Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 161
Скачиваний: 3
диском 8 и приводится во вращение электроприводом головки 6 по добно приводу газорезальных автоматов. Равномерное вращение ролика с заданной скоростью обеспечивает и равномерную скорость сварки, которая может регулироваться в пределах 1,3—2,3 м/мин.
Свободное плавание головки, опирающейся своим ведущим ро ликом 7 на копирный диск 8, осуществляется в вертикальной плос кости по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Для этого
Рис. 92. Станок для сборки и сварки канистр.
головка прикреплена последовательно к двум кареткам — вер тикальной 1 и горизонтальной 2, движущимся по соответствующим направляющим. При своем плавании головка перемещается парал лельно самой себе.
Собственный вес плавающей головки и магнитные силы ведуще го ролика обеспечивают достаточное его сцепление с копирным диском, гарантирующее от возможных пробуксовок. В подобных слу чаях вместо магнитного ролика можно применять обычный фрик ционный ролик, а также зубчатую или цевочную шестерню, сцеп ляющуюся с соответствующей контурной рейкой копирного диска. Для сварки громоздких изделий, при вращении которых с пере менной угловой скоростью возникают большие инерционные уси
3 0 6
лия, особенно в начале и конце движения, система с зубчатым или цевочным зацеплением обеспечивает более надежную и точную ки нематику движения.
Итак, скорость сварки определяется скоростью движения веду щего ролика, а следовательно, и связанной с ним головки отно сительно копирного диска. Само же изделие при этом либо стоит
Рис. 93. Станок для сборки и сварки шахтерских ламп:
/ — станина с флюсосборннком; 2 — сварочный вращатель; 3 — корректор; 4 — свароч ная головка; 5 — механизм отвода головки; 6 — флюсоотсос.
неподвижно (во время сварки прямолинейных участков шва), либо поворачивается вместе с кондуктором и копирным диском (во время сварки швов на закруглениях). Скорость поворота кондуктора с изделием такова, что за время поворота головка успевает заварить закругление шва. Управление приводом кондуктора осуществляет ся автоматически — системой конечных и путевых выключателей, либо при помощи командоаппарата.
Производительность станка: для канистр емкостью 20 л — 60 шт/ч, для канистр емкостью 10 л — 80 шт/ч.
С т а н о к д л я с б о р к и и а в т о м а т и ч е с к о й с в а р ки п о д ф л ю с о м к о р п у с о в ш а х т е р с к и х л а м п (рис. 93). В этом станке имеется автоматическое устройство,
307
обеспечивающее строгую последовательность и непрерывность сварки всех трех швов корпуса — двух кольцевых и одного продольного — без обрыва сварочной дуги. Окончание сварки предыдущего шва, например кольцевого, совпадает с началом сварки последующего, например продольного. Переключение механизмов с одного шва на другой происходит автоматически —• соответствующим командоаппаратом или системой путевых и конечных микровыключателей.
В моменты перехода рабочее движение переключается с враща тельного на поступательное (или наоборот) без обрыва дуги. Благо даря этому исключены промежуточные операции возбуждения ду ги и заварки кратеров, что значительно повышает не только уровень автоматизации станка и его производительность, но и качество свар ных соединений.
Станок снабжен пневматическим патроном-кондуктором (см. § 13, рис. -57). Его особенностью является возможность плот ного зажатия свариваемых кромок по всем трем швам одновремен но и, кроме того, прижатия к ним изнутри медных подкладок, пре дохраняющих швы от прожогов.
Станок снабжен флюсосборником, расположенным внутри ста нины, и соответствующей флюсоаппаратурой для рециркуляции флюса и подачи его в зону сварки. Скорость сварки может регули роваться в пределах 1—3 м/мин.
Локальный уровень механизации этого станка У2л = 70%, ком
плексный уровень У 2 комп. = 2 5 %, |
часовая производительность |
Q = 80 іитіч. |
|
С б о р о ч н о - с в а р о ч н а я |
у с т а н о в к а д л я с о |
е д и н е н и я т р у б ч а т ы х ш т у ц е р о в с к о т е л ь н ы м и б а р а б а н а м и (рис. 94). Приварка трубчатых штуцеров 3 к ко тельным барабанам 2 и камерам пароводяных коллекторов является
массовой |
технологической операцией на многих котлостроительных |
заводах. |
Ей обычно предшествуют операции установки штуцеров на |
барабан |
и плотного сопряжения с ним, т. е. сборочные операции. |
До механизации этих работ сборка производилась на электроприх ватках, как отдельная операция, с помощью простейших приспо соблений. В настоящее время для автоматизации этих трудоемких и ответственных работ созданы специализированные сборочно-сва рочные автоматы и установки, одна из которых представлена на рис. 94. Оригинальным элементом этой установки является спе циально разработанный для этой цели двухэлектродный сварочный автомат 4 с вращательным рабочим движением.
Угловой шов выполняется двуслойным. При этом с целью уве личения производительности автомата и уменьшения сварочных напряжений и деформаций сварка двух слоев шва производится одновременно двумя диаметрально расположенными электродами 10,
3 0 8
движущимися последовательно один за другим на расстоянии полуокружности.
Геометрической особенностью свариваемого кругового шва яв ляется то, что он расположен не на плоскости, а на цилиндриче ской поверхности барабана и, следовательно, представляет со бой сложную пространственную кривую. Поэтому в конструкции
3100
та
Рис. 94. Сборочно-сварочная установка |
для соединения трубчатых штуцеров |
с котельными |
барабанами. |
сварочного автомата предусмотрено специальное копирное устройст во, с помощью которого электроды следят за кривизной барабана и за линией шва. Слежение за кривизной барабана осуществляется по системе плавающей головки, опирающейся при своем вращении о копирную подушку, поверхность которой идентична цилиндри ческой поверхности барабана.
309
Вторая особенность рассматриваемого автомата заключается в наличии пустотелой центрирующей цанги И, с помощью которой выполняются три операции: подача штуцеров под сборку и сварку сквозь центральную полость цанги, вследствие чего цанга до изве стной степени осуществляет функции магазина-питателя; установка очередного штуцера на барабан и прижатие его к посадочному гнез ду, т. е. выполнение сборочных операций; автоматическая центров ка сварочной головки относительно оси цанги и привариваемого штуцера, что происходит благодаря тому, что цанга одновременно служит осью вращения сварочной головки во время сварки круго вого шва.
Указанные особенности обеспечили возможность совмещения процессов сборки и сварки и их автоматизации, а также самоустанавливание сварочного автомата относительно оси штуцера и точ ное направление электродов по линии шва.
Рабочее движение электродов по круговому шву и подача элект родной проволоки в зону дуги осуществляется от одного электро двигателя 7 вращением специального водила с закрепленными на нем электродными мундштуками 10 и подающими проволоку роли ками. При этом шестерни подающих роликов, поворачиваясь вместе с водилом, обегают неподвижный зубчатый венец, закрепленный на корпусе сварочного автомата, и таким образом приводят во враще ние подающие ролики.
Сварочный автомат 4 подвешен к тележке 5, перемещающейся по горизонтальной направляющей 6 для установки на тот или иной штуцер. Подъем и опускание автомата при его переходе на другую позицию производится с помощью пневмоцилиндра. Автомат обо рудован флюсоаппаратом 9 и пультом управления 8.
В нижней — фундаментной— части станины расположен роли ковый стенд (кантователь) 1 с ручным приводом для периодических поворотов уложенного на нем барабана при его установке на сле дующий продольный ряд штуцеров. В данном случае вполне воз можен и какой-либо механизированный привод — электрический, пневматический или электромагнитный. Однако в этом нет особой необходимости, так как эта операция сравнительно редкая и нетру доемкая.
На описанной установке можно производить приварку трубча тых штуцеров диаметром 32, 38 и 42 мм к камерам, имеющим диа метр от 150 до 400 мм. Время приварки штуцера в зависимости от его диаметра колеблется в пределах 15— 24 сек и, следовательно, часовая производительность установки составляет 150—240 шт/ч.
Рассмотрим машины и установки VI класса, построенные по принципу объединения операций сборки и сварки в одну комплекс ную операцию и обладающие поэтому высокими показателями уров-
310
ня механизации и общей технико-экономической эффективности. К числу таких машин прежде всего следует отнести вальцесвароч ные станки, являющиеся одним из наиболее совершенных образцов комплексной механизации сборочно-сварочных процессов.
В а л ь ц е с в а р о ч н ы й с т а н о к д л я и з г о т о в л е
н и я |
к у з о в о в ш а х т н ы х |
в а г о н е т о к . |
Кузов состо |
|||
ит из цилиндрической части, |
так называемой |
боковины |
1, и |
|||
двух |
днищ — лобовин |
2 |
|
|
|
|
(рис. 95, а). |
Технологиче |
|
|
|
||
ской задачей |
является |
их |
|
|
|
|
сборка между собой и свар |
|
|
|
|||
ка двумя сплошными швами |
|
|
|
|||
по контуру лобовин. Этому |
|
|
|
|||
процессу должна предшест |
|
|
|
|||
вовать |
операция формовки |
|
|
|
||
цилиндрической боковины |
|
|
|
|||
(полуобечайки) из плоского |
|
|
|
|||
листа. Работа вальцесва |
|
|
|
|||
рочного станка, на котором |
|
|
|
|||
выполняются все эти опера |
|
|
|
|||
ции, основана на принципе |
|
|
|
|||
совмещения |
во времени |
и |
|
|
|
|
в пространстве трех разно |
|
Рис. 95. Схема ра |
||||
родных технологических |
|
|||||
|
боты вальцесвароч |
|||||
операций: вальцовки-заги |
|
ного станка: |
||||
ба боковины кузова, т. е. в |
|
/ — боковина; |
2 — |
сущности |
заготовительной |
лобовины; |
3 — сва |
|
рочные головки; 4 — |
||||
операции; |
сборки боковины |
нажимные валки; 5 — |
||
нажимная |
плита ле |
|||
с двумя лобовинами; авто |
вая; |
6 — нажимная |
||
матической электродуговой |
плита правая. |
|||
сварки двух криволиней |
|
|
|
|
ных контурных швов, со |
|
|
|
|
единяющих лобовины с бо |
|
|
|
|
ковиной. |
|
|
|
|
Изготовление кузова на вальцесварочном |
станке |
происходит |
в следующем порядке (рис. 95). Штампованные лобовины 2 заправ ляются в сборочный кондуктор-вращатель. Затем заправляется пло ская заготовка боковины 1 и с помощью гидроцилиндра плотно при жимается плитой 5 к лобовинам на их прямолинейных участках. После этого начинается автоматическая сварка двух швов самоход ными головками 3, движущимися вдоль швов при неподвижном кондукторе (позиция /). Направление сварочного движения головок показано стрелкой. В дальнейшем сварка каждого шва происходит непрерывно по всему контуру шва, состоящему из двух прямых
311
іі одного полукруглого участка. По достижении головками начала круговых швов их движение автоматически прекращается и одно временно включается привод вращения кондуктора вместе с изде лием. На полукруглых участках (позиция II) боковина I под дей ствием прижимных валков 4 и благодаря вращению кондуктора загибается вокруг лобовин 2 одновременно со сваркой. При этом окружная скорость изделия равна скорости сварки.
Рис. 96. Вальцесварочный станок для изготовления кузовов шахт ных вагонеток:
/ — механизм подачи плоской боковины; 2 — механизм подачи лобовин; 3 — кантователь-кондуктор; 4 — сварочный автомат с нажимными устройства ми; 5 — несущая металлоконструкция; 6 — механизм выгрузки кузовов.
Когда кондуктор повернется на 180° и, следовательно, полукруг лые участки швов будут сварены, вращение автоматически прекра щается и одновременно снова включается механизм прямолиней ного движения головок со скоростью сварки вдоль прямых участков шва (позиция III). В этот же момент включается гидроцилиндр правой нажимной плиты 6, обеспечивающей плотное сопряжение кромок боковины с лобовинами. По окончании сварки кузов сни мается с кондуктора при помощи специального механизма с гидро приводом и подается на рольганг поточной линии для выполнения дальнейших технологических операций. Автоматическое управле ние механизмами рабочего движения и нажимными устройствами (гидроцилиндрами нажимных плит и валков), а также строгая последовательность их действия обеспечивается рефлекторной си стемой последовательного управления, реализованной с помощью путевых и концевых выключателей. Все другие операции (подачи заготовок, сборки, вальцовки и выдачи готовых кузовов) также пол ностью механизированы и частично автоматизированы.
312
Подача лобовин в кондуктор (рис. 96) осуществляется с помощью автоматизированного устройства 2, которое состоит из гидроподъем ника, распределителя и двух специальных манипуляторов (право го и левого). Гидроподъемник — это магазин лобовин, уложенных особым способом в вертикальную стопу. Лобовины выдаются по парно под лапы распределителя, передающего их на правый и левый манипуляторы, которые заправляют обе лобовины в кондук тор 3 одновременно с обеих его сторон.
Установка имеет два рабочих места, на которых попеременно производится подача заготовок и сварка (по челночной системе). Производительность установки составляет 10 іитіч при скорости-
сварки 0,8—0,9 м/мин.
Одним из основных преимуществ вальцесварочных станков яв ляется локализация прижимного (сборочного) давления на собирае мые листы именно в том месте, где в данный момент производится их сварка. Благодаря этому обеспечивается плотное (без зазора) сопряжение свариваемых деталей в зоне сварки, что гарантирует высокое качество нахлесточного соединения. В противоположность этому при одновременном зажатии деталей по всему периметру их сопряжения трудно обеспечить полное отсутствие местных зазоров,, не говоря уже о том, что суммарная величина давления в этом слу чае будет во много раз больше локального давления на небольшом участке шва в зоне сварки.
Основным достоинством рассматриваемых станков является то,, что они позволяют исключить операции предварительной вальцов ки заготовок и сборки, так как производят их сами в процессе свар ки. Этот прогрессивный принцип совмещения разнородных опера ций, который можно назвать принципом сборочно-сварочного ком байна, с успехом используется во многих современных машинах и агрегатах, например, в трубосварочных станах, в машинах для из готовления сварных профильных балок и других (см. § 21 и 22).
Весьма перспективно использование этого принципа в агрега тах для производства многослойных сосудов и труб высокого и сверхвысокого давления. Как известно, при высоких давлениях в сосуде требуется настолько большая толщина стенки, что стано вится трудным обеспечить хорошие прочностные свойства по всей ее толщине. В этом случае задача успешно решается путем приме нения сравнительно тонких стальных листов,наматываемых на основ ной барабан в виде плотного рулона, образующего цилиндриче скую обечайку сосуда. Так как длина такой обечайки невелика (рав на ширине рулонной стали), то для изготовления длинного сосуда приходится сваривать между собой несколько таких обечаек коль цевыми прочноплотными швами. При обычных методах сварки тол стостенных барабанов выполнение таких швов, учитывая большую
313