4. БАЛОЧНЫЕ И РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 91 ... 126)

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 91... 126

БАЛКИ

Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны. Если нагрузка приложена в верти­кальной плоскости, чаще всего используют балки дву­таврового сечения. При приложении нагрузки в верти­кальной и горизонтальной плоскостях, а также при дей­ствии крутящего момента более целесообразно исполь­зование балок коробчатого сечения.

Сборка и сварка двутавровых балок (листы 91 ... 93).

Обычно сварной двутавр состоит из трех ос-новых листовых элементов: стенки и двух полок. Сбор­ка балки (лист 91, рис. 1) должна обеспечить симмет­рию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу и закрепление прихватками. При использовании сборочных кондукторов (рис. 2) это достигается соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки с последующей пос­тановкой прихваток. На установках с самоходным порталом (рис. 3) зажатие и прихватку осуществляют последовательно от сечения к сечению. Для этого портал 1 подводят к месту начала сборки (обычно это середи­на балки), включением вертикальных 2 и горизонталь­ных 3 пневмоприжимов прижимают лист стенки к стел­лажу, а пояса к стенке балки и в собранном сечении ста­вят прихватки. Затем прижимы выключают, портал пе­ремещают вдоль балки на шаг прихватки, и операция повторяется. Наличие у портала вертикальных прижимов позволяет собирать балки значительной высоты Н, не опа­саясь потери устойчивости стенки от усилий горизонталь­ных прижимов. На рис. 4 показан универсальный сбороч­ный кондуктор для сборки балок.

Сборочное устройство с самоходным порталом по­казано на рис. 5. На жесткой раме 1 смонтированы две продольные балки 5 и 6, из которых одна балка 5 зак­реплена неподвижно, а другая 6 может перемещаться поперек рамы. Настройка такой установки на определен­ную высоту собираемой балки осуществляется переме­щением продольной балки 6 с помощью винтов 10, при­водимых во вращение электродвигателем 2 через ре­дукторы 3 и 8 и вал 4. Сборочный портал состоит из ри­геля 20 и ног 15 и 24 и имеет два неподвижных пневмати­ческих прижима 21 и 25 и два подвижных прижима 17 и 19, установленных на тележках 16 и 18, закрепляемых винтами. Перемещение портала по рельсам 7 осущест­вляется с помощью приводных колес 13 от электродви­гателя 22 через редуктор 23 и цепную передачу. Захваты 26 устраняют опасность подъема портала при включе­нии вертикальных прижимов. Элемент стенки уклады­вают на балки 5 и 6, полки — на поддерживающие винты 12, их установке помогают стойки 11. Сборщик садится на сиденье 14 и подводит портал к месту начала сборки.

Вертикальными прижимами лист вертикальной стенки прижимается к раме установки, горизонтальными прижи­мами к кромке вертикальной стенки прижимаются поя­са, и в собранном сечении ставят прихватки. Затем при­жимы выключаются, портал пермещают на 500 ... 700 мм, и операция повторяется. После окончания сборки портал отводят в крайнее положение и пневматическими тол­кателями 9 собранную балку поднимают над рамой уста­новки.

При сборке балок большой высоты (например, при сборке элементов мостовых пролетных строений) может использоваться подобная сборочная установка, но с боль­шим числом вертикальных пневматических прижимов (лист 92,рис.6) .

В неподвижных кондукторах прихватки обычно ста­вят только с одной стороны балки (рис. 7, а). Сбороч­ные поворотные кондукторы сложны, зато в них после поворота можно производить прихватку и с другой сторо­ны (рис. 7,б,в).

При изготовлении двутавровых балок основной сва­рочной операцией является выполнение поясных швов, свариваемых обычно автоматами под слоем флюса. При­емы и последовательность наложения швов могут быть различными. Приемы сварки наклоненным электро­дом (рис. 8, а, б) позволяют одновременно сваривать два шва, однако имеется опасность возникнования под­реза стенки или полки. Выполнение швов "в лодочку" (рис. 8, в) обеспечивает лучшие условия их формиро­вания и проплавления, но поворачивать изделие прихо­дится после сварки каждого шва. Для поворота исполь­зуют позиционеры и кантователи.

В некоторых случаях для сварки балок удобны кан­тователи с кольцами (рис. 9). Собранная балка уклады­вается на нижнюю часть 1 кольца, откидная часть 2 замыка­ется с помощью откидных болтов 3, и балка закрепляется системой зажимов 4. В том случае, если длина балки ве­лика и необходимо предотвратить ее прогиб, можно меж­ду опорами расположить опорные разъемные кольца. На рис. 10 показан универсальный кантователь такого типа.

Для сварки балок малой жесткости используют кан­тователь (лист 93, рис. 11) с жесткой рамой 1, опираю­щейся на две неподвижные опоры 2 с помощью цапф 3. Цепной кантователь (рис. 12) состоит из нескольких фасонных рам 5, на каждой из которых смонтированы две цепные звездочки (холостая 1 и ведущая 4) и на­тяжная звездочка 6. Свариваемую балку 3 укладывают на провисающую цепь 2. Ведущие звездочки имеют об­щий приводной вал и обеспечивают поворот балки в тре­буемое положение.

При сварке двутавровых балок значительной высоты иногда используют простейшие приспособления (рис. 13), являющиеся составной частью сборочного стелла­жа. В рабочем положении балка 2 (рис. 13, а) опирает­ся на съемный упор 5 и поддерживается подставкой 1 с помощью стойки 3 и гнезда 4. Нерабочее положение устройства показано на рис. 13, б. Более целесообразны полуповоротные кондукторы (рис. 14) с перекатными порталами для поджатия горизонтальных листов, обеспе­чивающие после сборки сварку двух поясных швов. При этом рама 1 кондуктора наклоняется на 45° в ту или иную сторону с помощью гидравлических цилиндров 2. Однако применение таких кондукторов требует допол­нительных приспособлений и транспортных операций для сварки "в лодочку" второй пары поясных швов. Поэто­му при изготовлении балок мостов нашли применение повортные кондукторы для сборки и сварки балок длиной до 34,2 м и высотой от 1,6 до 3,8 м при ширине поясов до 1 м. Мост 2 (рис. 15, а) кондуктора повора­чивается в подшипниках, а в средней части имеет поддер­живающее кольцо, состоящее из двух половин 8 (рис. 15, б) и 11, которое опирается на ролики 1 (рис. 15, а). При­жатие горизонтальных листов к вертикальному осущест­вляют передвижным порталом 5, имеющим боковые 4 и вертикальные 6 прижимы. Кроме того, положение листов фиксируется опорными элементами 3 и 10, прихватками и прижимами упоров 9. По завершении сборки портал 5 уводят за пределы моста кондуктора, устанавливают верхнее полукольцо 8, наклоняют кондуктор и выпол­няют первый шов с помощью сварочного трактора 7 (рис. 15, б). После выполнения второго шва- (рис. 15, в) кон­дуктор переводят в горизонтальное положение (рис. 15, г), устанавливают поддерживающие балки 12, сдвигают опоры 3 и выполняют третий и четвертый швы в поло­жениях, показанных на рис. 15, д, е.

Поточная линия изготовления двутавровых ба­лок (лист 94).

Схема расположения оборудования при изготовлении сварных двутавровых балок в поточной ли­нии показана на рис. 1. Если стенку двутавра приходится составлять по длине из двух листов, то на позиции 1 осу­ществляют обрезку кромок и сварку их с одной стороны. Для этого оператор, управляя приводом роликового конвейера, располагает листы I и 2 (рис. 2, а) по обе сто­роны от упора 3, выдвигаемого над поверхностью роли­кового конвейера пневмоцилиндром. Затем включением шлепперного устройства 4 оба листа сдвигаются до упо­ра 5, упор 3 убирается ниже поверхности роликового кон­вейера, и самоходная тележка с двумя резаками, пере­мещаясь по направляющим 6, одновременно обрезает кромки листов 1 и 2. С помощью роликового конвейера листы устанавливают стыкуемыми кромками по оси флю­совой подушки, зажимают и сваривают автоматом под флюсом. Далее сваренную заготовку 1 (рис. 2, б) по­дают роликовым конвейером до упора 2 и резаком по направляющим 3 обрезают под размер L по длине. Сва­ренную с одной стороны заготовку стенки кантователем 2 (рис. 1) передают с поворотом на 180° на параллель­ный роликовый конвейер и сваривают стыковой шов с другой стороны. На позиции 4 осуществляют правку волнистости в многоваликовой правильной машине. На позиции 7 ножницы с двумя парами дисковых ножей обрезают продольные кромки под размер высоты стенки. Подъемные столы 5 (рис. 1 и 2, в), с поперечным пере­мещением от ходовых винтов 1 (рис. 2, в), приподнима­ют заготовку стенки над роликами роликового конвейера (рис. 1 и 2, в), ориентируют ее и устанавливают вдоль оси

симметрии ножниц. Прямолинейность обрезаемых кро­мок обеспечивается захватом заднего конца заготовки пневмозажимом 4 (рис. 2, в), скользящим по направ­ляющей 3. Такой же пневмозажим 2 захватывает перед­ний конец стенки на выходе из ножниц. Готовая стенка роликовым конвейером подается в питатель 11 (рис. 1) сборочного участка.

Для полок используют полосы универсальной стали длиной, равной длине свариваемой балки. По ролико­вому конвейеру 8 их подают в многовалковую правиль­ную машину 9, затем с роликового конвейера 10 готовые полки в горизонтальном положении с помощью магнит­ных захватов, подвешенных к траверсе крана, подают в питатель 11.

Сборочный участок имеет два последовательно рас­положенных рабочих места: питатель 11 и сборочный стан 12.

Задачей питателя является прием трех листовых элементов в горизонтальном положении, поворот полок на 90° и подача всех трех элементов в сборочный стан с помощью роликов 7, 2, 3, расположение которых по­казано на рис. 3, а, б. Выдача всех трех элементов из питателя осуществляется приводом опорных роликов 1 и 3.

Общая компоновка узлов питателя предусматри­вает два жестких суппорта, несущих правую и левую группы роликов; их взаимное перемещение (сближение или раздвижка) обеспечивает наладку питателя на различ­ную высоту собираемой балки.

В сборочном стане элементы балки принимаются сис­темой роликов, повторяющих расположение роликов пи­тателя (рис. 6, а), привод движения обеспечивается враще­нием первой пары прижимных роликов 2. При опуска­нии роликов 1 стенка балки ложится на магнитный стол 4 (рис. 6, б). Подъемники 5 приподнимают полки над роликами 3 (рис. б, д), обеспечивая симметрию их рас­положения относительно стенки. Сборка завершается за­жатием элементов по всей длине гидроцилиндрами ро­ликов 2 и постановкой прихваток. После выключения маг­нитного стола и отхода прижимных роликов 2 ролики 1 приподнимают балку 6 (рис. 6, в), и она выдается из ста­на после поджима и включения вращения крайней пары прижимных роликов 2.

Механизмы сборочного стана представлены на рис. 4. Справа на рисунке показано положение элементов при приемке их из питателя, а слева - положение элементов перед выполнением прихваточного шва.

Из сборочного стана 12 (рис. 1) двутавр поступает на роликовый конвейер 13 сварочного участка, где к дву­тавру приваривают выводные планки. Так как в этой по­точной линии поясные швы выполняют в положении "в лодочку" и первый из них укладывают со стороны, где нет прихваток, то на сварочном участке балку приходит­ся последовательно устанавливать в положения, пока­занные на рис. 5. Кантователь 14 перекладывает балку с роликового конвейера 13 на параллельный роликовый конвейер с поворотом на 180°, подавая ее к первой сва­рочной установке 75, с последующей подачей ко второй сварочной установке. Затем шлепперным устройством 76 без кантовки балку передают на роликовый конвей­ер 13, откуда кантователем 14 с поворотом на 180° воз­вращают на роликовый конвейер к третьей сварочной установке с последующей подачей к четвертой установке.

Схема кантователя для поворота балки на 180° по­казана на рис. 8, а, б. Кантователь имеет общий вал с жестким присоединением к нему трех рычагов 1, на ко­торых расположены упоры 2 и магниты 3, устанавли­ваемые в зависимости от высоты балки. Поворот балки осуществляется перемещением зубчатой рейки 5 (рис. 8, б), соединенной с зубчатым колесом 6, закрепленным на валу. По длине вала располагаются две пары рейка-колесо. Плавность опускания балки на роликовый кон­вейер после прохождения мертвого положения дости­гается использованием гидроцилиндров 4 двусторон­него действия. На рис. 7 показана схема кантователя, обеспечивающего съем балки с роликового конвейера с поворотом на 45° для сварки поясного шва в положении "в лодочку" и возвращение ее на роликовый конвейер после сварки.

После сварочного участка балка попадает на участок отделки, где последовательно проходит через две маши­ны 77 (рис. 1) для правки грибовидности полок (рис. 9) и два торцефрезерных станка 18 (рис. 1) для обработки торцов.

Непрерывное производство сварных балок (лист 95).

При изготовлении тавровых и двутавровых балок операции сборки и сварки можно совместить во времени. Схема установки, осуществляющей такой про­цесс, показана на рис. 1. Взаимное центрирование загото­вок, перемещение со сварочной скоростью и автомати­ческая сварка под флюсом обоих швов осуществляются одновременно. Прижатие стенки тавра к поясу обеспечи­вает пневматический цилиндр через нажимной ролик 3. Центрирование элементов тавра производится четырь­мя парами роликов 1 и 2. Каждая пара имеет устройство для регулирования расстояния между роликами в за­висимости от ширины пояса и толщины стенки. Движе­ние свариваемого элемента осуществляется привод­ным роликом 4. Концы балки поддерживаются ролика­ми опорных тележек 5. Второй пояс для получения дву­тавровых балок может привариваться при повторном пропуске тавра через установку.