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: 148
Скачиваний: 3
------------------------------------------- то —---------------------------------- -- |
— |
- |
Рис. 105. Автоматическая контактная машина для сварки панельных радиаторов.
Так как автоматическая линия работает по принципу непрерыв ного действия, то рассматриваемая машина, сваривающая швы, расположенные поперек движения ленты, сконструирована подвиж ной — следящей за движением ленты и выполняющей сварку швов на ходу конвейера. Для этого она снабжена специальным следящим устройством, сблокированным с пневматическим зажимным механиз мом 1, при помощи которого положение сварочной машины перед свар кой точно и жестко фиксируется относительно движущейся ленты.
Машина состоит из двух сварочных кареток 3 и 4, каждая из которых оснащена парой сдвоенных контактных роликов 2. Следо вательно, каждая каретка при своем движении поперек ленты осу ществляет сварку пары швов, охватывающих линию раздела радиа торов (по 11 мм на сторону). Каретки расположены на фиксирован ном расстоянии друг от друга, определяющем длину радиатора. Минимальное расстояние между ними — 705 мм.
Каретки передвигаются по направляющим рельсам 9 и 7, смон тированным на соответствующих подвижных станинах 8. Обе эти станины вместе со своими каретками установлены на продольной «летучей» тележке 10, которая во время сварки жестко сцепляется с движущейся лентой при помощи пневмозахвата 1 и, следователь но, перемещается по ходу конвейера самой лентой и сопровождает ее. Такие машины часто называют «летучими».
После окончания сварки поперечных швов тележка 10 со свароч ными каретками 3 и 4 автоматически разъединяется с лентой и быст ро возвращается гидроцилиндром 11 назад, в исходное положение. Тележка 10 передвигается по продольным направляющим 6, уло женным на фундаментную раму.
Перемещение сварочных кареток вдоль швов, т. е. перпендику лярно оси конвейера, осуществляется электроприводами со ско ростью сварки 1,5 м/мин, следовательно, при ширине ленты около 600 мм машинное время сварки четырех швов составляет 24 сек.
Процесс зажатия панельных лент захватным следящим устрой ством машины, а также процесс сопряжения двух листов самими сварочными роликами, является в сущности сборочным процессом и поэтому рассматриваемая машина охарактеризована как сбороч но-сварочная VII класса.
Управление машиной (кроме пульта 5) осуществляется общей централизованной системой автоматического управления линией, построенной по рефлекторному принципу последовательного дейст вия, причем ритм задается скоростью движения ленты, которая может регулироваться в пределах 1,5—2,5 м/мин. При заданной скорости ленты и и длине радиатора / штучная производительность
машины, как и всей линии, Q = —-— шт/ч.
338
«Летучие» сварочные машины применяются в автоматических линиях непрерывного действия не только в сварочном производст ве; например, на линии непрерывного проката применена «лету чая» контактная машина для сварки стыков горячих заготовок, по даваемых в прокатный стан.
В рассматриваемой автоматической линии панельных радиато ров установлена также сварочная роликовая машина, предназна ченная для контакт ной сварки продоль ных швов панельной ленты. Эта машина по своей конструкции и действию гораздо про ще машины для попе речных швов и даже проще обычных серий ных машин, так как не имеет собственного привода для враще ния контактных роли ков. В отличие от «ле тучей» машины она установлена в поточ ной линии стационар но и состоит из двух пар холостых кон тактных роликов, че рез которые непре рывно протягиваются и свариваются про дольные кромки обеих лент. Механизм про
тяжки расположен на линии впереди, вне машины. Следовательно, контактные ролики машины выполняют лишь функции токоподвода и сжатия свариваемых листов, а не их сварочного перемещения. Машина работает непрерывно со скоростью сварки, равной скорос ти конвейера (1,5—2,5 м/мин).
Рассмотрим машину VII класса для точечной контактной свар
ки. Автоматическая с б о р о ч н о - с в а р о ч н а я |
м а ш и н а |
АТПА-2 X 30 (рис. 106) для сборки и сварки электродов |
щелочных |
аккумуляторов установлена в поточной линии. Сварной электрод щелочного аккумулятора состоит из двух деталей: электродной пла стины и контактной планки. На предшествующей позиции поточной линии электродная пластина проходит через правильные вальцы,
339
которые после рихтовки пластины передают ее под электроды сва рочного автомата. Автомат выполняет следующие операции: прием пластины с поточной линии, подачу контактной планки из магази на-питателя к месту сварки, сочленение пластины с контактной планкой, приварку планки к пластине в двух точках, выдачу го тового изделия на транспортер.
Сборочно-сварочный автомат АТПА-2Х30 состоит из поворот ного стола с системой бункеров-магазинов, в которых расположены контактные планки (детали будущего изделия). Во время работы планки автоматически подаются под сварочные электроды машины. При подаче последней планки из бункера стол автоматически повора чивается и включается в работу следующий бункер. После установ ки пластины (первой детали), подаваемой с поточной линии, кон тактная планка (вторая деталь), подаваемая из бункера-питателя, с помощью пневматических устройств и электромагнитов прижима ется к пластине строго под электродами сварочной машины. Так про изводится сборка изделия под сварку. Затем осуществляется про цесс сварки.
В машине имеется два сварочных трансформатора мощностью по 30 та каждый и две пары электродов (по числу одновременно свариваемых точек). Давление на электроды создается пневмоци линдрами. По окончании сварки один конец рольганга опускает ся (как показано на рис. 106), готовое изделие под действием собст венного веса перемещается по рольгангу на линейный транспортер и подается к месту контроля. Производительность машины, как и всей линии, составляет 1800 иіт/ч.
Значительный технико-экономический эффект обеспечивает при менение м н о г о т о ч е ч н ы х контактных машин в механизирован ных и автоматических линиях на заводах автомобилестроения, транспортного машиностроения, сельхозмашиностроения, уголь ного машиностроения и др. В настоящее время в автомобильной промышленности применяются машины, имеющие до 300 и более сварочных пистолетов в одной машине.
Если рассматривать эти машины изолированно от линии, в ко торой они работают, то их нельзя квалифицировать как оборудова ние VII класса, так как они выполняют только операции сварки, а не сборки изделия под сварку. Поэтому многоточечные сварочные машины отнесены к V классу автоматизированного оборудования и рассмотрены в § 17, 22.
От таких сварочных машин существенно отличаются некоторые многоточечные машины-комбайны, например автоматические ма шины, предназначенные для массового изготовления арматурных сеток, используемых в железобетонных конструкциях. На этих ма шинах выполняется не только сварка, но и весь комплекс сбороч
340
ных, вспомогательных и некоторых заготовительных операций. Все эти операции выполняются автоматически в определенной по следовательности, характерной для поточной линии. Поэтому по добные машины-агрегаты следует относить к автоматическим ли ниям, т. е. к оборудованию IX класса.
§ 20. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ
ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ VIII И IX КЛАССОВ -
Поточной линией называется комплекс оборудования, на кото ром выполняется последовательным технологическим потоком за данный цикл производственных операций по изготовлению целого изделия или его части. Механизированная (VIII класса) или автома тическая (IX класса) сборочно-сварочная линия является высшей формой комплексной механизации и автоматизации сварочного про изводства. Общая классификация и виды поточных линий приме нительно к серийному и массовому сварочному производству рас смотрены в § 3.
Комплекс операций, выполняемых на рассматриваемых линиях, может быть охарактеризован следующим образом.
Обязательные операции, выполняемые на этих линиях: основные технологические операции сварочного производства — сборочные и сварочные; вспомогательные —. транспортные, кантовочные, за грузочные, разгрузочные и проч.; контрольные.
Дополнительными операциями являются заготовительные и дру гие несварочные операции по изготовлению деталей: механообра ботка, формовка, изгиб, резка и др.
Количество и качество операций, выполняемых на данной линии, зависит от множества факторов и, прежде всего, от конструкции изделия и его размеров, характера технологических операций и ти па производства (серийного, массового), например, при изготовле нии сварных узлов вагона, судового корпуса или автомобиля едва ли целесообразно производить на одной поточной линии не только сборку и сварку, но и заготовительные операции по резке, изгибу и штамповке деталей, так как эти операции, весьма различные по своему характеру и продолжительности выполнения, сильно за трудняют синхронизацию потока (см. рис. 113). В то же время в производстве сварных труб (рис. 107) или штампосварных панель ных радиаторов (см. рис. 117) весьма выгодно включить в единый технологический комплекс операции резки листов, правки, формов ки, сборки и сварки, так как все эти операции можно производить
341
одновременно и непрерывно общим конвейерным потоком на син хронизированной линии непрерывного действия.
В техническом задании на проектирование механизированной или автоматической линии исходными данными являются: годовая программа выпуска сварных изделий, изготовляемых на данной линии В и годовой фонд рабочего времени линии Ф.
Необходимая производительность линии (темп выпуска)
Q ^ -щшт/ч, |
(41) |
где 1] — коэффициент использования годового фонда времени, учи
тывающий неизбежные простои линии из-за неполадок, поврежде ний и настроек.
Коэффициент
|
Л = |
, |
(42) |
где |
— сумма потерь рабочего времени линии за год. |
|
По данным А. И. Красовского [16], коэффициент использования
•сборочно-сварочных линий на машиностроительных заводах со ставляет 0,5—0,6 в период освоения линии и 0,7—0,75 — после полной отладки и освоения. Более высокие значения коэффициента использования автоматических линий могут быть достигнуты путем применения специальных организационно-технических мероприя тий. По данным В. Ф. Ржевского [33], этот коэффициент для автома тических линий может колебаться в пределах 0,6—0,9. Значения т] для механизированных линий VIII класса, как правило, выше, чем для автоматических линий IX класса, благодаря отсутствию в них сложных систем автоматического управления и вследствие этого меньшей повреждаемости линии в целом. Установлено, что ме ханизированные сборочно-сварочные линии обладают более высокой ■степенью надежности по сравнению с автоматическими линиями то го же назначения.
Основными параметрами поточной линии, определяющими ее технологическую и эксплуатационную характеристику, являются: такт производства t, ритм потока г и общая продолжительность
производственного цикла Т. |
і мин — это промежуток времени |
||
Т а к т п р о и з в о д с т в а |
|||
между выпусками двух соседних изделий (на выходе линии): |
|
||
60 |
60Фп |
(43) |
|
Q |
В мин. |
||
|
Р и т м п о т о к а г мин — промежуток времени между после довательными передачами с одного рабочего места на другое равных
количеств пт (транспортных партий) |
одинаковой продукции: |
г = tnT. |
(44) |
342
Величина ритма может быть различной на разных участках ли нии, но всегда должна быть кратной такту. Она может быть больше, меньше или равна такту, в зависимости от продолжительности опе раций на отдельных рабочих местах, наличия или отсутствия раз ветвленных участков и способа транспортной передачи изделий или их узлов (партиями или поштучно).
При поштучном, а не групповом движении изделий по линии с по следовательным расположением рабочих мест ритм потока будет равен такту, так как пт— 1, следовательно, по формуле (44) г = t. На участке изготовления узлов, являющихся элементами будущего сварндго изделия (выпускаемого в конце линии), ритм потока при групповой передаче узлов
|
|
(45) |
при |
поштучной передаче — |
|
|
г — —t |
(46) |
|
«5 |
|
где |
Пу — количество узлов, входящих |
в состав одного изделия. |
На разветвленном участке линии, имеющем і параллельно рабо тающих ветвей, ритм каждой ветви при поштучной передаче изде лий (а не отдельных деталей)
г = и. |
(47) |
Такое разветвление показано на рис. 107 в линии производства прямошовных труб большого диаметра. На позиции 10, где произ водится наружная сварка труб (см. рис. 108), каждая из трех па
раллельных ветвей потока имеет ритм г10 = |
31. На позиции 12 ритм |
|
каждой из пяти ветвей потока равен г12 = |
Ы и т. д. |
Вместе с тем |
на других (неразветвленных) позициях линии (2, 3, |
4, 5, 6, 7, 8 |
и др.) ритм потока равен такту производства.
Приведенные выше примеры и формулы не исчерпывают всего разнообразия вариантов зависимости между ритмом потока и так
том производства. |
п р о и з в о д с т в е н н о г о |
П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь |
|
ц и к л а изготовления изделия |
на линии равна времени Т про |
хождения изделия по линии, начиная от подачи заготовок или сырь евого материала на первую позицию и кончая выдачей готового из делия с последней позиции. Для обычной сборочно-сварочной линии» все участки которой работают с одинаковым ритмом, равным такту производства, продолжительность производственного цикла при по штучной передаче изделия равна произведению ритма на число п последовательно расположенных рабочих мест (позиций), т. е„
Т = га.
343
Продолжительность |
операций |
на одной |
данной позиции, т. е. |
о п е р а ц и о н н о е |
в р е м я |
п о з и ц и и |
tn, может несколько |
колебаться относительно заданного значения ритма (в известных пределах). В жестко синхронизированном потоке, не имеющем буфферных промежуточных заделов (накопителей), операционное время физически не может быть больше ритма.
Способы рациональной организации механизированных и автома
тических линий в сварочном производстве. |
|
1. |
В ы р а в н и в а н и е п р о д о л ж и т е л ь н о с т и о п е |
р а ц и й |
tn. При проектировании технологического процесса и |
всей поточной линии необходимо стремиться к тому, чтобы продол |
|
жительность операций, выполняемых на отдельных рабочих местах, |
включая и время межоперационного транспорта, была примерно одинаковой для всего потока и равной ритму, или кратной ему на разветвленных участках линий. На позициях разветвленной части линии продолжительность операций tn должна быть больше в і раз, где і — целое число параллельных ветвей.
Неравенство операционных времен tn, а следовательно, и неполная загрузка рабочих местлинии,особенно отрицательно влияют наэкономические показатели таких поточных линий, которые имеют сравни тельно низкий уровень механизации и автоматизации У2. Эти линии, как правило, обслуживаются большим числом рабочих, вынужденные простои которых снижают экономическую эффективность линии.
На механизированных и автоматических линиях с высоким уровнем автоматизации влияние этого фактора значительно меньше, так как при очень малом числе обслуживающего персонала, харак терном для таких линий, простои персонала мало влияют на себе стоимость выпускаемой продукции. Следовательно, на автомати ческих и хорошо механизированных линиях можно допустить несколько большую неравномерность операционных времени произ водительности машин, особенно, если недогруженные места осна щены недорогим оборудованием, простои которого и аммортизационные затраты мало сказываются на себестоимости продукции. Поэтому даже в обычных механизированных линиях можно встраи вать рабочие места с пониженным операционным временем при ус ловии, если они оснащены автоматическим оборудованием, дейст вующим без участия людей. Например, если операция сборки под сварку производится с помощью автоматически действующих пнев моцилиндров и контактной точечной машины (без людей), то для такой сборочной операции можно выделить отдельную позицию без ущерба для экономичности линии, несмотря на то, что машинное время такой автоматической сборки в несколько раз меньше време ни последующей операции дуговой сварки длинного шва и соот ветственно меньше заданного такта.
344