§ 4. Изготовление балок коробчатого сечения

Балки коробчатого сечения чаще всего используются при изготовлении конструкций крановых мостов и могут иметь боль­шую длину. В этом случае полки и стенки составляются из нескольких листовых элементов, свариваемых встык. На общую сборку полки обычно поступают в виде полосы требуемой дли­ны, а боковые стенки или подают в готовом виде, или набирают из отдельных листов.

/Сборку балки начинают с укладки на стеллаж верхнего пояса (верхней полки), расстановки и приварки к нему диафрагм. Такая последовательность определяется конструкцией балок этого типа, т. е. наличием малых и больших диафрагм, и необ­ходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установ­ки боковых стенок. Требования к точности расположения диаф­рагм вытекают из необходимости обеспечения прямолинейности бо­ковых стенок и их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм уста­навливают, прижимают (рис. 16-35, а) и прихватывают боко­вые стенки. Затем собранный П-образный профиль кантуют и внутренними угловыми швами стенки приваривают к диафраг­мам (рис. 16-35,6). Сборку за­канчивают установкой нижнего

пояса. Сварку поясных швов осуществляют после завершения сборки. Поворот балки в положение «в лодочку» обычно не про­изводят, и сварку ведут наклоненным электродом. Это объясня­ется тем, что для балки коробчатого сечения подрез у поясного шва менее опасен, чем для двутавра.

При отсутствии специализированной оснастки и механизации процессов изготовление балок коробчатого сечения оказывается весьма трудоемким. Организация поточного производства таких балок, как и большинства сварных конструкций значительных размеров, обычно усложняется ^из-за сравнительно малого выпу­ска одинаковых изделий одного типоразмера и достаточно боль­шого количества разных типоразмеров. Рассмотрим особенности подобного производства на примере механизированной поточной линии изготовления пролетных балок мостовых кранов на Узлов-ском машиностроительном заводе. Вследствие большой длины балок (до 36 м) линия выполнена с поперечным направлением потока и продольным движением оборудования и механизмов

Рис. 16-35. Изготовление балки коробчатого сечения:

в) установка боковых стенок; б) ■аварка внутренних швов

405

относительно изделия. Общий вид всех пяти рабочих мест этой липни показан на рис. 16-36.

Первое рабочее место — сборка и сварка верхнего пояса, ус­тановка и прихватка диафрагм. Транспортировка и раскладка листов верхнего пояса выполняется специальным самоходным порталом, имеющим подъемную траверсу с вакуумными захва­тами. Такие захваты обеспечивают возможность поштучного подъема листов металла из штабеля, что исключено при работе с магнитами. Портал передвигается по рельсам от места комп­лектования заготовок вдоль сборочного стенда. Стенд состоит из рядя роликовых опор, между которыми смонтированы магнит­ные флюсовые подушки, кантующие устройства и склизы. Сбор­ка и сварка листов верхнего пояса выполняется на флюсомаг-ннтных подушках полуавтоматом. Поворот верхнего пояса на 180° для сварки с обратной стороны производится рычажным кантователем, подобным изображенному на рис. 16-26, е. Первые рычаги девяти секций кантователя переводят верхний пояс из горизонтального положения в вертикальное (на угол 100°), а за­тем вторые рычаги подхватывают пояс и кладут его в горизон­тальное положение. После этого пояс сдвигается в поперечном направлении-на середину стенда и выполняется полуавтомати­ческая сварка стыковых швов с обратной стороны. Диафрагмы подают передвижной тележкой, по разметке устанавливают па поясе в вертикальное положение и прихватывают. За­тем верхний пояс с диафрагмами («гребенка») передается на стеллаж, расположенный между 1 и 2 рабочими мес­тами.

Передача длинной и гибкой «гребенки» со стенда / на проме­жуточный стеллаж и со стеллажа на рабочее место 2 выполня­ется двумя тележками с упорами и общим приводом через цеп­ную передачу. Провисание «гребенки» предотвращается специ­альными склизами, смонтированными па стойках стенда / (рис. 16-37). Склиз представляет собой балку 1, опирающуюся на ролик 7, закрепленный па стойке 6. На конце этой балки закреплена ось другого ролика 4, перекатывающегося по направ­ляющим 3. Захваченная упорами транспортирующих тележек «гребенка» смещается по склизам / до упоров 10 и увлекает их за собой, поднимая грузы противовесов 5. При подходе к сосед­нему стенду рычаги 8 упираются в его стойки, поворачиваются н убирают упоры 10, сжимая возвращающие пружины 9. Увле­каемая транспортирующими тележками «гребенка» сдвигается на соседний стеллаж или стенд, освобождая склизы, которые возвращаются в исходное положение противовесами.

На промежуточном стеллаже производится приварка диаф­рагм к поясу полуавтоматом под флюсом. Кроме того, этот стел­лаж служит компенсатором синхронизации ритма потока между первым и вторым рабочим местом. Передача «гребенки» на вто-

406

о

рое рабочее место осуществляется также с помощью тележек и склизов.

Второе рабочее место — сборка листов вертикальных стенок и прихватка их к диафрагмам и поясу.

Стенд для сборки состоит из опорных стоек, на их поверх­ности закрепляются прокладки различных толщин. Это позволя­ет задавать верхнему поясу прогиб,___________ _______

равный строительному подъему про-летиой балки. При сборке этот предварительный выгиб пояса за­крепляется установкой боковых [~ |------

листов, раскрой которых также учи- п

тывает требуемый строительный I

Рис. 16-38. Самоходный транс-Рис. 16-37. Механизм склиза пор тирующий портал

Транспортировка и установка листов стенок выполняется самоходным порталом (рис. 16-38), передвигающимся по рель­сам от места комплектации заготовок вдоль сборочного стенда, Две траверсы / с вакуумными захватами 2 закреплены шарнир-по и гидроцилиндрами 4 могут перемещаться в горизонтальном направлении. Кроме того, гидроцилиндры 3 с вертикальными на­правляющими 5 позволяют опускать траверсу для захвата листа на складе заготовок и поднимать для установки его на место сборки. Листы крепят снизу скобами-ловителями, а сверху — на­кидными захватами, закрепляемыми на диафрагмах. Затем транспортирующий портал возвращается за следующей парой листов.

По мере установки элементов стенок производится их сборка и прихватка. Для этого используют второй самоходный портал, несущий пневматические прижимы. По тем же рельсам сбороч­ный портал подводится к вертикальным листам, установленным первым порталом. Включением пневмоцилиндров листы одно-

4Q8

временно прижимаются к диафрагмам и верхнему поясу, и со­бранное сечение закрепляется прихватками. Затем прижимы выключаются, портал перемещается на расстояние между диаф­рагмами и цикл повторяется,

Третье рабочее место — сварка стыковых швов вертикальных стенок изнутри и приварка их к диафрагмам (см. рис. 16-36).

Это рабочее место состоит из двух стендов. Передача балки со второго рабочего места на третье осуществляется с одновре­менной кантовкой бал­ки на 90° специальным четырехкрюковым кра­ном — кантователем. После сварки одной стенки поворот на 180°, а также передача бал­ки на четвертое рабо­чее место выполняются этим же краном. Нали­чие второго стенда компенсирует наруше­ния ритма потока меж­ду третьим и четвер­тым рабочими местами.

Четвертое рабочее место — сборка и свар­ка нижнего пояса, ус­тановка его на балку, гибка концов по ско­сам вертикальных сте­нок. В соответствии с этим рабочее место состоит из стенда сбор­ки и сварки нижнего пояса, кантователя

и стенда установки нижнего пояса на бал­ку (см. рис. 16-36).

Основными узлами стенда для сборки и сварки нижнего пояса являются стойки со свободно вращающимися роликами и две флюсомагнитные по­душки. Как и на первом рабочем месте, листы нижнего пояса подаются и раскладываются самоходным порталом, сварка с од­ной стороны производится полуавтоматом.

Для установки пояса на балку используется оригинальный кантователь, расположенный в приямке между стендами (рис. 16-39). Кантователь имеет рычаги с ппевмозахватамии ме­ханизмы подъема и поворота, его кинематическая схема показана

Рис. 16-39. Кантователь нижнего пояса

«^'^ш '^^ЙР

-^s

Рис. 1640. Кинематическая схема кантователя нижнего пояса

на рис. 16-40, а. В исходном положении рычаги кантователя располагаются под сваренным поясом на уровне роликов стенда. Гибкий пояс закрепляется на рычагах включением пневмозахва-тов (рис. 16-40,6). Подъем производится ходовыми винтами с по­мощью гаек, вращаемых червячными парами от электродвига­телей. В результате неподвижного закрепления кондов цепей подъем пояса сопровождается его поворотом из-за вращения звездочек.

Перед установкой нижнего пояса необходимо выправить гоф­ры, образующиеся на вертикальных листах в процессе сварки их стыков и приварки к диафрагмам. Для этого расположенные на тележках гидродомкраты подводятся к концам балки и, на­жимая на верхний пояс, прогибают балку до полной выборки се строительного подъема. При этом кромка вертикальной стенки оказывается растянутой в упругой области и гофры устраняют­ся. Затем самоходным порталом с вертикальными пневмоди-линдрами пояс прижимается к балке и его прихватывают. Этим же порталом производится гибка концов пояса по скосам верти­кальных стенок. После прихватки нижнего пояса и освобожде­ния балки от закрепления строительный подъем восстанавлива­ется, но гофры не возникают. Сварка стыковых швов пояса с внешней стороны выполняется полуавтоматом.

Пятое рабочее место — автоматическая сварка наружных продольных и поперечных швов. На два стенда этого рабочего места балки подаются четырехкрюковьщ крапом-кантователем.

Подача тракторов к месту сварки продольных швов осуще­ствляется самоходными консолями, перемещающимися но направляющим вдоль колонн цеха (см. рис. 16-36). Консоль име­ет и механизм подъема, который позволяет устанавливать сва­рочный трактор на балку или убирать его после окончания свар­ки. Управление движением консолей осуществляется с кнопоч­ного пульта, смонтированного па сварочном тракторе. Сварка поясных продольных швов выполняется наклоненным электро­дом при движении трактора непосредственно по балке.

Для сварки поперечных швов стенок используется самоход­ная тележка, перемещающаяся между двумя стендами. На пово­ротной консоли этой тележки смонтированы подвесные направ­ляющие для сварочного трактора. Механический привод верти­кального перемещения обеспечивает установку направляющих трактора по высоте в соответствии с размером свариваемой балки.