4. Балочные и решетчатые конструкции (С.А. Куркин, В.М. Ховов, А.М. Рыбачук - Nехнология, механизация и автоматизация производства сварных конструкции), страница 3

Сборку внутренней стойки с наружной осуществляют на специальной автоматизированной установке (рис. 11). Стойки 3 и 13 с приваренными ребрами 4 и 12 подают­ся роликовыми конвейерами 5 стендов 15 и 1 до упо­ров, включающих боковую фиксацию стоек прижима­ми б от пневмоцилиндров 17 до упора в ролики 2 и 16. Затем прижим б освобождает стойку 3, включая электро­магниты 11 и привод кантователя-укладчика 7. Рычаг 8 кантователя-укладчика захватывает магнитами стойку 3 и с поворотом на 180° укладывает и прижимает ее к стойке 13 с помощью пружины в корпусе 10. Затем стой­ки фиксируются пневмоприжимами 9 и 14 и прихватыва­ются. После завершения сборки прижимы 9, 14 и 6 от­ходят, рычаг кантователя-укладчика возвращается в ис­ходное положение, а собранная стойка при включении привода роликового конвейера подается в автоматический накопитель, откуда стойки поступают к двум контакт­ным машинам. Здесь один рабочий с помощью транспорт­ной тележки, обеспечивающей шаговую подачу, однов­ременно сваривает два ряда точек. На завершающем участке линии устанавливают и приваривают к стойке наружные планки, петли и торцовую накладку.

РАМЫ

Рамные конструкции представляют собой систему жестко соединенных балок. Изготовлению сварной рамы обычно предшествует изготовление балочных элементов. В этом случае сборка рамы заключается в придании этим элементам проектного взаимного расположения, а свар­ка—в выполнении сопряжении между ними.

Изготовление рамы вагона (листы 102 ... 104).

Характерным примером является рама полувагона (лист 102, рис. 1), состоящая из хребтовой балки 1 и восьми поперечных балок, включая передние 2, шкворневые 3, промежуточные 4 и средние 5. Узлы сопряжении этих ба­лок показаны на рис. 2,3,4.

Сечение хребтовой балки составляют два зета и дву­тавр. Перед общей сборкой балки к этим элементам прива­ривают ряд деталей, а два зета, кроме того, собирают друг с другом на прихватках. Затем собранные зеты уклады­вают в приспособление (лист 103, рис. 5), представляю­щее собой раму 2, закрепленную на фундаменте 1 и осна­щенную фиксаторами и пневмоприжимами. Положение зетов фиксируется концевыми и боковыми прижимами 3 и 6, продольными упорами 5 и вертикальными при­жимами 7. Затем сверху укладывают двутавр, фикси­руют его положение откидным упором 8 и прижимают по концам к зетам с помощью вертикальных откидных ры-чажно-винтовых прижимов 4. Для компенсации деформа­ций изгиба балки при последующей сварке продольных швов включением пневмоцилиндров 9 зажатым по кон­цам деталям задают обратный прогиб, после чего нижние полки двутавра прихватывают к верхним полкам зетов и собранную хребтовую балку освобождают от закрепле­ния и вынимают из приспособления.

Сварку продольных швов балки выполняют под флюсом в поворотном приспособлении, схематически по­казанном на рис. 6 (лист104). При вертикальном положе­нии приспособления собранную на прихватках балку ук­ладывают на раму 2 (рис. 6, а) и включением пневмо­цилиндров 4 с помощью рычага 1 создают обратный про­гиб балки. Затем с помощью опорных 3 и приводных 5 роликов приспособление с балкой устанавливают в удоб­ное для сварки положение (рис. 6 ,б, в) и последователь­но выполняют оба продольных шва, соединяющих дву­тавр с зетами.

Поперечные балки собирают до общей сборки рамы (см. лист 102, рис. 1) полувагона, причем концевые балки собирают целиком, а остальные (шкворневые, проме­жуточные и средние) в виде полубалок из вертикаль­ных и верхних листов, нижние листы этих балок устанав­ливают в процессе общей сборки рамы. Сварку всех по­перечных балок выполняют под флюсом в поворотных приспособлениях.

Сборку рамы полувагона осуществляют в переверну­том положении. В приспособление последовательно уста­навливают все поперечные балки, а затем последней опус­кают хребтовую балку, заводя ее между вертикальными листами поперечных балок до опирания .элементов Z-об-разного профиля на верхние горизонтальные листы попе­речных балок (см. лист 102, рис. 3). После выверки, за­жатия и прихватки этих элементов рамы устанавливают и прихватывают нижние листы поперечных балок, а также сваривают некоторые швы.

Собранную раму полувагона краном переносят и уста­навливают в раскрытые кольца 1 и 2 поворотного прис­пособления, показанного на рис. 7 (лист 104). Детали 4 полуколец замыкают и стягивают болтами 5, а хребто­вую балку рамы винтами 6 прижимают к опорным плати-кам 7 нижних полуколец 8. Для поворота рамы на 180° при расположении ее оси вращения на расстоянии от пола, удобном для сварки, предусмотрены приямки 3. В этом кантователе осуществляют общую сварку рамы, а так­же устанавливают и приваривают мелкие детали.

Изготовление рам (листы 105, 106).

Серийное производство рам имеет место и при изготовлении других транспортных конструкций. Значительные размеры рам по ширине заставляют принимать специальные меры, облегчающие доступ к месту сварки. Для этой цели ис­пользуют передвижные подъемные площадки для свар­щиков, располагают позиционеры в специальных углуб­лениях с тем, чтобы сварка производилась на уровне по­ла, применяют наклоняющиеся или подъемно-поворот­ные устройства. Кантователь последнего типа показан на рис. 5 (лист 106) .

На рис. 1 (лист 105) приведен эскиз рамы теплово­за, расположение прижимов сборочного кондуктора обоз­начено стрелками.

Продольные балки 1, состоящие из двутавра с двумя накладными поясами, прижимаются в горизонтальном направлении к упорам 7 четырьмя прижимами 6, а в вер­тикальном направлении - к раме кантователя тремя пар­ными прижимами 8. Тремя торцовыми прижимами 5 закрепляются буферные брусья 4 и лобовые листы. Ди­афрагмы 2 и другие дополнительные детали устанавливаются по гнездам и закрепляются винтовыми зажимами. Боковые швеллеры 3 прижимаются в вертикальном и го­ризонтальном направлениях откидными пневмозажимами 9. Конструктивное оформление прижимов 8 и 6 по­казано на рис. 3,а , б.

Сравнительно сложные рычажные системы этих уст­ройств оправданы их целевым назначением. В первом случае (рис. 3, а) свободно подвешенный пневмоцилинр 1 с малым ходом поршня обеспечивает прижатие пояса балки 2 к основанию сразу с двух сторон при значитель­ном перемещении прижимов 3, обеспечивающих уста­новку деталей и съем собранной рамы. Во втором слу­чае (рис. 3, б) требуемый ход прижима 5 обеспечива­ется шарнирно закрепленным на основании пневмоци­линдром 1 через рычаги 2 и 3 и коромысло 4. В край­нем левом положении прижима усилие достигает мак­симума из-за распора рычагов 2 и 3. Сборочный кондук­тор с пневмоприжимами, упорами и фиксаторами выпол­нен в виде поворотной платформы 1 (рис. 2). Поворот кондуктора осуществляется двумя гидродомкратами 3, шарнирно закрепленными на основании 2. Оси 4 пово­рота выполнены выдвижными и приводятся четырьмя гидроцилиндрами. После сборки и прихватки произво­дится сварка. При этом кондуктор с закрепленной на нем рамой поворачивается в удобное для сварки положение (рис. 2), а вдоль стенда перемещаются тележки для свар­щиков (лист 106, рис. 4).

Завершение сборки и сварки рамы тепловоза осущест­вляют на ряде рабочих мест поточной линии, обслуживае­мой тележечным конвейером 6 (рис. 6). Каркас рамы 2 укладывают на выдвижные опоры 3 стоек 7 позиции I поточной линии. Тележки конвейера 6 с опущенными дом­кратами 4 находятся на шести исходных позициях (по две тележки на каждую позицию). По окончании опера­ции домкраты тележек поднимают рамы на всех пози­циях, выдвижные опоры стоек освобождаются и уби­раются. После этого приводной станцией 8 с помощью тягового элемента 1 все тележки по рельсовому пути 5 передвигаются на одну позицию, опоры стоек ставят­ся в рабочее положение, домкраты опускаются и рамы ложатся на стойку. Затем все тележки одновременно возвращаются в исходное положение, и начинается следу­ющий цикл.

При последовательном прохождении рабочих мест на каркас рамы устанавливают и приваривают листы верх­него и нижнего настилов, шкворни, швеллеры и другие детали. Поворот рамы на рабочих местах осуществляет­ся подъемно-поворотными кантующими устройствами, сварка выполняется автоматами под слоем флюса и полу­автоматами в среде СО₂.

Рамы транспортных конструкций испытывают много­кратное воздействие динамических нагрузок. В этих условиях для надежной работы сварной конструкции требуются такие конструктивное оформление и техноло­гия сборки и сварки, которые обеспечивают минималь­ную концентрацию напряжений. Однако в местах сопря­жении балочных элементов стыковые соединения нередко приходится выполнять односторонними, что приводит к появлению непроваров. Как исключить такие стыки при изготовлении рамы тележки, показано на рис. 7. Верти­кальные листы боковин и концевых брусьев образуют наружный (рис. 7, в) и внутренние (рис. 7, б) стеновые блоки, сваренные двусторонними стыковыми швами. Аналогично из горизонтальных листов можно собрать и сварить двусторонними швами верхний (рис. 7, а) и ниж­ний (рис. 7, г) поясные блоки. Общая сборка всех блоков (рис. 7, д) завершается выполнением угловых швов.

КРАНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Мостовые краны (лист 107).

Для конструкций крановых мостов малой и средней грузоподъемности ха­рактерны два типа. Мосты первого типа (рис. 1) состоят из двух коробчатых пространственно-жестких балок 1, объединенных по концам концевыми балками 2, в кото­рых устанавливают ходовые колеса. В мостах второго типа (рис. 2) каждая половина несущей конструкции пред­ставляет собой пространственную систему, составленную из двух вертикальных 7, 2 и двух горизонтальных 3, 4 ферм. Вертикальная ферма 2 является главной, на ее верхнем поясе располагают рельс 5. Вспомогательная ферма 1 соединяется с главной горизонтальными ферма­ми 3 и 4. Все элементы половины моста приводятся к пространственно-жесткой системе при помощи раскосов 6. Схема движений мостового крана и тележки показана на рис.3.

В настоящее время основной конструктивной фор­мой главных балок считают коробчатое сечение с сим­метрично расположенным рельсом (рис. 4) . По сравнению с форменной конструкцией она несколько тяжелее, но более технологична. Последовательность изготовления бал­ки коробчатого сечения показана на рис. 5.

Изготовление главной балки (лист 108).

Схема оборудования участков поточной линии показана на рис. 1. Первое рабочее место (рис. 1, а, б) включает два сборочно-сварочных стенда, на которых собирают и сваривают верхний пояс, устанавливают и приваривают диафрагмы и уголки жесткости. Элементы верхнего пояса 5 в гори­зонтальном положении подают на сборочный стенд с по­мощью самоходного портала 2, снабженного траверсой с вакуумными присосами 3. Сборку листов выполняют на флюсомагнитных подушках 1, сварку производят сварочными аппаратами 4 с двух сторон с промежуточной кантовкой пояса на 180°. Затем на пояс по разметке ус­танавливают и прихватывают диафрагмы 6 (рис. 1, б) и уголки жесткости. Собранный узел ("гребенку") с по­мощью челночных тележек 7 передают на второй стенд, где диафрагмы приваривают к поясу. При передаче гиб­кой и длиннной "гребенки" ее провисание предотвра­щается специальными склизами 4 (рис. 3) , опирающими­ся на ролики 8, закрепленные на стойках стенда 9, и име­ющими другие ролики 1, перекатывающиеся по направ­ляющим 2. Захваченная упорами транспортирующих теле­жек "гребенка" 3 смещается по склизам 4 до упоров 5 и толкает склизы с упорами вперед. При подходе к со­седнему стенду рычаги 7 упираются в его стойки и уби­рают упоры 5, сжимая пружину 6. "Гребенка" сдвигается на соседний стеллаж, а склизы возвращаются противове­сом 10. Передача "гребенки" на второе рабочее мести (рис. 1, в) осуществляется также с помощью тележек и склизов.

На втором рабочем месте осуществляют сборку листов вертикальной стенки и прихватку их к диафрагмам и поя­су. При этом балка должна иметь строительный подъем fс. п (рис. 2, а), который назначается таким, чтобы при расположении тележки с грузом посредине пролета бал­ка становилась прямолинейной. При сборке этот выгиб задается гибкой "гребенке" поверхностью стенда и закреп­ляется установкой боковых листов, раскрой которых учитывает требуемый строительный подъем, как показано на рис. 2, б. Транспортировка и установка листов стенок выполняются самоходным порталом-манипулятором (рис. 4), имеющим две траверсы 1 с вакуумными захватами 2.

Горизонтальное перемещение траверс обеспечивают цилин­дры 4, а вертикальное вдоль направляющих 5 — гидро­цилиндры 3. Это позволяет опускать траверсы для захвата листов на складе заготовок и поднимать их для установки листов на место. На втором рабочем месте (рис. 1, в) та­кой самоходный портал 8 последовательно подает листы стенок и устанавливает их в проектное положение. Дру­гой самоходный портал 9 своими пневмоприжимами од­новременно прижимает установленные листы к диаф­рагмам и верхнему поясу, и собранное сечение закреп­ляется прихватками.

Третье рабочее место (рис. 1, г) имеет два стенда, на которых сваривают внутренние поперечные стыки верти­кальных стенок и привариваю г диафрагмы. Для этого балку с помощью крана подаю! на стенд с кантовкой ее вначале на 90°, а затем на 189°. Сварку внутри балки обычно осуществляют вручную.

Четвертое рабочее место имеет два сборочно-сварочных стенда. На одном из них осуществляют сборку ниж­него пояса и сварку его стыков с одной стороны. На вто­рой стенд (рис. 1, д) для сборки с нижним поясом подают краном балку и с помощью расположенных на тележках гидродомкратов 10, нажимая на концы верхнего пояса, прогибают ее до полной выборки строительного подъема, устраняя гофры у вертикальной стенки. Для установки нижнего пояса на балку используют кантователь 11, от­дельно показанный на рис. 5, а. Кантователь имеет рычаги 7 (рис. 5, б) с пневмозахватами 2 и механизмы подъема и поворота, обеспечивающие накрытие балки поясом с последующей прихваткой. Поджатие пояса к вертикаль­ным стенкам достигается с помощью пневмоприжимов сборочного портала 12. После прихватки нижнего пояса и освобождения балки от закрепления строительный подъ­ем восстанавливается. Сварку стыковых швов пояса с внешней стороны выполняют полуавтоматом.

На пятом рабочем месте с помощью тракторов сва­ривают продольные поясные швы и поперечные стыки вертикальных стенок. На два стенда (рис. 1, е, ж) этого рабочего места балки подают и кантуют четырехкрю­ковым краном-кантователем. Здесь же выполняют вруч­ную все незаваренные трактором участки поясных швов.

Изготовление элементов мостового крана (лист 109).

Несколько иные приемы изготовления главных балок мостовых кранов использованы в поточной линии, схематично показанной на рис. 1. В отличие от рассмот­ренной выше технологии вертикальные стенки собирают и сваривают целиком до сборки с "гребенкой". Поскольку при выполнении двухпроходных швов поперечная усадка может иметь значительный градиент, искажающий задан­ное раскроем листов значение строительного подъема, то для устранения таких искажений приходится или из­менять направление укладки вторых швов, как это пока­зано на рис. 3, или использовать однопроходные швы. В рассматриваемой поточной линии принят последний вариант. Все заготовительные операции выполняются вне линии, и на склад 11 (рис. 1) поступают полностью об­работанные заготовки. Портальный кран 10 с электро­магнитными захватами поочередно подает на роликовый конвейер 9 заготовки полок и стенок. В сварочном стенде 8 осуществляют сборку поперечных стыков элементов балки и автоматическую сварку под флюсом за один проход с обратным формированием шва на медной ох­лаждаемой подкладке. При этом угловая ориентация со­бираемых листов с учетом заданного строительного подъ­ема обеспечивается применением специального стенда, показанного на рис. 2. Его использование исключает вли­яние как серповидное™ листов, так и неточности обрез­ки торцов. По мере сварки поперечных стыков элемент балки продвигается по роликовому конвейеру на учас­ток рентгеновского контроля, обслуживаемый передвиж­ной портальной установкой 7 (рис. 1). Обычно рентге­нографическому контролю подвергают все поперечные швы нижнего пояса, испытывающего напряжения растя­жения, а швы остальных элементов контролируют вы­борочно.