книги из ГПНТБ / Чвертко А.И. Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки

диаметров необходим большой ход сварочного аппарата (го­ ловки) по вертикали или вертикальное перемещение траверсы со сварочным аппаратом, что усложняет конструкцию.

Рис. 71. Типовые схемы компоновок установок и станков для свар­ ки круговых швов и наплавки изделий на роликовых опорах.

По схемам, изображенным на рис. 71, а, б, компонуют­ ся небольшие установки и станки для сварки круговых швов на роликовых опорах. Это обычно специальное или специа­ лизированное оборудование; сварочная головка (мундштук) имеет небольшое настроечное перемещение по вертикали и горизонтали. Иногда такие установки и станки имеют

100

две сварочных головки для сварки одновременно двух кру­ говых швов. Установка, схема компоновки которой пред­ ставлена на рис. 71, в, занимает небольшую площадь, но пригодна только в тех случаях, когда длина изделия не превышает горизонтального хода выдвижной штанги. Для этой установки применяют стационарный роликовый стенд и колонну, которая может быть стационарной и неповоротной.

Установку, схема компоновки которой приведена на рис. 71, г, применяют для сварки внутренних швов. При малых диаметрах изделий флюсоаппарат, катушку с про­ волокой и пульт управления сварочного аппарата выносят за пределы зоны сварки (на другой конец выдвижной штан­ ги). Иногда в таких компоновках вместо выдвижной штан­ ги применяют консоль, а для перемещения сварочного ап­ парата по горизонтали основание консоли крепят к тележке, имеющей направляющие, расположенные вдоль оси изде­ лия. Для наблюдения за совмещением электрода со стыком в установках для сварки внутренних швов иногда применя­ ют телевидение. Установка, схема компоновки которой изо­ бражена на рис. 71, д, состоит из самоходного стенда и стационарной неповоротной колонны. Длина изделия не ограничивается ходом выдвижной штанги. Установка (см. рис. 71, е) состоит из одного или двух и более стацио­ нарных роликовых стендов и неповоротной колонны, уста­ навливаемой на самоходной тележке. Для такой компонов­ ки характерна высокая степень использования сварочно­ го оборудования при наличии двух и более роликовых стендов, так как в то время, когда на одном стенде идет сварка, на втором происходит установка очередного изде­ лия и подготовка его к сварке.

Установка, схема компоновки которой приведена на рис. 71, ж, состоит из нескольких роликовых стендов с нерегулируемым приводом продольного перемещения и неповоротной колонны, имеющей самоходную тележку с нерегулируемой скоростью перемещения. Такая компонов­ ка обеспечивает подачу на сварку продольных и кольцевых швов крупногабаритных длинных изделий без помощи це­ хового подъёмного крана.

Вращение изделия с помощью роликовых опор имеет следующие преимущества: скорость сварки равна окруж­ ной скорости вращения роликов .и не зависит от диаметра изделия; удобство установки изделия в устройство для вра­ щения, т. е. на роликовый стенд, и отсутствие необходимое-

101

ти крепления изделия, кроме малых установок, когда вес изделия мал для создания достаточных сил трения между изделием и роликами — в этом случае применяют допол­ нительный прижим изделия к роликам; удобство вращения длинных и нежестких изделий.

В специальном станке-полуавтомате Р959 (рис. 72) для сварки колес изделие устанавливают на приводные ролики и прижимают сверху холостым роликом. Каждая из двух

102

сварочных головок имеет два рабочих положения. Вначале две сйарочные головки одновременно сваривают обод с двумя дисками; затем происходит переключение скорости вращения роликового вращателя, сварочные головки пере­ мещаются во второе положение, и происходит одновремен­ ная сварка двух дисков со ступицей.

/ — ф л ю с о а п п а р а т ; 2 — с в а р о ч н а я г о л о в к а ; 3 — р о л и к о в ы й с тен д; 4 — с т а н и н а .

Для сварки под флюсом двух круговых швов бочек ем­ костью 100 и 200 л предназначена установка Р706 (рис. 73.) Изделие устанавливают на приводном роликовом стенде. Сварочные головки закреплены на кронштейнах, отводи­ мых при установке и снятии изделия. Каждая сварочная головка снабжена копирными роликами и корректорами для настройки положения электрода поперек шва на ±Ю мм и вылета электрода в пределах 15—35 мм.

103

Установки, применяемые для сварки круговых швов круп­ ногабаритных изделий (диаметром более 1000 мм), как пра­ вило, компонуют из приводного роликового стенда и само­ ходной колонны, несущей сварочный аппарат. Иногда в роли сварочного аппарата применяют сварочный трактор, напри­ мер в установке У177 (рис. 74). Она состоит из роликового

Рис. 74. Схема установки У177:

/ — б у к к е р д л я ф л ю с а ; 2 — в е л о с и п е д н а я т е л е ж к а ; 3 — с в а р о ч н ы й т р а к т о р ; 4 — ф л ю с о п о д у ш к а д л я к р у г о в ы х ш в о в ; 5 — ф л ю с о п о ­ д у ш к а д л я п р о д о л ь н ы х ш вов; 6 — р о л и к о в ы й с т е н д ; 7 — и с т о ч н и к пи та п н я .

стенда и велосипедной тележки. На этой установке можно сваривать наружные и внутренние круговые и продоль­ ные швы [27].

Наплавочные установки с роликовыми опорами распро­ странены значительно реже, чем наплавочные установки дру­ гих типов. Рассмотрим некоторые из них, которые содержат интересные конструктивные и компоновочные решения.

104

Установка Р762 (рис. 75) для наплавки под флюсом внут­ ренней поверхности ступиц и центров вагонных колес со­ стоит из наклонного роликового стенда — вращателя на­ плавляемого изделия и наплавочного аппарата с наклонным суппортом, установленного на подъемной гильзе, переме­ щаемой по поворотной колонне. Наружный диаметр на­ плавляемых изделий 800—1100 мм [27].

Установка Р802 (рис. 76) предназначена для наплавки под флюсом больших и малых конусов засыпных устройств доменных печей [27]. Диаметры наплавляемых конусов 1500—4800 мм. Перед наплавкой изделие должно быть на­ грето коксогазовыми горелками до температуры 300° С; температура конуса должна поддерживаться постоянной в процессе наплавки. После наплавки конус помещают в колодец для охлаждения в течение заданного времени.

Ось вращения конуса, установленного на роликах, рас­ положена под углом 37° к горизонтали так, что верхняя образующая находится в горизонтальном положении. Два нижних приводных ролика расположены на двухкоординат­ ном суппорте, перемещаемом относительно общей плиты. На этой же плите смонтирована колонна, по которой пере­ мещается на каретке верхний опорный ролик. На колонне установлена площадка с механизмами поворота и подъема, направляющими для наплавочного автомата и флюсобункером.

При установке изделия на роликоопоры площадка с на­ плавочным автоматом поворачивается на угол 90°. Наплав­ ка производится на постоянном токе многоэлектродным на­ плавочным автоматом. Скорость наплавки поддерживается постоянной (в диапазоне 10—40 м/ч) автоматическим изме­ нением скорости вращения электродвигателя приводных роликов. Скорость наплавки корректируется с помощью реостата, расположенного на пульте управления. Настрой­ ка шага наплавки осуществляется с помощью сменных ше­ стерен в пределах 10— 100 мм.

Автомат А475 состоит из подвесной наплавочной головки с механизмом подачи электродов, двух подъемно-выдвиж­ ных штанг (горизонтальной и вертикальной) для установоч­ ных перемещений головки, катушек для электродной про­ волоки. Автомат обеспечивает постоянную скорость подачи электрода, не зависящую от напряжения дуги, в пре­ делах 30— 150 м/ч. С помощью корректировочных меха­ низмов можно изменять положение сварочной головки;

105

3

Рис. 75. Схема установки Р762:

Рис. 76. Схема установки Р802:

/ — к о л о н н а ; 2 — п л о щ а д к а ; 3 — н а п л а в о ч н ы й а в т о м а т ; 4 — в е р х н и й о п о р н ы й р о л и к ; 5 — н и ж н и е п р и в о д н ы е р о л и к и .

J06

а) смещение с зенита на величину ±100 мм\ б) перемеще­ ние по вертикали на 300 мм. Головки автомата поворачи­ ваются на 90° в обе стороны, расстояние между электрода­ ми изменяется с помощью сменных мундштуков.

МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ И СТАНКИ ДЛЯ СВАРКИ КРУГОВЫХ швов

Многопозиционными называют установки и станки, в которых свариваемые изделия занимают последовательно две или более позиций (или два и более положений) либо два или более сварочных аппарата (сварочные головки) произ­ водят сварку нескольких изделий последовательно, син­ хронно (параллельно) или со сдвигом по времени, меньшим времени сварки одного изделия.

Применение многопозиционных установок и станков так же, как и многоголовочной и многодуговой сварки умень­ шает объем вспомогательных работ и значительно повышает производительность труда и оборудования.

Многопозиционные установки и станки для. сварки кру­ говых швов существенно отличаются от однопозиционных. Они имеют следующие преимущества перед однопозицион­ ными установками и станками: меньше занимаемая площадь, так как одна многопозиционная установка, смонтирован­ ная на общей станине, занимает меньше места, чем эквива­ лентное по производительности количество однопозицион­ ных установок; меньшая металлоемкость; большая произ­ водительность труда; высокая степень использования элементов сварочного оборудования — сварочных аппара­ тов и источников сварочного тока.

В многопозиционной установке или станке время загруз­ ки в одной позиции совмещается со временем сварки в дру­ гой. В таком станке или установке может быть всего одна сварочная позиция, но и в этом случае производительность труда резко увеличивается за счет совмещения вспомога­ тельного времени с основным.

Многопозиционные установки и станки бывают последо­ вательного, параллельного, последовательно-параллель­ ного действия и роторные.

Многопозиционные установки и станки последователь­ ного действия применяют для сварки достаточно сложных изделий. Установки и станки с одной сварочной и одной или несколькими загрузочно-разгрузочными и вспомогатель­

на

ными позициями тайнее являются агрегатами последова­ тельного действия. Многопозпционные установки и станки параллельного действия применяют для сварки простых изделий, при этом во всех позициях синхронно выполняют­ ся одинаковые операции. В многопозиционных установках и станках последовательно-параллельного действия совме­ щены два предыдущих типа установок и станков. Ротор­ ные станки-автоматы представляют собой многопозиционные агрегаты, в каждой позиции которых выполняются одинако­ вые операции, но с таким сдвигом по времени (по фазе опе­ рации), что к моменту начала операции на первой позиции, операция на последней позиции закончена и позиция гото­ ва к повторению операций. При этом сварка выполняется во время непрерывной транспортировки изделия.

Большой практический интерес представляет определе­ ние фактического увеличения производительности много­ позиционной сварочной установки (МПСУ) по сравнению с установкой, содержащей одну позицию сварки, а также нахождение количества позиций, при котором производи­ тельность МПСУ максимальна (при данном уровне надеж­ ности элементов сварочного оборудования и аппаратуры). Рассмотрим этот вопрос для МПСУ «связанного» типа, когда невозможна работа МПСУ, если одна из позиций по какимлибо причинам неработоспособна.

Пусть МПСУ содержит п одинаковых сварочных пози­ ций. Отказ любой из позиций требует прекращения сварки на МПСУ для восстановления работоспособности этой по­ зиции. Считаем, что отказы различных позиции не зависят друг от друга. Вероятностью одновременного отказа двух и более позиций пренебрегаем.

Пусть в течение достаточно большого времени Т для каждой из позиций МПСУ среднее суммарное время вос­ становления (устранения неисправностей) равно Тъ\, а средняя продолжительность исправной работы— Тр\, при­ чем Т = Тц\ + 7рі. Величина Т не включает в себя вспо­ могательное время, не входящее в автоматизированную часть цикла. Коэффициент вынужденного простоя каждой из позиций из-за отказов на данной позиции

108

где б,,.*, — коэффициент вынужденного простоя МПСУ; kn — коэффициент вынужденного простоя одной позиции из-за отказов оборудования и аппаратуры данной позиции; kaM— коэффициент вынужденного простоя МПСУ из-за отказов устройств и аппаратуры управления, обслуживаю­ щей МПСУ. Тогда коэффициент готовности МПСУ, харак­ теризующий вероятность того, что одновременно все пози­ ции работоспособны в любой момент времени автоматизиро­ ванной части цикла,

а суммарная длина швов, выполняемых на МПСУ за это же время (при условии, что на всех сварочных позициях

где Ѵсв.м— скорость сварки на каждой из позиций МПСУ. Средняя суммарная продолжительность исправной рабо­

ты сварочной установки с одной позицией за время Т

7Ѵо = (1 -£ п .о)7\ (Ю)

а длина швов, выполняемых на такой установке за это же время,

Тогда относительное среднее увеличение производитель­ ности МПСУ с п позициями за время Т (по сравнению с од­ нопозиционной установкой)

( l — k n n — k a M ) n v C B K

откуда следует, что при количестве сварочных позиций, при­ нятом в соответствии с выражением (13), наиболее вероятно получение максимальной производительности МПСУ.

109