Лекции
«Средства механизации
сварочного производства»
Лекции
1.Средства механизации сварочного производства.
2.Заготовительные операции.
3. Расчет мощности электропривода вращателя.
4. Конструкция и расчет двухстоечных вращателей.
5. Расчет двухстоячных кантователей с поворотной рамой.
6. Расчет рычажно-домкратных кантователей.
7. Цепные кантователи.
8. Кольцевые кантователи.
9. Роликовые стенды.
10. Определение силовых факторов
Средства механизации сварочного производства
Существует 6 основных групп операций сварочного производства:
заготовительная (изготовление деталей для сварочных конструкций)
сборочные;
сварочные;
отделочные операции;
контрольные операции;
вспомогательные операции.
Вспомогательные операции
неразрывно связанные собственно вспомогательные
со сваркой (А) цеховые (Б)
А: установка сварочного аппарата на начало шва;
центровка изделия;
засыпка флюса;
закарачивание электрода;
смена электрода или кассет;
поворот позиционирования изделия;
перемещение сварщика.
Б: крановые;
транспортно-подъемные;
перегрузочные;
накладочные;
комплектование деталей.
Заготовительная операция – 22%;
Сборочная операция – 13,6%;
Сварочная операция – 16,3%;
Отделочная операция – 10%;
Вспомогательные операции – 38,1%.
Учитывая трудоемкость операций можно сделать вывод, что проблема повышения производительности труда в сварочном производстве может быть решена за счет комплексной механизации.
Под механизацией понимают замену ручного труда работой машин.
Термин автоматизация может распространятся на весь процесс либо на его элементы, в этом случае говорят о частной автоматизации.
Механическое производство – это способ выполнения производственного процесса при помощи машин и механизмов получающих энергию от отдельного источника. Управление производится вручную.
Механизмы для выполнения сварочных операций могут быть разделены на следующие группы (сборочные операции и технологическое оборудование не рассматриваются):
оборудование для остановки и поворота собираемых и свариваемых изделий;
оборудование для обеспечения вспомогательных операций (подача и уборка флюса, формирование корня шва, качественных токоподводов).
Заготовительные операции:
правка изделий;
разметка;
разделительная резка;
гибка;
очистка.
правку листового проката толщиной 8-40 мм осуществляют в холодном состоянии на многовалковых (5-11) машинах. Суть процесса заключается в создании знакопеременной пластической деформации.
Как правило, при изготовлении листового проката на краях концентрируются механические и химические неоднородности.
Правку сортового проката (уголок, швеллер, двутавр) осуществляют на фасонных многовалковых машинах.
Прокат больших номеров (швеллера, двотавра) правят на специальных правильных прессах.
Листы толщиной меньше 2 мм правят на растяжных машинах.
Разметка.
На сегодняшний момент в большинстве случаев применяется автоматизированный раскрой металла.
Резка.
Наиболее широкое распространение имеет механическая резка на гильотинных ножницах, рез при этом прямолинейный. Схема процесса следующая:
При резке на гильотинных ножницах на кромках образуется пластическая деформация. Если эта кромка переплавляется, то никаких дополнительных мероприятий не надо проводить, а если она остается свободной, то образуется пластическая деформация.
Дисковые ножницы:
Не менее широкое распространение имеет термическая резка. Основные виды:
Кислородная;
Воздушно-плазменная.
Недостаток:
большой шум;
правая кромка по ходу плазматрона насыщается азотом – порообразование.
Преимущества :
производительность;
экономичность.
Одним из перспективных направлений в области резки является водяная струя под высоким давлением.
4.Гибка – предание изделию конической или цилиндрической формы. Осуществляют гибку на 3-4 гибочных валковых машинах (вальцы).
Четырех валковые машины
5.Очистка бывает механическая и химическая. Очистка кромок при сварке алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы очищаются и химическим и механическим путем. Нельзя чистить алюминий стальными щетками.
Шабрение – механическое удаление шабром пленки, может находится около суток на воздухе.
Химическая очистка (6-8 часов), нужны большие ванны, голыми руками касаться нельзя.
Сварочные вращатели
Сварочные вращатели предназначены для вращения сварочного изделия со сварочной скоростью вокруг постоянной оси вращения. Могут быть с горизонтальной осью вращения, с вертикальной осью вращения, с наклонной осью вращения.
Правило выбора серийно-выпускаемого сварочного вращателя:
Выбор модели горизонтальных и вертикальных вращателей производится по массе свариваемых изделий и крутящего момента относительно оси вращения.
Параметры наклонных вращателей и одностоичных горизонтальных в случае значительной длины сваривакмого изделия (без поддерживаемой опоры) определяются по массе изделия, крутящему моменту относительно оси вращения, и относительный опрокидывающий момент относительно опорной поверхности.
Н – расстояние от центра тяжести до ближайшей точки опрокидывания.
Привод таких вращателей состоит из цилиндрических и червячных передач. Кинематическая схема.
Привод в таких вращателях осуществляется двигателем постоянного тока и направление вращения регулируется потенциометром и переключателем. Очень часто для работы с горизонтальным вращателем используется вторая опора (люнет).
Расчет мощности электропривода вращателя
f – коэффициент трения в подшипниках скольжения =0,1 качения = 0,015
чаще всего используются подшипники скольжения.
А,В – полная реакция в подшипниках А и В.
dА, dВ - диаметры вала в подшипниках А и В.
Диаметры валов dА, dВ определяются методом последовательных приближений. В этом случае возможны два пути:
В формуле для Мкр сначала принебригали Мтр, и видим расчет диаметров dА, dВ, приближенно принимая
Тогда изгибающий момент
После первой операции определение диаметров подставляем их в значения и повторяем расчет. Если изменением диаметров не превышает 10% расчет заканчиваем.
2. задаемся значениями диаметров dА, dВ, и ведем расчет для определения силы Q.
Из конструктивных соображений и для упрощения соображений диаметры в опорах А и В – равны, а расчет ведется по опасному сечению – опора А.
Расчет вращателей с вертикальной осью вращения
Подход к расчету аналогичен к расчету вращателей с горизонтальной осью
В этом случае необходимо учитывать наличие упорного подшипника на котором установлен шпиндель.
Изгибающий момент
Радиальные реакции:
1. равенство моментов относительно опоры В
Расчет диаметров вала по эквивалентному моменту.
Σдоп для стали 40Х принимают равным 60 – 80 МПа.
В связи с неопределенностью значения силы Q расчет ведем методом последовательных приближений.
Мощность двигателя
[кВт
n
[ об/мин]
η0
– общий
КПД привода
;
η3=0,95
– КПД зубчатого редуктора, η4
– КПД червячного редуктора.