта 7 выполнена сферической. В подпятник 11 установлена стяжка 12 с одетой на нее пружиной 13. С одной стороны пружина 13 упирается в гайку 14, а с другой - в опору 75, запрессованную в рычаг 16. Рычаг 16 одним плечом шарнирно на осях 17 установлен в подпружиненной подушке 4 посредством 75, одетой на стяжку 72, а другим плечом связан с подшипниковой опорой 18, на которой установлен сварочный валок 6. На другой подвижной подушке 3 закреплена подшипниковая опора 79, на которой устанавливается второй сварочный валок.

При сварке труб в клети заданное сварочное давление на сварочных валках 5 задается пружиной 13 и гайкой 14, а также механизмом перемещения подушек 3 и 4 через винт 7. При превышении значения расчетного сварочного давления рычаг 16 поворачивается на опоре, сжимая пружину 13. Стяжка 12 занимает при этом требуемое положение благодаря специфическому шарнирному подпятнику 77. Изобретение позволяет регулировать размеры калибров и величину сварочного давления.

Предлагаемое конструктивное выполнение сварочной клети позволяет расширить технологические возможности стана. Это достигается за счет того, что при незначительном изменении параметров свариваемой трубы и величины сварочного давления рычаг с валком в шарнирных опорах и подпружиненной подушке поворачивается относительно стяжки, установленной в подпятнике для компенсации переполнения калибра металлом за счет деформации пружины. Если это оказывается недостаточным, размеры калибра корректируются посредством механизма установки валков. Это приводит к тому, что обеспечивается стабильная сварка труб, исключаются прожоги и тем самым повышается выход годного.

Устройство работает следующим образом. При помощи гайки 14 пружина 13 устанавливается на заданное сварочное давление в зависимости от технологических параметров сварки. Предварительно сварочные валки 5 и 6 при помощи механизма установки размещаются на оси сварки, при этом подушки 3 и 4 или взаимно сближаются или взаимно удаляются. При прохождении свариваемой трубы сварочное давление передается на валки 5 и 6. При этом, если это давление превышает расчетное, то начинает поворачиваться на стяжке 12 рычаг 16, который через опору 15 сжимает пружину 13. Так как при качании рычага 16 пружина 13 старается изменить положение стяжки /2, последняя начинает покачиваться вместе с подпятником 11 в сферических поверхностях подпятника 11 и подушки 4. Это исключает излом стяжки 12, Кроме того, размещая пружины 13 и стяжки 12 с гайкой 14 внутри клетки исключает нагрев их от индуктора (не показано).

 

 

СВАРКА ТРУБ. Процессы сварки труб

Таким образом, формовка и сварка трубы осуществляется при прохождении нагретого штрипса через формовочно-сварочный узел, состоящий из двух вертикальных валков...

 

Горячая сварка чугуна

19.3. Горячая сварка чугуна. Процесс горячей сварки чугуна значительно сложнее холодной.Формовку производят в опоках (ящиках без крышки) с графитизированными или угольными...

 

Печная сварка труб. Станы для непрерывной печной сварки труб. Валки...

Такие трубы в больших количествах получают на станах непрерывной сварки труб.Далее штрипс поступает в шестиклетевой формовочно-сварочный Стан, в первой клети которого он...

 

Сварные трубы. Способы формовки труб. Технологические процессы...

Формовка трубной заготовки в горячем состоянии применяется при непрерывной печной сварке труб и осуществляется в приводных валках.

 

Трубоэлектросварочные агрегаты. Стан для электросварки труб...

Подготовленная лента подвергается формовке на непрерывном формовочном стане, сварке встык сопротивлением в сварочном узле стана.

 

Способы производства сварных труб. ХАРАКТЕРИСТИКА...

по температуре формуемого металла: формовка холодного листа (все виды временныхсварка постоянным током, плазменная и ультрозвуковая сварка) и количеству слоев,металла в...

 

Сварка углеродистых сталей. Технология сварки средне...

Кроме того, начиная с толщины стали 5 мм и более, в стыковых соединениях делают разделку кромок, и сварку ведут в несколько слоев. Сварочный ток понижают.

 

печная сварка. станы печной сварки

...формовка горячего листа грегаты непрерывной печной сварки труб); по способу получения окончательных размеров готовых труб: на калибровочных станах...

 

Трубосварочная машина. Технические характеристики станов и машин ТЭСА

...процесса формовки ленты в незамкнутую заготовку; нагрева кромок заготовки и сварки трубыВ состав формовочно-сварочной линии ТЭСА 51-114 входят формовочный стан...

 

Сварные трубы. Сварка труб. Стан 650 для дуговой сварки труб со...

Стан для дуговой сварки труб со спиральным швом под слоем флюса приведен на рис. 190.правке и подается к формовочному стану, где осуществляется формовка трубы по спирали.

 

Пластмассовые и пластиковые трубы. Формование при изготовлении...

Формование раструбов на концах труб из ПВД, ПНД и ПП различных диаметров выполияют под раструбиую сварку нагретым инструментом, а труб из ПВХ под склеивание и сварку...

 

Сварные трубы. ПРОИЗВОДСТВО СВАРНЫХ ТРУБ

Технологический процесс получения труб электросваркой с прямым швом под слоем флюса состоит из трех частей: формовки и подготовки листа, сварки листа в форме трубы и отделки...

 

Индукционная сварка. Электросварка токами высокой частоты

Индукционная сварка применяется для производства водогазопроводных и конструкционных труб диаметром 21,5...219 мм.

 

ЛИНОЛЕУМНЫЕ ПОЛЫ. Сварка линолеума горячим воздухом, устройство...

Наиболее распространенный способ —это сварка инфракрасными лучами. При этом способе применяется либо механизированный стол для сварки...

 

Производство сварных труб. техническая характеристика...

Оборудование трубоэлектросварочного стана по характеру технологических операций можно разделить на три участка: а) подготовки ленты; б) формовки, сварки и калибровки; в)...

 

ПЛАСТМАССОВЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. Винипластовые трубопроводы

Сварка производится газовыми или электрическими горелками с применением винипластовых прутков.Для формовки бурта используют патрубки длиной 100—150 мм.

 

Трубы из ПВП, ПНП, ПП и непластифицированного ПВХ. Изготовление...

Для пластмассовых трубопроводов допускается применение фа-донных частей, изготовляемых из пластмассовых труб методами сварки и формования...

 

Полуавтоматическая сварка под флюсом. РЕЖИМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ...

В этом случае выполняют специальную разделку торцов вертикальных стержней и соблюдают определенный порядок наплавки слоев многослойного шва. Дуговая сварка под флюсом.

 

 Как заставить металлы долго не стареть

Они должны быть информированы об особых видах воздействий на конструкцию, особенно о холодной формовке и сварке.

 

К содержанию книги:  Машины и агрегаты трубного производства

 

Смотрите также: