
книги из ГПНТБ / Чвертко А.И. Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки
.pdfПри дальнейшем увеличении количества сварочных по зиций МПСУ происходит уменьшение величины /м и, сле довательно, kt. При
получаем /м = 0 и kt — 0.
На рис. 77 приведены графики функции kt для различ ных значений k„ и /га.м при следующих допущениях: /?п.0 =
“ />’п. > Усв .м “ П Св.о-
0 |
I |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
И |
16 |
18 |
п |
Рис. 77. Графики зависимости относительного увеличения производи тельности МПСУ kL от числа позиций п и коэффициентов вынужденных простоев kn nkaM:
-------------------------*а.м =° .° 2: ---------------------------- |
fta.M = ° .° Q: |
----------------------*a.M =«.>■ |
В приведенном расчете оптимизация выполнена только |
||
из условия получения |
наибольшей |
производительности |
МПСУ. В большинстве реальных случаев необходимо учи тывать и другие факторы, такие как стоимость МПСУ, про изводительность труда обслуживающего персонала, себестои мость продукции.
Как видно из рис. 77, величина /г, вблизи максимума изменяется весьма медленно с возрастанием количества позиций п. Поэтому увеличение п и, следовательно, стоимости МПСУ с целью получения большей производительности це лесообразно до пределов, меньших чем яопт.
Как следует из соотношения (12), увеличение произво дительности зависит от уровня надежности оборудования и
по
аппаратуры МПСУ. Поэтому один из основных путей уве личения эффективности МПСУ — это повышение надеж ности сварочных головок и других элементов сварочного оборудования и аппаратуры, из которых состоит МПСУ.
Приведенный расчет относится и к многоголовочным сварочным установкам, т. е. таким установкам, на которых для сварки одного изделия одновременно используются
Рис. 78. Типовые схемы компоновок многопозиционных установок и стан ков для электродуговой сварки круговых швов.
несколько сварочных головок. При многоголовочной свар ке каждая головка сваривает отдельный шов или отдельный участок шва, причем в последнем случае головки находят ся на равном расстоянии одна от другой и рабочий ход каждой головки равен расстоянию между ними плюс ве личина перекрытия. Это является основным отличием мно гоголовочной сварки от многодугового и многоэлектродного сварочных процессов, при которых все дуги (электроды) всегда участвуют одновременно в сварке только одного шва, а их рабочий ход не зависит от количества дуг или электро дов. В данной и предыдущей главах рассмотрено оборудова ние для многоголовочной сварки одновременно двух швов (рис. 5, 49, 50, 53, 55 и др.).
111
Чтобы применить приведенный расчет к многоголовоч ным установкам, необходимо показатели надежности пози ций заменить аналогичными показателями, относящимися к отдельным головкам.
Схемы некоторых компоновок многопозиционных уста новок приведены на рис. 78. Компоновка, схема которой представлена на рис. 78, а, применяется в небольших уста новках. Установка имеет одну сварочную позицию, а остальные используются для загрузки и разгрузки изделий.
Установка, схема компоновки которой приведена на рис. 78, б, имеет две сварочные (их может быть и больше),
ВидА
10D0
Рис. 79. Схема станка Р885:
/ — к а т у ш к а д л я э л е к т р о д н о й п р о в о л о к и ; 2 — п у л ь т у п р а в л е н и я ; 3 — с в а р о ч н а я г о л о в к а ; 4 — м у н д ш т у к ; 5 — ч е т ы р е х п о - з н ц и о н н ы й с т о л ; б — м е х а н и з м н а с т р о й к и в в е р т и к а л ь н о й п л о с к о с т и ; 7 — с т а н и н а ; 8 — м е х а н и з м н а с т р о й к и в г о р и з о н т а л ь н о й п л о с к о с т и .
одну загрузочную и одну разгрузочную позиции. Она может работать как установка последовательного либо как уста новка параллельно-последовательного действия. В первом ■случае каждое изделие последовательно проходит через все сварочные позиции, а во втором — в две позиции одновре менно устанавливается два изделия, стол поворачивается на 180°, и в двух сварочных позициях одновременно выполняются одинаковые операции; два сваренных изделия при этом попадают в позиции загрузки— разгрузки. В уста новке (рис. 78, б) сварочный аппарат располагается пооче редно над каждой из позиций. В этой установке применя ется поворотная колонна.
Установка, схема компоновки которой изображена на рис. 78, г, отличается от предыдущей тем, что в ней приме нена передвижная колонна вместо поворотной. Кроме пе
112
редвижной колонны, может быть установлена траверса. В некоторых случаях при сварке изделий небольших раз меров может быть применена неподвижная колонна и пере движные роликовые стенды. На рис. 78, д изображена схе ма компоновки роторного станка-автомата. Компоновки (рис. 78) изображены с вертикальной осью вращения изде лия, но при необходимости ось вращения каждого изделия
/ — с т а н и н ? 2 — к а т у ш к а д л я э л е к т р о д н о й п р о в о л о к и ; 3 — м е х а н и з м п о д а ч н : 4 — д и т о к ; 5 — м у н д ш т у к ; 6 — п р и в о д в р а щ е н и я ; 7 — т р е х - п о з н ц и о н н ы й с т о л .
может быть горизонтальной или наклонной. Ось вращения барабана со шпинделями (шпиндельного блока) в схемах, приведенных на рис. 78, а, б, также может быть не только вертикальной, но и горизонтальной или наклонной. Почти все известные многопозиционные установки и станки — спе циальные и специализированные. Схемы компоновок уста новок, приведенных на рис. 79—83, соответствуют рис. 78, а.
Четырехпозиционный станок Р885 (рис. 79) предназна чен для сварки круговых швов диаметром от 6 до 50 мм в среде углекислого газа [27]. Изделия закрепляют в приспо соблениях на вертикальных шпинделях. На каждом шпин деле имеется обрезиненный обод, который в позиции свар
8 3-2540 |
113 |
ки зацепляется с ведущим роликом механизма вращения, расположенного под планшайбой. В остальных позициях шпиндели не вращаются. Сварочная головка закреплена на станине с помощью шарнирного четырехзвенника, который осуществляет настройку конца электрода в горизонтальной плоскости. Кроме того, предусмотрена настройка угла на клона электрода. Поворот стола вокруг вертикальной оси
|
на 1/4 |
оборота производят с |
||
|
помощью электродвигателя и |
|||
|
мальтийского механизма. Фик |
|||
|
сацию |
стола осуществляют с |
||
|
помощью защелки. Настроеч |
|||
|
ное перемещение стола по вер |
|||
|
тикали |
производят |
вручную |
|
|
с помощью рукоятки механиз |
|||
|
ма подъема. Весь цикл сварки |
|||
|
полностью |
автоматизирован. |
||
|
Роль оператора сводится к ус |
|||
|
тановке заготовок в зажимные |
|||
|
приспособления и съему гото |
|||
|
вых деталей. |
|
|
|
|
Станок Р912 (рис. 80) пред |
|||
|
назначен для сварки швов диа |
|||
|
метром от 6 до 200 мм в сре |
|||
|
де углекислого газа [2]. Изде |
|||
|
лия закрепляют в цангах вер |
|||
|
тикальных шпинделей, смон |
|||
Рис. 81. Станок А451: |
тированных в столе карусель |
|||
/ — в р а щ а т е л ь ; 2 — с в а р о ч н а я г о |
ного типа. |
Поворот |
стола и |
|
л о в к а ; 3 — м е х а н и з м п о д а ч и ; 4 — |
фиксацию его в позиции свар |
|||
с т а н и н а . |
ки производят вручную. Шпин дели вращаются только в позиции сварки. Для настройки станка на сварку данного изделия предусмотрено настроеч ное перемещение сварочной головки на 100 мм по горизон тали и на 300 мм по вертикали.
В станке А451 (рис. 81) вращение шпинделя в позиции сварки, поворот многопозиционного стола и установочное движение угольного электрода осуществлено с помощью од ного электродвигателя. Этот станок предназначен для свар ки угольным электродом в среде углекислого газа круго вых швов на корпусах круглых конденсаторов диаметром от 10 до 40мм, изготовленных из тонколистовой стали. Де тали закрепляют вручную в зажимных приспособлениях,
114
установленных на |
восьми |
шпинделях поворотного сто |
ла. После сварки |
изделие |
выталкивается из зажимного |
приспособления пружинным толкателем. Угольный элект род по мере его сгорания подается в зону сварки специ-
Рис. 82. Схема установки У54М:
/ — в р а щ а т е л ь ; 2 — м е т а л л о к о н с т р у к ц и я ; 3 — с в а р о ч н ы й а п п а р а т .
альным механизмом с фрикционным вариатором. Ско рость подачи настраивается плавно в диапазоне 0,2—2 м/ч.
Для сварки круговых швов картеров мостов грузовых автомобилей предназначена трехпозиционная установка У54М (рис. 82). На первой позиции производится сборка изделий, на второй — сварка двух швов одновременно дву мя сварочными головками. После сварки изделие разжи
8* |
115 |
мается и поступает на третью позицию, где производят выгрузку сваренного изделия. Зажим изделия в позиции сварки производят с помощью пневмоцилиндра. В момент поворота стола сварочные мундштуки отводятся также с по мощью пневмоцилиндров. Операции зажима изделия, пере дачи его с позиции на позицию и сварка полностью авто матизированы. Установка работает в поточной линии [27].
Рис. 83. Схема станка Р870:
/ — ф л г а с о а п п а р а т ; 2 — к а т у ш к а ; 3 — п у л ь т у п р а в л е н и я ; 4 — с в а р о ч н а я г о л о в к а ; 5 — п р и в о д н а я б а б к а ; 6 — п о в о р о т н ы й с т о л ; 7 — с т а н и н а ; 8 — к о л о н на; 9 — н е п р и в о д н а я б а б к а с п н е в м о ц н л н н д р о м .
Особенностью двухпозиционного станка Р870 (рис. 83) для сварки насадок гидравлической стойки является распо ложение оси свариваемого изделия под углом 30° к верти кали. Стол с двумя наклонными площадками, на которых установлены приводная и неприводная стойки вращателей, поворачивается вокруг вертикальной оси. Зажим изделия пневматический. Переналадку станка для сварки насадок различной длины можно осуществлять, переставляя непри водную стойку (верхнюю) по ее направляющим. При пово роте стола в позицию сварки изделие получает вращение через фрикционный ролик приводной стойки (нижней) и ролик привода вращения, расположенный на станине [27].
116
Компоновка двухпозиционной установки Р769 (рис. 84) соответствует схеме, приведенной на рис. 78, в. Этот станок предназначен для сварки кругового шва между фланцем и днищем корпуса вибрационной мельницы. Такие установки называют также двухместными (многоместными). В то время,
I — с т а н и н а ; 2 — в р а щ а т е л ь ; 3 — к о л о н н а ; 4 — ф л ю с о а п п а р а т ; 5 — с в а р о ч н а я г о л о в к а .
когда на одной позиции (рабочем месте) производится свар ка, на другой выполняется сборка. Сварочная головка, закрепленная на поворотной колонне, попеременно обслу живает обе позиции [27].
Новым направлением в развитии высокопроизводитель ного сварочного оборудования для массового производства являются роторные сварочные станки. Отличаются они от многопозиционных станков и установок тем, что каждая
117
сварочная головка или каждая группа сварочных головок обслуживает только одну позицию, причем, сварочные го ловки вращаются во время работы синхронно с планшай
бой, несущей вращатели с изделиями. На всех позициях роторной установки выполняется одна и та же операция. За один оборот ротора сваривают столько изделий, сколько в нем позиций. Время оборота ротора равно времени опера
118
ции, включая время на установку и снятие изделия. Поэтому производительность роторной установки теоретически может быть сколь угодно большой за счет увеличения числа пози ций в роторе. Роторные установки проще связывать в авто матические линии, чем обычные установки, так как легко обеспечить одинаковую производительность всех роторных установок, входящих в линию. Кроме того, в роторной ли нии с различными длительностями операций транспортные устройства (роторы) значительно проще, чем на обычной автоматической линии при тех же условиях. Обычно ротор ные установки предназначены для выполнения одинаковых операций на одинаковых деталях на всех позициях. Однако существуют так называемые многономенклатурные ро торные установки, выполняющие различные комплексы опе раций на одной или нескольких различных деталях или оди наковые комплексы операций на различных деталях. При этом общее число позиций в роторе должно быть кратным числу свариваемых деталей или числу различных комплек сов операций. Различные по назначению позиции должны равномерно чередоваться.
Впервые роторные агрегаты применены для автомати зации сварочных операций Институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР [27]. В ИЭС разработан станокавтомат У95 (рис. 85), предназначенный для сборки и свар ки под флюсом опорных катков трактора С-100 в поточной линии по изготовлению катков. Станок снабжен специаль ным автооператором, принимающим по две заготовки из лот кового устройства и подающим их в одно из четырех за жимных приспособлений планшайбы. Обе заготовки за крепляются в зажимном приспособлении и приводятся во вращение. Затем включается сварочная головка, автомати чески возбуждается дуга, подается флюс и начинается про цесс сварки. Изделие одновременно вращается относительно двух осей: собственной оси (сварочное движение) и оси ро: тора (транспортное движение). Производительность авто мата составляет 150 кптков/ч.
Многопозиционные установки применяются также для наплавки тел вращения.
Станок У289 (рис. 86) предназначен для наплавки под флюсом наружных кольцевых уплотнительных поверхно стей золотников, клиньев, тарелок, седел и других деталей арматуры с условным проходом 100—450 мм. Максималь ный диаметр наплавляемой поверхности 400 мм. Максималь
119