книги из ГПНТБ / Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства

сосудов и других подобных изделий. При наличии в автосварочной установке соответствующего вращателя, манипулятора или ролико­ вого стенда вполне возможна и сварка круговых швов. Пролет бал­ ки и длина рельсового пути на ней выбираются в зависимости от длины свариваемых изделий и швов. В модели Т-7 этот пролет не превышает 10 м. На балке 1 закреплен рельсовый путь для свароч­ ного автомата 3, а также легкий монорельс 4 для подвески гирлян­ ды проводов, питающих сварочную аппаратуру. Катучая балка перемещается по рельсам, установленным на колоннаде, высота ко­ торой определяется габаритами свариваемых изделий и установ­ ленного под балкой вспомогательного оборудования. Перемещение балки по колоннаде осуществляется вручную — с помощью штур­ валов, закрепленных на приводном валу 2,— либо электроприводом кранового типа. В большинстве случаев целесообразнее ручной привод, так как он позволяет более точно установить катучую бал­ ку над свариваемым швом; тем более, что усилие для ее передвиже­ ния с помощью штурвалов (маховичков) очень мало.

Существенными преимуществами катучих балок перед другими тележками (ВТ, ГТ и ПТ) являются, во-первых, их предельная простота и невысокая стоимость, во-вторых, возможность обслужи­ вания весьма большой площади цеха, оснащенной всевозможными стеллажами, сборочно-сварочными стендами, кантователями, мани­ пуляторами и т. д.

Применение катучих балок целесообразно в универсальных ав­ тосварочных установках для единичного и мелкосерийного произ­ водства с разнообразной номенклатурой сварной продукции.

Недостатком катучих балок является сравнительно малый диа­ пазон регулирования уровня сварки, ограниченный возможностями подъемного механизма сварочного автомата: для АБС он равен всего лишь 200 мм, для автомата более поздней модели А-874 — 400 мм. Вторым недостатком катучих балок является наличие подкрановой колоннады, перегораживающей площадь цеха и затрудняющей транспортные операции.

Можно создать катучие порталы того же пролета, имеющие ана­ логичное назначение, но передвигающиеся не по колоннаде, а по наземным рельсам, что, конечно, является их существенным пре­ имуществом перед катучими балками. Однако это преимущество достигается ценой существенного усложнения конструкции и по­ вышения ее стоимости.

Все типовые механические устройства, несущие на себе свароч­ ную аппаратуру — тележки, катучие балки и порталы — приме­ няются главным образом в универсальных автосварочных установ­ ках III класса для сварки громоздких изделий сравнительно круп­ ного габарита и притом разнообразной номенклатуры. Наиболее

226

целесообразно их применение в цехах мелкосерийного и единично­ го производства. В серийном производстве малогабаритных изделий (особенно одного типоразмера) целесообразнее использовать само­ ходные сварочные автоматы или тракторы, движущиеся по стацио­ нарным путям, вмонтированным в несущую конструкцию специа­ лизированной установки или станка IV класса.

С Б О РО Ч Н О Е ОБОРУДОВАНИЕ

Сборочные устройства, выполненные в виде различных стендов, кондукторов и отдельных приспособлений, в большинстве случаев специализированы для изделий какого-либо одного типа или типо­ размера. Лишь очень немногие из сборочных кондукторов и стен­ дов могут быть отнесены к категории универсальных, например, электромагнитные стенды-плиты для сборки и сварки листовых кон­ струкций.

Тем не менее даже специализированные сборочные стенды могут быть смонтированы из универсальных, унифицированных узлов и приспособлений, в частности из элементов УСПС — универсаль­ ных сборных приспособлений для сборки под сварку. Из всех сбо­ рочных устройств и приспособлений, за редким исключением, можно назвать универсальными лишь отдельные узлы и приспособления, например комплекты УСПС, из которых можно компоновать все­ возможные сборочные устройства как универсальные, так и специа­ лизированные.

Универсальные приспособления УСПС. Особенности технологи­ ческой подготовки производства с применением УСПС заключают­ ся в том, что вместо специальных приспособлений для каждого изде­ лия и каждой операции достаточно иметь универсальный набор стандартных, взаимозаменяемых деталей и узлов сборных приспо­ соблений. Из них можно монтировать специальные приспособления, устройства и стенды для выполнения конкретных сборочных опе­ раций.

При смене вида продукции или изменении технологического процесса приспособление разбирают на составляющие его элементы, которые затем используют при компоновке других приспособлений. Срок службы УСПС достигает 10—15 лет. Длительность монтажа сборочных стендов и приспособлений в 50 раз меньше по сравнению с длительностью изготовления специальной новой оснастки.

Комплекты УСПС состоят из набора отдельных деталей и нераз­ борных узлов. При эксплуатации УСПС, кроме стандартных дета­ лей, могут применяться и специальные детали, не предусмотренные в комплекте.

Весь комплект УСПС можно условно разделить на шесть групп

этой группы относятся прямоугольные и круглые плиты, а также угольники. Все базовые детали снабжены Т-образными пазами для

и др. Все опорные детали имеют пазы для установки и крепления элементов приспособления.

всех элементов приспособления, а также для крепления собирае­ мых деталей: болты, шпильки, винты, гайки, шайбы и т. д.

пример, центровые бабки, подвижные призмы, самоцентрирующие патроны, пневмоцилиндры и проч.

В качестве примера ниже приведена техническая характеристи­ ка комплектов УСПС, разработанных вЦНИИТмаш. Этим инсти­

с единичным и мелкосерийным производством.

Применение УСПС на заводе НКМЗ им. В. И. Ленина (в г. Кра­ маторске) по данным НИИПТмаш позволило получить экономиче­ ский эффект 32 тыс. руб. в год. На Таганрогском заводе электротер­ мического оборудования условная годовая экономия от примене­ ния УСПС составила 25 тыс. руб. в год при сроке окупаемости шесть месяцев.

Техническая характеристика комплектов УСПС ЦНИИТмаш

228

Если по технологическому процессу производства сборка выде­ лена в отдельную операцию и выполняется независимо от последую­ щих операций сварки и транспорта, т. е. не связана с ними, то к сборочным устройствам не предъявляется никаких особых требо­ ваний и ограничений, кроме общих — качества сборки, произво­ дительности, стоимости, трудоемкости и проч. Поэтому сборочные устройства, не связанные с общей системой комплексной механи­ зации цеха и запроектированные независимо от способа и условий сварки собираемого изделия, как правило, получаются по своей компоновке и конструкции наиболее простыми из всех возможных вариантов. В них обычно сборка производится на электроприхват­ ках для возможности дальнейшего транспорта собранного изделия на следующие позиции, в частности, на позицию сварки. В таком сборочном кондукторе линии будущих швов могут пересекаться любыми прижимными устройствами. Механизм поворота в этих сборочных устройствах требуется лишь в той мере, в какой это необходимо по условиям сборки изделия, а не сварки. Все эти обстоятельства существенно облегчают задачу конструирования обычного, автономного сборочного кондуктора и позволяют резко упростить его конструкцию по сравнению, например, со сборочно­ сварочными кондукторами-кантователями, в которых производится не только'сборка, но и сварка изделия.

Однако, если рассматривать вопросы механизации сборочных работ в свете задач комплексной механизации производства в целом, то возникает ряд дополнительных требований и ограничений, на­ кладываемых на конструкцию сборочного устройства и в общем случае осложняющих задачу проектирования этих устройств, осо­ бенно если речь идет о совмещении нескольких сборочно-свароч­ ных операций.

К таким дополнительным условиям и ограничениям при различ­ ных случаях сварки можно отнести следующие требования: в слу­ чае совмещения операций сборки и сварки в одном кондукторе необходимо предусмотреть возможность сквозного прохода свароч­ ного автомата над швами, в связи с чем прижимы не должны пере­ секать линии будущих автосварных швов; для возможности автома­ тической сварки в кондукторе всех швов в нижнем, горизонтальном положении должны быть предусмотрены соответствующие механиз­ мы наклона кондуктора вместе с изделием; для снижения трудоем­ кости сборочных операций следуетпредусмотретьвозможность сборки

229

изделия без постановки электроприхваток (отсутствие прихва­ ток, как правило, повышает качество автосварных швов); для сни­ жения трудоемкости транспортных операций необходимо преду­ смотреть удобную подачу деталей и выдачу изделий на поток с по­ мощью специального механизированного транспорта, без участия общецеховых мостовых кранов; разные другие требования и огра­ ничения, обусловленные органической связью сборочного устрой­ ства с комплексно механизированной или автоматизированной сбо­ рочно-сварочной линией, например, полная или частичная автома­ тизация управления механизмами сборочного устройства, наличие магазинов-питателей для деталей, подлежащих сборке, наличие звеньев технологического и механического сопряжения с соседними рабочими местами, а также элементов синхронизации потока и т. д.

Удовлетворить все эти требования в одном сборочно-свароч­ ном устройстве или агрегате не всегда представляется возможным и целесообразным, особенно если это оборудование предназначено для эксплуатации в единичном или мелкосерийном производстве. Однако для массового и крупносерийного производства поло­ жение резко меняется. В этом случае, несмотря на существенное усложнение и удорожание сборочной оснастки, вызванное пере­ численными дополнительными требованиями, все же добавочные затраты полностью окупаются повеем показателям технико-эконо­ мической эффективности производства, в том числе по уровню ком­ плексной механизации У2. Повышение уровня комплексной механи­ зации в этом случае объясняется не только высокопроизводительной механизацией сборочного процесса, но и более высоким по сравне­ нию с обычными сборочными кондукторами значением коэффициен­ та т, благодаря совмещению нескольких операций на одной позиции (сборка, сварка, кантовка).

Типичным примером таких сборочно-сварочных устройств мо­ жет служить электромагнитный стенд для сборки и сварки листовых полотнищ (рис. 56). Он получил широкое распространение в судо-, вагоностроении, строительстве резервуаров и’других отраслях про­ мышленности, где требуется изготавливать плосколистовые и па­ нельные конструкции с продольными и поперечными швами.

На магнитном стенде производятся следующие операции: сборка листов под сварку без электроприхваток при помощи

электромагнитов 3, вмонтированных в стендовую плиту и располо­ женных вдоль собираемых кромок. При включении электромагни­ тов кромки листов плотно прижимаются к плите с усилием до 2 Т на і пог. м кромки;

прижатие флюсовой или медной подкладки снизу к стыкуемым кромкам для предохранения шва от прожогов или протекания жидкого металла в зазор. Флюсоподушка 2 расположена между

230

Рис. 56. Электромагнитный сборочный стенд.

5 і

j

электромагнитами 3 и поджимается к кромкам стыка с помощью пневмошланга 4\

автоматическая сварка всех стыков с помощью сварочного трак­ тора, движущегося непосредственно по свариваемому полотнищу, или с помощью самоходного сварочного автомата, движущегося по катучей балке или порталу, расположенному над стендом.

Электромагниты 3 имеют двойное назначение: притягивать и плотно прижимать кромки стыкуемых листов к сборочной плите (приводя их в одну плоскость); воспринимать реакцию от давления флюсовой подушки.

Стенд рассчитан на сборку и сварку секций из восьми листов и состоит из стационарных, съемных и передвижных элементов. По­ движные части стенда дают возможность при помощи раздвижных устройств 5 настроить стенд на разную ширину собираемых ли­ стов— от 1100 до 1500 мм. Таким образом, этот стенд обладает универсальностью.

Транспортные и кантовочные операции также могут произво­ диться на таком стенде, для чего он снабжается подъемным роль­ гангом и соответствующим тяговым устройством, а также кантова­ телем кассетного типа (см. рис. 59, поз. 3), либо при очень длинных полотнищах — перекидным барабаном, выполняющим роль блока. Последняя система применена в некоторых двухъярусных установ­ ках для сборки и сварки листовых полотнищ в производстве круп­ ногабаритных нефтерезервуаров (см. §21, рис. 111). Кантование листовых полотнищ (кассетным кантователем или методом перекид­ ки через блок при двухъярусной установке) необходимо в тех слу­ чаях, когда сварка стыков должна производиться с обеих сторон. Сварка второй стороны производится, как правило, без всякой под­ кладки на обычном стенде-стеллаже.

В ЙЭС им. Е. О. Патона разработаны электромагнитные стенды нескольких типоразмеров: Р-624, Р-625; Р-752.

Техническая характеристика электромагнитных стендов для

232

233

необходимой окружной скоростью сварки. Патрон выполняет сле-

сварке кольцевых швов.

Сборка деталей и их зажатие в патроне, а также прижатие изнут­ ри к швам медных подкладок осуществляется автоматически с по­ мощью пневмоцилиндра 8 и соответствующего разжимного устрой­ ства.

Класс специализированных сборочно-сварочных кондукторов настолько обширен и их типы настолько разнообразны, что дать их классификацию и тем более подробное описание не представляе­ тся возможным. Поэтому их обзор будет ограничен наиболее ха­ рактерными и типичными примерами при рассмотрении специали­ зированного сборочно-сварочного оборудования VI—IX классов.

§14. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СВАРОЧНЫЕ

ИНАПЛАВОЧНЫЕ УСТАНОВКИ III КЛАССА

Универсальные автосварочные установки III класса в большин­ стве случаев представляют собой компоновки из типового механи­ ческого оборудования и серийной сварочной аппаратуры. Такой ме­ тод построения универсальных, а иногда и специализированных установок наиболее эффективен, так как он позволяет резко сокра­ тить сроки проектирования и внедрения автоматической сварки и уменьшить стоимость оборудования. Именно для этой цели, т. е.

234

серийных выпусков.

Если учесть, что большинство типового механического оборудо­ вания, в свою очередь, скомпоновано из унифицированных узлов и механизмов, то станут очевидными те широкие возможности, ко­ торыми располагает проектировщик при компоновке разнообраз­ ных сварочных установок: он может варьировать не только раз­ личными типами оборудования (вспомогательного — механическо­ го и сварочного), но и их унифицированными узлами.

Преимущества такого метода создания комплексных агрегатов (метода агрегатирования) очевидны. Кроме сокращения сроков про­ ектирования и изготовления этих агрегатов, а также значительного их удешевления при серийном централизованном производстве наи­ более сложных узлов и комплектов весьма важным преимуществом этого метода является возможность быстрой переналадки агрегата на новый вид продукции. Монтаж комплексного сборочно-сварочно­ го оборудования из нормализованных элементов придает его кон­ струкции свойства обратимости за счет многократного повторного применения этих элементов в новых компоновках при смене или из­ менении конструкции сварных изделий. Такое гибкое оборудование при необходимости можно быстро (полностью или частично) разо­ брать для использования в новых сочетаниях. Это весьма важно для производств с часто меняющейся программой.

Существенным преимуществом метода агрегатирования является возможность резкого сокращения типоразмеров и номенклатуры узлов и механизмов, составляющих комплексные агрегаты. Это поз­ воляет организовать их централизованное изготовление на специа­ лизированных заводах. Метод агрегатирования и централизованная поставка готовых узлов позволяют заводам-потребителям своими силами проектировать и собирать достаточно сложные сварочные установки и даже поточные линии.

Ниже в табл. 24—27 приведено типовое оборудование и его уни­ фицированные узлы, а также некоторые компоновки из них в виде отдельных устройств для автоматической сварки, либо в виде ком­ плексных автосварочных установок.

Пример компоновки различных механических устройств из уни­ фицированных узлов для электродуговой автоматической сварки приведен в табл. 24. Из этой таблицы видно, что достаточно иметь 11 типов унифицированных узлов, чтобы из них можно было ском­ поновать 13 достаточно сложных автосварочных устройств разного назначения, в частности почти все механические конструкции, несущие на себе сварочную аппаратуру — колонны, тележки и пр. (см. § 13). Каждое из этих устройств содержит от 6 до 8 унифициро­

2 3 5