книги из ГПНТБ / Опарин В.И. Механизация производства химической и нефтяной аппаратуры

Для определения усилий при другой длине обечайки с достаточной точностью можно найденное значение усилия умножить на фак­ тическую длину обечайки.

СБОРКА КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ

При сборке кольцевых стыков необходимо совместить кромки обечаек. Смещение кромок не должно превышать норм, указан­ ных в табл. 5.

Та бл и ц а 5

Предельные смещения кромок элементов листов

41

Отклонения в размерах нормируются допуском на диаметр или длину окружности. При этом предельные размеры по диа­ метру

D = Д І0М± 2ns ^ Д 10И± 6 мм,

где п = 0,25 — для углеродистых сталей, а предельные размеры по длине окружности соответственно

L — -Дом — 2.rr./ZS Ц[0м — IS MM.

Обечайки, опирающиеся по образующей, могут деформиро­ ваться под действием собственного веса. Прогиб обечаек, явля­

ющийся функцией и зависящий от схемы опоры (на одну, две и более точек по окружности), может изменяться в широких

веса которых можно пренебречь, зависят от многих факторов (конструкции и состояния вальцов, последовательности прило­ жения и снятия усилий и т. д.) и довольно велики, что исклю­ чает беспрепятственную сборку. Поэтому жесткие обечайки необ­ ходимо подвергать правке. Правка (калибровка) обечаек до уста­ новленных пределов . связана со значительными техническими трудностями и в ряде случаев по экономическим и другим сооб­ ражениям нецелесообразна.

Значительно проще решается вопрос правки торцов обечаек при выполнении процесса сборки. Для нежестких обечаек целе­ сообразно при сборке усиливать их торцы. Это обеспечивается теми же устройствами, которые применяются для правки, или специальными технологическими временными устройствами, на­ пример, кольцами жесткости, распорками и др.

Сборка стыка с помощью стяжных и распорных колец и хому­ тов производится вручную и требует больших затрат времени и сил оператора.

Для механизированной сборки кольцевых стыков применяются центраторы и сборочные скобы с пневматическими и гидравли­ ческими домкратами.

Для сборки кольцевых стыков труб на строительстве маги­ стральных трубопроводов применяют внутренние центраторы гидравлического типа. Они обеспечивают точное взаимное рас­ положение обечаек перед сборкой и выправляют вмятины на торцах прогибом до 20 мм при длине по хорде до 100 мм [23].

Основным рабочим узлом центратора является центрирующий механизм (рис. 32).

Центрирующий механизм состоит из двух зеркально распо­ ложенных цилиндров /, поршней 2, разжимных конусов 3 и тол-

42

кателей 4. Каждый ряд толкателей 4 воздействует на один из собираемых торцов обечайки 5. При движении поршня 2 и жестко связанногос ним разжимного конуса 3 обеспечивается одинаковый

расположение собираемых стыков. На каждом толкателе уста­

Центратор (рис. 33) состоит из корпуса 1, в котором распо­ ложены два ряда центрирующих элементов, разделенных пере­

43

Условно показан В крайнем Верхнем

положенно

Рис. 33. Центратор с сильфонами и уравнительными дисками

I

На неподвижной оси 5 в корпусе / расположены поворотные диски 6 и 7 уравнительного механизма. Они имеют пазы, в ко­ торые входят пальцы 8, соединяющие каждый толкатель с двумя дисками уравнительного механизма. При этом пазы одного диска направлены в одну сторону, а второго — в другую. Перемещаясь, толкатели своими пальцами 8 поворачивают диски 6 и 7 в проти­ воположных направлениях. Силовые элементы выполнены в виде толкателей 2 с сильфонами 4, которые одним своим концом

Рис. 34. Центратор со сменной обоймой

закреплены на корпусе 1, а вторым — на толкателе 2, непосред­ ственно воздействующем на обечайку.

Перегородка 9 центратора позволяет воздействовать на торцы обечаек отдельно каждым рядом толкателей.

Существенный недостаток центраторов — возможность цен­ трирования обечаек только одного диаметра из-за ограниченного хода толкателей. Расширения диапазона диаметров собираемых обечаек можно достичь, если снабдить центратор сменной обоймой, на которой смонтированы подпружиненные толкатели. Для цент­ рирования обечаек разных диаметров нужен один центратор и несколько обойм.

Центратор с обоймой (рис. 34) состоит из корпуса 5, толка­ телей 4, механизма привода толкателей 3 и обоймы 2, устанавли­ ваемой на корпус центратора. Обойма 2 состоит из основания 1, втулок 6, толкателей 7, пружин 8. В обойме 2 размещены фикса­ торы 9. Для сборки кольцевых стыков центратор вводят внутрь обечаек, уложенных на роликоопорах. Приводится в действие механизм 3 привода толкателей 4. Последние перемещаются в радикальном направлении, перемещая толкатели 7 обоймы 2,

45

которые воздействуют непосредственно на обечайку. Овальный торец выправляется до такого состояния, когда несовпадение собираемых кромок будет соответствовать установленным нормам. После прихватки или сварки кольцевого стыка обечаек механизм 3 привода толкателей возвращается в исходное положение под действием пружин 8.

Для сборки кольцевых стыков корпусов теплообменных аппа­ ратов во ВНИИПТхимнефтеаппаратуры спроектирована уста­ новка с центратором поршневого типа. По конструкции и прин­ ципу действия этот центратор аналогичен центратору ЦВ10Н. Однако в отличие от ЦВ10Н центратор этой установки поворот­ ный и сборку стыка можно производить на ролпкоопорах, вращая обечайки. На установке можно собирать обечайки диаметром 600 мм. Для сборки обечаек диаметром до 1400 мм применяются сменные обоймы.

Центратор (рис. 35) состоит из головки /, вертлюга 2, кон­ соли 3, колонны 4, насосной станции 5 и тележки 6.

Головка центратора состоит из двух рядов центрирующих элементов, имеющих по шесть толкателей 7, основным назначе­ нием которых является приведение овальных торцов обечаек к окружности и концентричная стыковка исправленных торцов.

Во время сборки кольцевого стыка центратор может повора­ чиваться на угол вместе с обечайками.

Центратор соединяется с консолью с помощью вертлюга. Консоль крепится на колонне и может перемещаться в верти­ кальном направлении. Для вертикального перемещения консоли по колонне служит привод, установленный на площадке вверху

к центратору. Масло от насосной станции к поворотному устрой­ ству и центратору подается под давлением по рукавам.

Колонна установлена на тележке. Тележка состоит из сварной рамы и привода перемещения, включающего электродвигатель, электротормоз,. червячный редуктор и цепную передачу.

На тележке монтируется насосная станция, состоящая из радиально-поршневого насоса в сборе с электродвигателем, мас­ ляного бака и панели гидроаппаратуры.

Для электропитания приводов перемещения тележки и верти­ кального перемещения консоли, а также привода радиальнопоршневого насоса применяется гибкий кабель, расположенный в траншее под тележкой.

Обечайки укладываются на роликоопоры краном. После этого консоль устанавливается в положение, когда центратор со сжа­ тыми центрирующими рядами свободно проходит внутрь обе­ чайки.

46

Центратор вводится внутрь обечайки и разжимается один центрирующий ряд. Этот ряд располагается на расстоянии 56— 60 мм от' торца обечайки.

Обечайка консолью приподнимается над роликоопорами и перемещается до упора во вторую обечайку млн в пластины, рас­ положенные между торцами обечаек для обеспечения сварочного

А - А

47

зазора. После разжатия другого центрирующего ряда произво­ дится прихватка стыкуемых обечаек.

После сборки кольцевого стыка и прихватки обечаек центри­ рующие ряды сжимаются и установка перемещается на расстоя­ ние, необходимое для укладки на роликоопоры следующей обе­ чайки.

Состыкованные обечайки снимаются с роликоопор и устанав­ ливаются на стенд сварки кольцевого стыка. Прихватка обечаек

Рис. 36. Гидравлическая схема двухрядного центратора

должна обеспечивать прочность собранного корпуса для безопас­ ной транспортировки его на стенд сварки кольцевых стыков.

Гидрооборудование установки (рис. 36) состоит из масляного бака 1, предохранительного клапана 2, трехпозиционного крана 3

сэлектромагнитным управлением, обратного клапана 4, электроконтактного манометра 5, радиально-поршневого насоса 6 в сборе

сэлектродвигателем, гидравлического фильтра 7.

Силовые цилиндры центратора, поворотное гидрораспреде­ лительное устройство и гидравлические аппараты соединены стальными трубками и рукавами высокого давления. Установка фильтра на всасывающей магистрали позволяет защитить от загрязнения гидравлические агрегаты системы. Предохранитель­ ный клапан с переливным' золотником предназначен для предо­ хранения гидросистемы от перегрузки. Он устанавливается параллельно напорной магистрали и регулируются на рабочее давление 150 кгс/см2. При перегрузке системы жидкость сливается через клапан в бак.

Давление масла в гидросистеме установки регулируют с по­ мощью манометра, так как каждой толщине листа и диаметру обечайки соответствует определенное усилие, необходимое для приведения овального торца обечайки к окружности.

48

Для подачи масла в силовые цилиндры центратора в консоли установлено поворотное гидрораспределительное устройство.

Для сборки фланцев с цилиндрическими обечайками может быть использован трехрядный центратор.

Базирование фланца и обечайки осуществляется тремя рядами опорных элементов и диском, расположенным перепендикулярно их оси (рис. 37). Двумя рядами центрирующих элементов, раз­ мещенных на определенном расстоянии, приспособление бази­ руется по внутренней поверхности обечайки. Третьим рядом опорных элементов, опирающихся на внутреннюю поверхность фланца, обеспечивается соосность цилиндрических поверхностей

трирующих ряда, предназначенных для ориентирования центра­ тора относительно оси корпуса, разжимаются одновременно и независимо от третьего ряда. Все три ряда сжимаются одновре­ менно. Перпендикулярность фланца к оси обечайки обеспечи­ вается диском 8, с которым фланец скрепляется. Кроме взаимного ориентирования, центратором осуществляется правка торцов обечайки.

На рис. 39 приведены зависимости усилий от размеров обечаек при выправлении их центратором.

Совмещение кромок обечаек при стыковке их центратором осуществляется созданием правильной геометрической формы собираемых торцов и их точной взаимной ориентацией.

Установка для механизированной сборки кольцевых стыков корпусов аппаратов (рис. 40) состоит из скобы 4, установленной на приводной тележке 3 и роликового стенда 6 [4]. В скобе 4 смонтированы пневматические домкраты: главный домкрат 1 и торцовый домкрат 5. Усилие выравнивания кромок создается главным домкратом и неподвижной опорой 2. Для возможности сборки обечаек с разной толщиной стенок и различных диаметров (в допускаемых пределах) опора домкрата выполнена качающейся. Зазор между обечайками устанавливается торцовым домкратом. При этом тележка со скобой удерживается в рабочем положении

откидными захватами, которые крепятся за рельсы. Обечайки разных диаметров имеют различную глубину «провисания» между роликами стенда, поэтому скоба имеет установочный винт для регулировки ее положения по высоте. Для пристыковки следу-

Рис. 38. Установка с трехрядііым центратором для сборки фланцев с корпусом аппарата

ющей обечайки скоба отводится, на ее место устанавливается обечайка, и операции повторяются.

Установки описанной конструкции применяются для сборки корпусов диаметром свыше 1200 мм. Прихватку стыка осуществ­ ляют по внутренней поверхности корпуса, поэтому при меньших диаметрах использование описанного устройства затруднительно или даже невозможно.

Установки для сборки кольцевых стыков (рис. 41, а) состоит из приводного роликового стенда 1 и скобы 3 с силовым меха-

50