книги / Технология и оборудование контактной сварки

и ,число витков первичной обмотки

W1= U\d/U2d'

Можно считать, что при включении выпрямленного напряжения на первичную обмотку трансформатора возрастание индукции в магнитопроводе происходит по линейному закону; в этом случае се­ чение. стержня магнитопровода определяют по формуле

токов; А В = В 0 + В т — изменение индукции в процессе включения, Тл; В 0 = 0,5—0,7 Тл — остаточная магнитная индукция в магнитопроводе от предыдущего импульса; В т = 1,5ч-1,6 Тл — индукция в магнитопроводе в конце импульса.

В связи с низкой частотой и малыми потерями мощности в стали магнитопровод трансформатора собирают из низкоуглеродистой го­ рячекатаной стали толщиной 2—3 мм. Зная ток / сптах и сечение стержня FCy расчет ведут по приведенным выше формулам. В конце расчета проверяют максимальный вторичный ток короткого замы­ кания

^2кmax ^

где гх — приведенное к первичной обмотке активное сопротивление машины.

При расчете трехфазных трансформаторов машин с выпрямлением

лее находят действующие фазные токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора

Дальнейший расчет обмоток каждой фазы трансформатора про­ водят по формулам, приведенным для однофазных трансформаторов. Рекомендуемое значение индукции для уменьшения намагничиваю­

щего тока Дп =*= 1,1-5-1,2 Тл.

По исходным данным трансформатора конденсаторной машины (начальное напряжение батареи конденсаторов Uxc, максимальный сварочный fOK / свтах; время его нарастания до максимального зна­ чения /тах; сопротивление г2 машины, приведенное к вторичному контуру, и Индуктивность L2 разрядной цепи) определяют емкость С батареи на номинальной ступени по уравнению (6.12).

Далее находит число витков первичной обмотки (обычно w2 = 1)

По значению емкости проверяют максимальный сварочный ток

1св шах = <ЛС / С / Г 2е - в' - .

Сечение стержня магнитопровода трансформатора

F0 = ДФ/ДВ,

где АФ — изменение магнитного потока при разрядке, Вб:

АФ = Ulc VCJL* [е -(я" ф) c,g ф + 2 cos <р].

Значение магнитной индукции при перемагничивании стержня магнитопровода вычисляют так же, как при расчете трансформатора низкочастотных машин

Лв = В0 + В т .

Далее расчет ведут по приведенным выше формулам для одно­ фазных трансформаторов. После расчета трансформатора и установ­ ления его основных параметров и параметров вторичного контура выполняют проверочный расчет максимального значения тока и времени его нарастания до максимального значения

*тах = Ф Ctg ф /6 .

Для расчета сечений обмоток длительный ток определяют по формуле

где <и = 60/т — длительность цикла сварки, с; т — производи­ тельность машины (число сварок в минуту); /<с — коэффициент трансформации.

Г Л А В А 7

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИ КОНТАКТНОЙ СВАРКЕ

§ 7 . 1 . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Большая часть времени при изготовлении сварных кон­ струкций (до 70—80 %) затрачивается на вспомогательные опера­ ции. Сама операция сварки (получение соединения) практически полностью автоматизирована, а степень механизации вспомогатель­ ных операций не превышает в ряде случаев 10 %.

Уровень механизации и автоматизации определяется системой организации производства. В опытном и мелкосерийном производ­ стве используют несложные сборочные приспособления, различные немеханизированные поддерживающие устройства. Для массового производства характерно применение специализированных машин, механизированных приспособлений, машин-автоматов и промышлен­ ных роботов. Сварочные машины, средства механизации и автомати­ зации располагают по ходу технологического процесса и организуют в механизированные поточные или автоматические линии.

Наивысшая степень автоматизации достигается на машинах, где все операции, в том числе заготовительные и контрольные, вы­ полняются без участия человека. Специфика контактной сварки определяет следующие особенности констру ирования средств ме­ ханизации и автоматизации.

1. Детали устройств и приспособлений, вводимых в сварочный контур машины, рекомендуется изготовлять из немагнитных матери­ алов — алюминиевых сплавов, немагнитных сталей и т. п.

2. Токоведущие элементы машины должны быть изолированы от приспособления во избежание шунтирования тока и повреждения (прожога) поверхности детали.

3. Узлы, предназначенные для точечной и шовной сварки, необ­ ходимо демпфировать для компенсации износа электродов и прогиба консолей, например, устанавливать на плавающие опоры, что дает возможность всегда располагать узел на нижнем электроде незави­ симо от его длины (износа рабочей поверхности).

4.Вид приспособлений — переносные или стационарные, опре­ деляется размерами и массой изделий.

5.Приспособления не должны затруднять свободный доступ

кместу сварки.

6.Приспособления для стыковой сварки должны обладать достаточ­ ной жесткостью, обеспечивая тем самым соосность деталей при осадке.

В конструкции приспособлений рекомендуется использовать унифицированные узлы: редукторы, шаговые механизмы, сварочные головки, элементы пневмоэлектрической аппаратуры и т. п.

Сборочные приспособления — шаблоны, кондукторы, ста­ пели, сборочные стенды предназначены для правильной установки деталей в соответствии с чертежом. Эти устройства часто используют для прихватки деталей перед точечной или шовной сваркой. При небольших размерах деталей, собираемых в переносных приспособ­ лениях, прихватку осуществляют на стационарных сварочных ма­ шинах. Более крупные и тяжелые узлы собирают в стационарных приспособлениях и прихватывают с помощью переносных машин (клещей, пистолетов). Детали можно временно закреплять заклеп­ ками, фиксаторами и монтажными болтами. Иногда в сборочных приспособлениях детали сваривают, в этом случае приспособления являются сборочно-сварочными.

На рис. 7.1 представлены стационарные сборочные стенды двух типов, на которых прихватку осуществляют переносными сварочными машинами. В первом случае ток к детали подводится через кондук­ тор У соединенный медной шиной с одним из выводов сварочного

клещи с встроенным малогабаритным сварочным трансформато­ ром.

Шаблоны и кондукторы применяют для сборки относительно небольших деталей. При этом отпадает необходимость проверки заданных по чертежу размеров узла. Эти размеры обеспечиваются специальным расположением фиксаторов и надежным закреплением узла в приспособлении, например в кондукторе для сборки и при­ хватки конуса 5 с фланцем 4 (рис. 7.2). Конус устанавливают на ниж­ ний опорный дикс 6 и фиксируют в нем с помощью канавок и стержня с направляющей втулкой. Фланец прижимается к конусу верхним кольцом «3 имеющим углубление по форме фланца. Собранный узел закрепляют гайкой на верхнем конце стержня. В этом же приспособ­ лении осуществляют и прихватку деталей электродами 2, 7, укреп­ ленными в консолях У 8 машины.

Детали сложной формы (узлы крыш­ ки вагонов, панели и отсеки летатель-

Оке

'/ / / / / / / / / У / / / / / ' f f / / / / / / ,

а)

ных стендах, представляющих собой устройства с базовой плитой (обычно горизонтальной), оборудованной крепежными элементами — фиксаторами, прижимами и т. п. Сборочные стенды могут быть универсальные — переналаживаемые (при мелкосерийном произ­ водстве) или специализированные (в условиях серийного или мас­ сового производства).

В сборочных стапелях детали фиксируют и закрепляют в различных плоскостях (рис. 7.3). Стапель для сборки плоских или слегка изог­ нутых панелей состоит из массивной рамы У шаблона 2, ложементов, укрепленных на шарнирах 5. Детали — обшивку 3 с профилями 4 прижимают к ложементам рубильниками 6, облицованными рези­ новыми прокладками и имеющими прорези в соответствии с числом и расположением профилей. Особенность этой конструкции — верти­ кальное расположение стапеля, обеспечивающее экономию произ­ водственных площадей и удобный подход к приспособлению. Детали собирают на фиксаторах или с помощью прихваток пистолетом или клещами.

Для сборки шпангоутов с обечайками используют устройства с механической подачей деталей (рис. 7.4). На стапеле закрепляют пневмоцилиндр У на штоке которого находится подвижная план^ шайба 2. Обечайку 5 устанавливают на фиксатор неподвижной планшайбы 5, на которой имеется упор 7 Дополнительно обечайку фиксируют гибкой стальной лентой 4, связанной с ложементом 3. На планшайбе 2 закрепляют шпангоут 6, в камеру пневмоцилиндра подают воздух и передвигают шпангоут вместе со штоком до упора 7. Шпангоут закрепляют в обечайке, а шток возвращают в исходное положение. Упор 7 выдвигают, устанавливают другой шпангоут, который заводят в обечайку подобным образом. Положение пневмо­ цилиндра регулируют ходовыми винтами рукояткой 10. Для избе­ жания повреждения шпангоутов при сборке подвижная планшайба армирована резиновым кольцом 9.

При сборке и сварке используют механические и оптические разметчики для разметки мест постановки точек или расположения шва. Поддерживающие и перемещающие приспособления предназна­ чены для установки узла в определенном положении по отношению

ского привода, для перемещения узлов. В ряде случаев, например, при точечной сварке, изделия перемещают шаговыми механизмами.

На рис. 7.5 приведена конструкция относительно простого под­

установленные на раме и имеющие возможность перемещаться в вер­ тикальном направлении для выравнивания изделия. Поверхность роликов обычно покрывают мягкими изоляционными материалами. Изделия перемещаются роликами машины, а при точечной сварке — вручную.

Для ввода изделия в рабочее пространство машины и его переме­ щения опорные ролики часто устанавливают на тележках.

Поддерживающее приспособление для сварки крупногабаритных плоских панелей показано на рис. 7.6, а. Свариваемый узел помещен на раме 1Лкоторая может перемещаться в поперечном направлении по роликам 2. Ролики установлены на подвижной каретке 3, распо­ ложенной на роликах 4 стола 5 приспособления. Таким образом, панель относительно электродов и машины может перемещаться вдоль шва (на шаг точек) и перпендикулярно плоскости контура (при пере­ ходе на другой ряд точек). Стол связан с основанием приспособления через пневмодиафрагменные камеры б, которые поднимают панель над нижним электродом в момент пауз между импульсами тока, что позволяет избежать трение деталей о поверхность электрода и предотвратить их преждевременный износ.

На рис. 7.6, б показан один из элементов поддерживающего при­ способления — узел подъема панели в момент паузы. Ролики 4, на которых находится изделие 5, поднимаются на 3—5 мм при по­ даче воздуха в пневмокамеру 2 одновременно с подачей воздуха в пнев­ мосистему привода усилия машины на подъем электрода. Шток диафрагменной камеры перемещается вверх и через тягу 3 передает движение на поддерживающие ролики. Тяга свободно двигается в пазах электрододержателя 1. После передвижения детали и подачи команды на опускание электродов электропневматический клапан

Для удобства управления устройством имеется телевизионная

Указанные устройства весьма различны по назначению и отличаются высокой степенью механизации и автоматизации вспо­ могательных операций, широким использованием разнообразных программирующих систем, что определяет их большое распростра­ нение в массовом производстве автомобилей, вагонов, узлов сельско­ хозяйственных машин и предметов широкого потребления.

Установка с программным управлением для точечной сварки полунервюр панелей отсека крыла показана на рис. 7.11. Сварка производится при горизонтальном положении электродов, укреплен­ ных на консолях, которые могут перемещаться вдоль нервюр шаго­ вым механизмом. Свариваемый узел 1 рубильниками 2 укреплен на подвижном столе 3. Перемещение электродов и консолей 4 машины 5 вдоль шва, сварка, обратный ход электродов и движение стола по направляющим 6 осуществляются автоматически по заданной про­ грамме.

Комплексная автоматизация сварочных и вспомогательных опе­ раций достигается при использовании специализированных высоко­ производительных машин-автоматов (рис. 7.12). Для изготовления цепей используют две машины: на одной пруток разрезается на за­ готовки требуемой длины, загибаются звенья и вяжется цепь, на другой свариваются стыки звеньев. Сварочная машина имеет два трансформатора У и 5. Цепь в зону сварки подается квадратными звездочками 2 и 5, связанными с храповым механизмом и гидравли­ ческим приводом. При повороте звездочек на 90° под сварку устанав­ ливается очередное звено, и при этом звенья располагаются верти-

Рис. 7.11. Автоматическая установка для точечной сварки полу нервюр крыла са­ молета

Рис. 7.12. Автомат для стыковой сварки цепей

кально и поочередно свариваются в двух местах в левом и правом зажиме.

После сварки грат обжимается пуансонами 4, связанными с гид­ роцилиндрами 6 и 7 Звенья 8 и 21 зажимаются между изолиро­ ванными стальными колодками 9 и 22, связанными с рычагами 12

лением. Ток к звеньям подводится через четыре электрода 10, 11, 23, 24, связанных рычагами 13, 25 с соответствующими гидроцилинд­ рами. Сварочные трансформаторы включаются поочередно управля­ ющими контактами 16—18, которые замыкаются при подаче масла в гидроцилиндры 15 и 19. Работа всех механизмов машины синхро­ низируется кулачковым устройством.

Резкое повышение производительности труда на вспомогатель­ ных операциях может быть достигнуто при применении специальных питателей, автоматически подающих детали в рабочее пространство машины. Поточные и автоматические линии выгодно использовать в основном в условиях крупносерийного и массового производства (производство товаров народного потребления, автомобилестроение). Механизированной поточной линией называют комплекс основного и вспомогательного оборудования, которое обеспечивает выполнение большей части операций механизмами и машинами, включая пере­ мещение изделия от одного рабочего места к другому. При этом обо­ рудование и рабочие места расположены в порядке выполнения от­ дельных операций технологического процесса.

Автоматическая линия — это комплекс основного, вспомогатель­ ного и подъемно-транспортного технологического оборудования, машин и механизмов, осуществляющих без участия человека в опре­