4. Балочные и решетчатые конструкции (С.А. Куркин, В.М. Ховов, А.М. Рыбачук - Nехнология, механизация и автоматизация производства сварных конструкции), страница 5

На рис. 4 показана схема кондуктора, смонтирован­ного на базе сборочной плиты. По разметке геометричес­кой схемы фермы в соответствии с чертежом настройки кондуктора устанавливают и прихватывают фиксаторы 7, 7 оперного узла, опоры 2, 4 уголков, фиксаторы 3 поясов, фиксаторы 5, 6 косынок.

При использовании универсальных сборных сборочных приспособлений (УССП) кондуктор собирают на базе плиты с Т-образными пазами (рис. 5), набранной из отдель­ных секций. Номера на схеме фермы соответствуют но­мерам под рисунками узлов приспособлений. Регулиру­емые опоры обеспечивают фиксацию деталей в горизон­тальной плоскости; регулировка по высоте осуществля­ется при помощи резьбы, фиксация — через отверстия в де­тали при помощи пробки. Детали, не имеющие отверстий, устанавливают по упорам, уголки закрепляют зажимами. Сборка заключается в последовательной установке де­талей фермы в кондуктор и соединении их прихватками. Поджимают детали перед прихваткой с помощью инвентар­ных сборочных приспособлений: эксцентриковых зажи­мов, струбцин, вилок или переносной пневмогидравлической струбциной.

Использованию механизированных поточных методов при изготовлении ферм препятствует не только разнооб­разие типоразмеров и ограниченное число изделий в се­рии, но и малая технологичность типовых конструктив­ных решений. Большое число деталей, составляющих фер­му, усложняет сборочную операцию, приводит к необхо­димости выполнения множества дуговых швов, различ­ным образом ориентированных в пространстве, и тре­бует кантовки собранного изделия при сварке.

Эффективным способом, облегчающим создание ав­томатизированного производства по изготовлению ре­шетчатых конструкций, является контактно-дуговая то­чечная сварка. Сквозное проплавление элементов сум­марной толщиной 20 ... 40 мм без образования отверстия при этом способе обеспечивается предварительным их нагревом между электродами контактной машины. Это позволяет визуально контролировать качество выполнен­ных соединений. Достоинством метода является также возможность резкого сокращения числа деталей путем выполнения бескосыночных соединений и исключение кантовки фермы, поскольку сварку производят с одной стороны.

На рис. 6 (лист 115) показана конструкция стропиль­ной фермы из одиночных уголков с бескосыночными точечными соединениями и узел монтажного соединения такой фермы.

Участок сборки и сварки ферм (рис. 7) включает две сварочные установки 7 с блоками пневмоавтоматики 2 и пультами управления 3, тележку-кондуктор 9, меха­низм доводки 10, рельсовый путь 77, источники питания 8 сварочной дуги, места для контроля 5 и складирования 12, 4 и 6, а также сварочный пост 7 для исправления де­фектов.

При сборке полуфермы на тележку-кондуктор после­довательно по упорам укладывают поясные элементы (рис. 8, а) стойки и раскосы (рис. 8,6), закрепляя их при­жимами. Затем собранную ферму тележка-кондуктор подает в зону сварки (рис. 8, в).

Сварку осуществляют на установке, смонтированной на базе контактной точечной машины МТ-4001; ее схе­ма показана на рис. 9. На корпусе 4 смонтированы меха­низм 6 подачи сварочной проволоки, пневмоцилиндр 9 для перемещения нижнего электрода и пневмо- и электро­аппаратура 2. Верхний электрод 7 имеет канал для про­пускания сварочной проволоки и мундштук для подво­да тока. Нижний электрод 8 имеет выемку сферической формы для удержания сварочной ванны и формирования нижней головки точки. Вторичный виток сварочного тран­сформатора выполнен с разъемом. Замыкание его перед нагревом и размыкание перед дуговой сваркой осущест­вляется пневмоцилиндром 5. Возбуждение дуги обеспе­чивает осциллятор 3, подачу и уборку флюса — флюсоотсос 1. Для обеспечения последовательного перемещения и по­ворота, а также фиксирования ее положения в местах постановки сварных точек машина установлена на тележ­ке 10, перемещаемой в продольном направлении пнев­моцилиндром по направляющим платформы 11, которая, в свою очередь, поворачивается пневмоцилиндром 13 от­носительно неподвижной рамы 12. Поворот машины для постановки точек по раскосу показан на рис. 8, г.

Процесс сварки всех точек узла можно осуществлять по программе без перерыва. При нажатии кнопки "Пуск" машина перемещается в положение постановки первой точки, свариваемые детали сжимаются электродами и при пропускании тока происходит нагрев зоны точки и прих­ватка по кольцевому контуру (рис. 10, а). Затем верх­ний электрод поднимается на расстояние l (рис. 10, б), включается подача флюса (рис. 10, в), присадочной прово­локи (рис. 10, г) и выполняется первая проплавная точка (рис. 10, д). После отвода нижнего электрода на расстоя­ние l₁ (рис. 10, д) и шагового перемещения машины (рис. 10, е) дуговой сварочный цикл повторяется, но уже без подогрева (рис. 10, ж). Отсутствие контактного по­догрева снимает опасение шунтирования тока и позво­ляет располагать дуговые точки близко друг к другу, обеспечивая получение соединений в узлах без косынок.

После сварки всех точек на стойке и уборки флюса (рис. 10, з) машина возвращается в исходное положение, поворачивается и аналогично производит сварку точек раскоса. По завершении сварки первого узла кондук­тор перемещают на длину панели и производят однов­ременно сварку двух противолежащих узлов.

Контроль качества состоит в визуальном осмотре и об­мере геометрических размеров головок всех точек. Уси­ление дефектных соединений осуществляют сваркой угловых швов в СО₂ по перу и обушку уголка.

Для стропильных ферм небольшого пролета представляет интерес конструкция, показанная на рис. 11 (лист 116). Предусмотрено четыре типоразмера под разную нагрузку, отличающиеся сечением профилей, тогда как размеры l= 12м и h=1,5м остаются неизменными. Верхний пояс 2 состоит из двух горячекатаных швел­леров, нижние пояса 5 и раскосы 4 - из одиночных гну­тых швеллеров. Короткие отрезки таких швеллеров ис­пользованы как диафрагмы 1 верхнего пояса, нижний узел объединен косынками 3. Рациональная схема фер­мы из ограниченного числа элементов позволяет механи­зировать сборку и выполнять соединения дуговой или контактной точечной сваркой непосредственно в сбороч­ном кондукторе без кантовки фермы. Сборка таких ферм может быть автоматизирована следующим обра­зом.

Нижний швеллер 1, входящий в состав верхнего пояса фермы, подается по роликовому конвейеру с при­водными роликами до упора, как показано на рис. 12, а, б. Элемент 3 нижнего пояса и раскос 2 подаются анало­гично в соответствующие приемные секции сборочного кондуктора, расположенные ниже уровня плоскости фермы. Приемные секции кондуктора вместе с раскосом и элементом нижнего пояса автоматически приподнима­ются, и каждая из них поворачивается вокруг соответст­вующей оси I или II таким образом, чтобы концы по­вернутых элементов оказались под стенкой швеллера 1 и косынкой 4. При опускании секций кондукторов происходит прижатие сопрягаемых поверхностей. Таким же образом устанавливаются элементы левой части фермы, а затем сверху подаются и прижимаются первые детали пояса 5 и косынка б. Точечные контактные машины свари­вают узлы парными точками по схеме, показанной на рис. 12,в.

При сооружении перекрытий зданий с легкой кров­лей находят применение пространственные структурные конструкции покрытия из труб, образованные наклонно расположенными плоскими фермами, связанными по­парно верхними и нижними поясами (рис. 13,а). Высо­та структурной фермы составляет 1,2 ... 1,8 м в зависимости от пролета. Стержни изготовляют из труб диа­метром от 45 до 108 мм и с толщиной стенки от 2,5 до 8 мм. Концы стержней 1 (рис. 13, б) сплющивают, обреза­ют под нужным углом и наращивают клиновидными эле­ментами 2 с помощью сварки. Узловое соединение сос­тоит из двух шайб 3 и 5 с выступами, охватывающими и обжимающими с помощью болта 4 все соединяемые в уз­ле элементы. В одном узле такого типа соединяют до вось­ми элементов.

Пространственное соединение сплющенных концов трубчатых элементов можно получить и непосредствен­но с помощью ванной сварки (рис. 14). В этом случае торцы сплющенных частей при сборке образуют ограни­ченное пространство, куда в процессе сварки вводят электрод.

Мачты и башни (лист 117).

При значительных размерах решетчатой конструкции ее изготовляют на за­воде по частям и отправляют на место монтажа отдельны­ми габаритными секциями. На рис. 1 показано расчлене­ние опоры линии электропередачи (ЛЭП) на секции, циф­рами обозначены номера отправочных элементов.

Нижняя часть опоры собирается из четырех элемен­тов 1, представляющих собой пространственную решет­чатую конструкцию треугольного сечения. Сборка та­кого элемента может выполняться в несложном прост­ранственном кондукторе, состоящем из двух плоских треугольных ферм, служащих копирами и жестко со­единенных между собой под углом 90° (рис. 2).

Кондуктор-кантователь для сборки и сварки опор ЛЭП с параллельными поясами показан на рис. 3. На раме 8 установлены опоры 1 и 6. Привод 2 через вал 7 обеспечивает вращение планшайб 3 и 5, которые имеют кронштейны с отверстиями для установки и закрепления поясных уголков секции. Копирное устройство для сбор­ки решетки шарнирно закреплено на стойке 4, в рабочее положение его поднимает пневмоцилиндр 10. Собирают секции в такой последовательности: поясные уголки уста­навливают на кронштейны планшайб и закрепляют сбороч­ными пробками при опущенном копире, затем включе­нием пневмоцилиндра 10 переводят копир в рабочее по­ложение до упора в выступ стойки 9 и собирают пер­вую плоскость решетки. После этого копир отпускают, по­ворачивают планшайбы на 90° и операцию сборки повто­ряют. Собранную секцию освобождают от сборочных про­бок и снимают с кондуктора мостовым краном.

Пространственные решетчатые конструкции башенного типа (радиомачты, радиобашни, конструкции буровых вышек и т.д.) имеют большую высоту, подвергаются зна­чительным ветровым нагрузкам, и поэтому их изготовляют преимущественно из трубчатых элементов. Так, напри­мер, стандартная радиомачта представляет собой решет­чатую конструкцию, удерживаемую в вертикальном поло­жении расчалками. Ствол ее составляют из отдельных взаимозаменяемых секций (рис. 4) длиной по 7,5 м. При монтаже башни секции соединяют на болтах с помощью фланцев, приваренных к торцам поясных труб каждой секции (рис. 5). Точность расположения фланцев и косы­нок для присоединения раскосов и распорок, а также совпадение отверстий на монтаже обеспечиваются завод­ской сборкой секций в кондукторе. Общей сборке сек­ции предшествует сборка поясных элементов. Рама 7 (рис. 6) кондуктора имеет две концевые опоры, из кото­рых опора 1 — шарнирная, откидывающаяся для сня­тия собранного элемента, а опора 6 закреплена жестко. Кроме того, на раме установлены призмы 4 для фикса­ции трубы пояса и опоры 3 для установки и фиксации положения косынок. При сборке поясов фланцы фикси­руют на плитах опор пробками 2 и 5, притягивают бол­тами и закрепляют на трубе прихватками.

Монтаж башенных конструкций осуществляют или в вертикальном положении методом наращивания гото­вых секций, или путем предварительной сборки на уровне земли в горизонтальном положении с последующим подъ­емом и установкой на основание. В последнем случае целесообразно использование вертолета. Принципиальная схема такого подъема с поворотом вокруг шарнира пока­зана на рис. 7. Собранную башню 1 закрепляют в поворот­ных шарнирах, установленных на фундаменте. В оголов­ке башни монтируют систему, состоящую из консоли 3, подъемных 4 и тормозных 5 тяг, заканчивающихся балан-сирной траверсой. После зависания вертолета над оголов­ком башни два монтажника прикрепляют траверсу к дис­танционно расстропливаемому замку внешней подвески и уходят из зоны монтажа, а вертолет 2 начинает подъ­ем. В зоне нейтрального положения башни, когда ее центр тяжести оказывается на одной вертикали с поворот­ным шарниром 6, вертолет уменьшает скорость и про­пускает башню вперед. Происходит перераспределение усилий между подъемной тягой 4 и тормозной 5, и вер­толет при этом выполняет функцию перемещающегося якоря. Когда башня займет проектное положение,вертолет снижается, ослабляя подвеску, и монтажники зак­репляют опоры 7. Подъем башни высотой около 90 м занимает 3,5 ... 5 мин.

Стационарные основания морских буровых плат­форм (лист 118).

Буровые установки для добычи неф­ти и газа в открытом море работают в особенно трудных условиях, так как помимо ветровой нагрузки испыты­вают значительные нагрузки от ударов волн. Это предо­пределяет огромные размеры таких конструкций, значи­тельную толщину соединяемых элементов, разнообразие конструктивных форм и технологических приемов изготов­ления. Как показано на рис. 1, в зависимости от глубины моря применяют различные установки, отличающиеся способами постановки и удержания агрегата на месте бурения: I, II, IV — стационарные, с постоянной опорой на дно и III, V — полупогруженные на анкерах; VII — по­лупогруженные на анкерах с основанием-резервуаром;

VIII — самоподъемные; VI — располагаемые на специ­альных судах.

Стационарные платформы 1 (рис. 2) устанавливаются на основания 2, опирающиеся на дно моря. С одной такой платформы выполняются бурение и эксплуатация группы (куста) скважин. Основание платформы представляет со­бой пространственную стержневую систему пирамидаль­ного типа, состоящую из трубчатых элементов.