79. Требования к проектированию сварных балочных конструкций.

1. Определить высоту балки:

а) построить эпюры Mq и Q_q

б) построить линии влияния М и Q для характерных сечений

в) вычислить максимальные М и Q с помощью линий влияния для хактерных сечений;

г) построить объединенные диаграммы М_тах и Q_maх

д) определить высоту балки из условий жесткости и экономичности прочности, из двух высот нужно брать большую.

2. Сконструировать сечение балки.

3. Проверить полученное сечение:

а) по распределению металла (не менее 30% в поясах);

б) по прочности = [ ]± 5%;

в) по _тах на оси балки;

г) по эквивалентным напряжениям.

4. Обеспечить общую устойчивость балки (определить места закреп­ления сжатого пояса связями).

5. Обеспечить местную устойчивость балки (рассчитать, сконструировать, расставить вертикальные и горизонтальные ребра жесткости)

6. Назначить и рассчитать сварные соединения.

7. Спроектировать необходимые стыки балки (технологические, конструктивные, монтажные).

8. Сконструировать и рассчитать опорные части балок.

9. Составить спецификации основного и наплавленного металлов подсчитать вес их.

10. Вычертить балку в масштабе от 1: 100 до 1: 250 с необходимыми - сечениями и разрезами в масштабе от 1: 10 до1: 20. В чертеже должны быть все размеры и условные обозначения, необходимые для изготовления балки.

80. Технология сборки и сварки двутавровых балок.

Двутавровые балки в сварном варианте изготавливают высотой до 2000мм при толщине стенке 10…16 мм и толщине полок 16…50 мм. Балки высотой более 800 мм имеют на стенке поперечные ребра жесткости, обеспечивающие местную устойчивость ее при эксплутационных нагрузках. Качество двутавровой балки зависит от точности изготовляемых заготовок. Все элементы балки могут быть изготовлены на гильотинных ножницах, газокислородной, воздушно-плазменной или плазменной резкой. После правки кромок полок и стенки механически обрабатывают на кромкострогальных станках для придания им прямолинейности, при необходимости на кромках стенки образуют фаски.

При сборке двутавровой балки необходимо обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу с допускаемыми по чертежу местными зазорами в стыках и закрепление прихватками. Для этого используют сборочные приспособления с винтовыми и пневматическими прижимами.

При изготовлении двутавровых балок сварные швы соединения полки и стенки выполняют автоматической сваркой под флюсом или в среде защитных газов. Наклонным электродом можно сваривать одновременно два шва, однако имеется опасность образования подреза полки и стенки. Выполнение швов «в лодочку» позволяет получать более качественные сварные соединения, но приходиться поворачивать изделие после сварки каждого шва. Для поворота используют двухстоечные, цепные и кольцевые кантователи. В поточных линиях по изготовлению двутавровых балок часто используют кантователи рычажные челночного типа, позволяющие не только поворачивать изделие, но и транспортировать его между рабочими местами.

При установке балки в горизонтальный вращатель необходимо обеспечить надежное крепление и совмещение оси изделия с горизонтальной осью вращателя. Собранную балку с прихваченными выходными планками в виде тавриков укладывают мостовым краном во вращатель при горизонтальном положении грузозахватов с открытыми откидными зажимами при нижнем положении пластинчатых упоров. После закрепления стенки и полок винтовыми зажимами балку поворачивают и устанавливают а положение для сварки «в лодочку». Сварку стыка лучше проводить двумя аппаратами в направлении от середины балки к ее концам, причем в тавровом соединении в первую очередь выполняют шов на стороне без прихваток. Этот прием позволяет избежать поворота полок при формировании сварных швов.

Ребра жесткости на стенку балки устанавливают по разметке и прихватывают. В первую очередь выполняют швы, соединяющие ребро со стенкой. Причем сварку ведут начиная с ребер в середине балки последовательно в направлении к краям. Для предотвращения изгиба балки концы ее следует закрепить жестко к стенду или плите болтовыми или клиновыми хомутами. Приварку ребер к верхней полке также производят в нижнем положении, предварительно закрепив концы балки.

Технология сборки и сварки балки коробчатого сечения.

Наиболее технологичной является балка коробчатого сечения, поэтому эта конструкция является более предпочтительной в тяжело нагруженных сварных узлах машин. По характеру эксплуатации элементы балки от сосредоточен­ной нагрузки испытывают в верхней части сжатие, а в нижней - растяже­ние. Это условие может быть выполнено лишь при наличии строительно­го подъема (_с) в среднем равного 0,001 длины.

Диафрагмы выпол­няют по всей высоте балки либо чередуют с короткими длиной до 1/3 высоты и приваривают к верхнему поясу сплошными угловыми швами, а к вертикальным листам - чаще всего прерывистыми швами. Раскрой поясов и вертикальных стенок делают так, чтобы в центре балки не было сварных швов. Заготовки вырезают на гильотинных ножницах из листов толщиной до 25 мм и газовой резкой при большей толщине. Кромки заготовок по контуру обрабатывают на кромкострогальном станке. Кромки диафрагм, соединяемые с поясом и вертикальными стенками, механи­чески обрабатывают при строгом соблюдении углов 90°. Отверстия в диафрагмах вырезают газовой резкой.

Рис.4.17. Схема балки мостового крана: 1 - верхний пояс (сжат);

2 - ребра жесткости; 3 - верти­кальные стенки; 4 - диафрагмы; 5 - нижний пояс (растянут).

Сборку и сварку поясов осуществляют на хорошо выверенных стен­дах. Сварные швы выполняют автоматической сваркой под флюсом. Швы двухсторонние, причем до толщины металла 40 мм соеди­нение делают без разделки кромок, а свыше - с симметричной Х-образной фаской. С каждым поясом сваривается на том же режиме образец-свидетель, изготовленный из партии металла, используемого для изде­лия. Проводят гамма- или рентгеновский контроль всех сварных швов. Из образца-свидетеля вырезают плоские контрольные образцы и опреде­ляют механические свойства сварного соединения (_В, °, кси). Верти­кальные стенки собирают на аналогичном по конструкции рабочем мес­те. Сварные швы вертикальных стенок контролируют неразрушающим методом дефектоскопии в объеме 25% от их длины. Размечают верхний пояс, нанося меловой струн­кой продольные линии положения стенок и поперечные линии положения диафрагм. Устанавливают по инструментальному угольнику диафрагмы и прихватывают их. Приварку диафрагм к поясу выполняют ручной или ме­ханизированной дуговой сваркой. Сборку вертикальных стенок с верхним поясом и диафрагмами проводят с использованием самоходной скобы, оснащенной горизонтальными и вертикальными пневмо- или гидрозажимами. Сварные швы, соединяющие диафрагмы с вертикальными стенками, выполняют механи­зированной сваркой в среде углекислого газа или ручной дуговой сваркой в нижнем положении. Особое внимание при выполнении этой опе­рации следую обратить на обеспечение эффективной вытяжной местной вентиляции практически замкнутого пространства внутри балки. Размечают нижний пояс, устанавливают и прихватывают косынки-ловители и укладывают пояс на П-образный профиль. После­довательно прижимают пояс к вертикальным стенкам самоходной ско­бой с прижимом и прихватывают в потолочном положении. Поясные швы балки выполняют в положении «в лодочку» автоматической сваркой под флюсом. Сварку ведут одновременно двумя сварочными трак­торами в направлении от середины балки к ее краям, первыми сварива­ют швы нижнего пояса. Хорошо подобранные режимы и каче­ственно выполненная сварка обеспечивают получение швов с мениском, т.е. плавным переходом от стенки к поясу. При приварке ребер жесткос­ти, а также боковых ферм, площадок под механизмы и других элементов конструкции, устанавливаемых на вертикальные стенки, предварительно выгибают балку в обратную сторону ожидаемой деформации при сварочных работах. Усилия создают грузами или грузозахватами.