Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf

с ходовым винтом 4 для передвижения суппорта со скоростью свар­ ки примерно 0,2 м/мин.

Автоматическая сварка вертикальных швов производится снизу вверх без принудительного формирования. Естественное формиро­ вание швов достигается особым приемом сварки, позволяющим сни­ зить удельную тепловую энергию на единицу длины шва и этим предупредить перегрев металла шва, его жидкотекучесть и проте­ кание вниз. Прием этот заключается в пульсирующей подаче элект­ рода с естественным обрывом дуги во время прекращения подачи и возобновлением ее в период подачи. В данном случае периоды го­ рения дуги и ее отсутствия равны по времени и составляют по 50% цикла. Когда обрывается дуга на одном электроде, на другом (со­ седнем) в это время возбуждается дуга. Это обстоятельство позво­ лило применить один источник сварочного тока, поочередно питаю­ щий две головки. Электродная проволока подается из четырех катушек 2 (в зависимости от числа швов).

Длинные электродные мундштуки 7 (по длине свариваемых швов) снабжены на своих концах копирными костылями (щупа­ ми) 8, которые под действием пружин плотно прижимаются к свари­ ваемым кромкам (в угол шва), обеспечивая таким образом автома­ тическое направление электрода по линии шва 9. Сварка ведется на токах до 250 а при скоростях примерно 0,2 мімин, что обеспе­ чивает суммарную машинную производительность станка до 0,8— 1,0 мімин. Так как после включения сварочных головок процесс идет автоматически, то один оператор может обслуживать несколь­ ко станков: пока на одних станках происходит сварка, на других в это время могут производиться вспомогательные и установочные операции.

Применение многоголовочных автосварочных станков и воз­ можность их многостаночного обслуживания позволяют резко уве­ личить производительность труда даже в тех случаях, когда машин­ ная производительность каждой головки не превышает производи­ тельность ручной сварки. Следовательно, такие станки обладают высоким уровнем локальной механизации сварочного процесса У2л-

В области наплавки типичными представителями оборудования IV класса могут служить станки для износостойкой наплавки про­ катных валков КЖ и др. Простейшим из них является станок Р-901М для дуговой наплавки под флюсом тяжелых прокатных вал­ ков весом до 30 т. По своей внешней компоновке и конструкции, но не по силовым параметрам, он аналогичен вальцетокарному стан­ ку с той лишь разницей, что вместо резцовой головки на суппорте установлена сварочная головка. Он имеет такую же станину с пе­ редней и задней бабками, но, кроме того, снабжен передвижным (по станине) кольцевым индуктором для подогрева валка во время

265

наплавки. Этот подогрев необходим для предупреждения кристал­ лизационных трещин в наплавляемом слое металла. Задняя бабка станка имеет пиноль с регулируемой пружиной для компенсации температурного удлинения валка при нагреве. Периодическая по­ дача сварочной тележки (суппорта) на заданный шаг наплавки производится автоматически с помощью коммутатора или командо-

Рис. 74. Четырехголовочный наплавочный станок:

1 — наплавляемый валок; 2 — сварочная головка; 3 — электродная проволока; 4 — направляющий рельс для кареток; 5 — каретка; 6 — механизм подъема голов­ ки; 7 — пульт управления; 8 — маховичок ручного передвижения каретки; 9 — стопор каретки.

аппарата. Станок Р-901М рассчитан на наплавку валков диаметром

650— 1200 мм и длиной до 6000 мм.

Представителем многоголовочных наплавочных станков может служить четырехголовочный станок для наплавки цилиндрических прокатных валков тяжелого типа (рис. 74). В качестве сварочного вращателя в нем использован реконструированный вальцетокарный станок. На каретках станка подвешены типовые наплавочные ап­ параты А-384М. Достоинством этого станка, как и всех многоголо­ вочных сварочных и наплавочных станков, является его высокая производительность и более равномерный разогрев валка при на­ плавке.

2 6 6

В описанных выше станках наплавку валков можно произво­ дить только при их горизонтальном положении. Между тем многие валки сортопрокатных станов имеют ручьи, поверхность которых нельзя наплавить при горизонтальном положении оси валка. Для наплавки таких валков выпускаются специальные станки (рис. 75) серии КЖ-34А, позволяющие наклонять ось валка на любой прак­ тически необходимый угол в обе стороны от горизонтали. С этой целью весь центровой вращатель станка, состоящий из передней 2 и задней 5 бабки, смонтирован на поворотной траверсе (станине) 6, которая может поворачиваться вместе с наплавляемым валком на угол ± 70° от горизонтали. Следовательно, станок имеет два меха­ низма вращения: первый — для вращения валка вокруг его собст­ венной продольной оси (центровой вращатель); второй — для его поворота относительно поперечной горизонтальной оси 7 (механизм наклона валка). При наплавке цилиндрических поверхностей валка последний устанавливается и вращается в горизонтальном положе­ нии. При этом сварочная головка в процессе наплавки перемещает­ ся вдоль оси валка в соответствии с заданным шагом наплавки. При наплавке радиусных ручьев валок устанавливается так, чтобы центр окружности ручья совпадал с осью поворота валка 7. Сва­ рочная головка 3 при этом неподвижна, а валок, вращаясь вокруг собственной оси, в то же время поворачивается на шаг наплавки при каждом обороте валка. Чтобы можно было совместить центр кривизны ручья с осью наклона валка, предусмотрен специальный подъемный механизм с суппортом 8, осуществляющим перемещение центрового вращателя относительно оси его поворота.

Для подогрева валка при наплавке предусмотрен кольцевой индуктор 4, а для снятия шлаковой корки — специальный механи­ ческий коркосниматель 1.

Размеры наплавляемых на этом станке валков значительно мень­ ше, чем на предыдущем: диаметр 250—600 мм и длина до 3000 мм при весе до 4 т.

Описанные выше станки для наплавки прокатных валков яв­ ляются до известной степени универсальными, так как рассчитаны на достаточно широкий диапазон типоразмеров наплавляемых валков. В отличие от них станок КЖ-50 (рис. 76) узко специализи­ рован для наплавки рабочих поверхностей валков пильгерстана 6, имеющих сложную пространственную кривизну. По своей компо­ новке и отчасти по конструкции он напоминает станок КЖ-34А (см. рис. 75), но в отличие от него снабжен электромеханическим программным устройством, которое обеспечивает точное копирова­ ние электродом наплавляемой поверхности с сохранением горизон­ тальности наплавляемого в данный момент элемента поверхности. Это обстоятельство имеет особое значение для дуговой сварки под

268

флюсом, так как при данном способе сварки (или наплавки) недо­ пустимы никакие наклоны сварочной ванны из-за ее жидкотеку­ чести. В связи с этим техника автоматической наплавки валков пильгерстана значительно сложнее, чем валков с постоянным ра­ диусом. Кроме обычной кинематики сварочных движений н регуля­

рно. 76. Станок для наплавки валков пильгерстана.

рования известных параметров режима, при автоматической на­ плавке пилигримовых валков приходится учитывать переменную величину и скорость смещения электрода с зенита. Для выполне­ ния всех необходимых движений наплавочной головки и наплавляе­ мого валка в станке предусмотрены соответствующие электропри­ воды, управление которыми осуществляется программным устрой­ ством, обеспечивающим строгую последовательность их включения и синхронность действия.

269

Исполнительным органом перемещения наплавочной головки 5 является кинематическая система из трех суппортов 4 с электро­ приводами 3, позволяющими перемещать головку в пространстве по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Исполнительными органами для перемещений наплавляемого валка являются механизм вращения валка 1 вокруг его продольной оси и механизм наклона валка 2 относительно перпендикулярной

Рис. 77. Установка для наплавки лопастей гидротурбин.

оси. Таким образом, станок имеет пять исполнительных механизмов движения и соответственно пять электроприводов, управляемых программным устройством. Это устройство выполнено в виде пяти­ дискового командного аппарата, который и осуществляет заданную программу перемещений головки и валка. Программа задается про­ филированными дисками (программоносителями), воздействующими на микровыключатели в соответствии с кривизной наплавляемой поверхности. Меняя диски командоаппарата, их профиль и взаимное расположение, можно изменять и программу перемещений. Ротор командоаппарата с его дисками (кулачковыми шайбами) насажен на шпиндель передней бабки станка и, следовательно, вращается синхронно с наплавляемым валком.

Совершенно другую конструкцию имеет установка для обли­ цовочной антикавитационной наплавки лопастей гидротурбин (рис. 77), также имеющих сложную пространственную кривизну. Эта установка, как и станок для наплавки пильгервалков, снаб­ жена устройством, с помощью которого автоматически поддержи­ вается горизонтальность наплавляемого в данный момент участка

270

лопасти и в то же время сохраняется постоянной скорость наплав­ ки. Однако по принципу действия это устройство резко отличается от аналогичного устройства в описанном выше станке. Если в стан­ ке для наплавки пильгервалков исполнительные механизмы дейст­ вуют по жесткой, заранее заданной программе без обратных связей, то в рассматриваемой установке они работают по следящей системе с обратной связью. Датчиками следящего устройства являются две пары следящих (копирных) роликов 6, опирающихся на наплавляе­ мую поверхность и реагирующих на углы ее наклона в двух взаим­ но перпендикулярных вертикальных плоскостях. При отклонении поверхности от горизонтали на предельно допустимый угол (2—3°) или при переходе наплавочной головки 5 на наклонный участок лопасти соответствующая пара роликов или, точнее, соединяющие их балансирные планки наклоняются и при своем повороте воздей­ ствуют на электрические контакты, которые управляют соответст­ венно двумя исполнительными поворотными механизмами. Эти ме­ ханизмы поворачивают лопасть в нужном наплавлении до тех пор, пока не будет восстановлена горизонтальность наплавляемой пло­ щадки. Оба поворотных механизма смонтированы комплектно в ви­ де манипулятора 9 с двумя взаимно перпендикулярными осями поворота. Наплавляемая лопасть крепится на планшайбе манипу­ лятора.

С несущей конструкцией роликовых датчиков 6 жестко связана наплавочная головка 5, образующая с ними механическую плаваю­ щую систему, опирающуюся на изделие, подобно сварочному трак­ тору. Головка 5 прикреплена к свободно плавающей по вертикали штанге 4, которая, в свою очередь, связана с плавающей по горизон­ тали консолью 8. Направляющая гильза штанги закреплена на ка­ ретке 7, которая может свободно передвигаться по горизонтальной консоли 8. Консоль прикреплена к каретке 1, которая может сво­ бодно передвигаться по горизонтальным направляющим, закреп­ ленным на подъемной траверсе 3 портальной станины 2.

Таким образом, сварочная головка получает свободу «плава­ ния», т. е. пространственного перемещения параллельно самой себе, и следит за наплавляемой поверхностью. Скорость наплавки, т. е. скорость движения головки относительно наплавляемого изделия, задается скоростью принудительного вращения опорного ходового ролика головки, сцепляющегося с изделием и ведущего головку по изделию (система сварочного трактора). Равномерное вращение ходового ролика осуществляется электроприводом с регулируемой скоростью, равной скорости сварки. Благодаря такой системе отно­ сительного движения сварочной головки с одновременным «плава­ нием» ее в пространстве периодические движения лопасти при ее на­ клонах не влияют на скорость наплавки и на весь процесс наплавки.

271