5 (Лекции по термической резке (часть 1))

8

Форма № 3.

Титульный лист

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра

ТИ-3 «Информационное обеспечение технологии соединения материалов

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

_______________________

В.М.Ямпольский

«___»_________200__г.

Для студентов _4_

курса факультета_ТИ_

Специальность _15.02.02_

К. т. н., с.н.с. Гейнрихс И.Н.

ЛЕКЦИЯ № _5_

по 4310 «Термическая резка »

ТЕМА «ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ РЕЗКИ »

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________200__г.

Протокол № __

МГУПИ – 200__г.

Тема лекции: ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ РЕЗКИ.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомление студентов с теорией газовой разделительной резки.

Время: 2 часа (90 мин.).

Литература (основная и дополнительная):

• Куркин С.А. и др. «Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций» МГТУ 2002г. 462 стр.

• Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. Учебное пособие. – М; Высшая школа, 1986г. 311 стр.

Учебно-материальное обеспечение:

1. Наглядные пособия:

   • Диафильмы, видеофильм, компьютерные программы.

2. Технические средства обучения:

• Электронный проектор

1. Приложения: ______________________________________________

(наименования и №№ схем, таблиц, слайдов, диафильмов и т.д.)

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

Введение - до 5 мин.

Краткий обзор лекции №4

Основная часть - до 80 мин.

Оборудование для газовой разделительной резки.

1-й учебный вопрос - 40 мин.

Ручные резаки. Машинные резаки.

2-й учебный вопрос - 40 мин.

Машины для разделительной резки.

Заключение – до 5 мин.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ.

1-й учебный вопрос: Ручные резаки. Машинные резаки.

Ручные резаки.

Ручные резаки для газовой резки классифицируются по роду горючего газа, на котором они работают, по принципу смешения горючего с кислородом и по назначению.

По роду горючего газа резаки делятся на: I) ацетилено-кислородные; 2) работающие на газах-заменителях ацетилена (водород, ме­тан, пропано-бутановые смеси и др.) и 3) работающие на жидких горючих (керосин, бензин, бензол).

По принципу смешения горючего газа с кислородом резаки бы­вают: 1) инжекторные и 2) с внутрисопловым смешением газов.

По назначению различают резаки: 1) универсальные, предназна­ченные для разделительной резки стали толщиной до 300 мм по прямой, по кругу и по различным криволинейным контурам, и 2) специального назначения - для резки стали большой толщины, вырезки отверстий, срезки заклепок, для подводной резки и т. п.

Требования к ручным резакам: возможность резки во всех на­правлениях; необходимое соотношение мощности подогревающего пламени и режущей струи кислорода; отсутствие эксцентриситета в расположении наружного и внутреннего мундштуков в резаках с кольцевой подогревающей щелью; возможность регулирования пламени при пущенной струе режущего кислорода; высокая чистота обработки каналов мундштука, в особенности канала режущего кислорода; герметичность соединений; комплектование резака смен­ными мундштуками; достаточная длина резака, исключающая нагрев рукоятки и ожоги рук резчика; комплектование резака тележкой, обеспечивающей постоянство расстояния от сопла до металла и равномерное перемещение резака над поверхностью металла.

Конструктивно резак представляет собой горелку, снабженную устройством для подачи в центральный канал мундштука режущей струи кислорода. Так же как и сварочные горелки, выпускаемые промышленностью резаки имеют инжекторное устройство, обеспе­чивающее необходимое смешение газов как при низком, так и при среднем давлении горючего газа.

Инжекторные резаки. Корпус инжекторного резака и его наконеч­ник с инжектором и смесительной камерой имеют устройство, аналогичное сварочной горелке. В отличие от последней резак имеет дополнительную трубку для режущего кислорода, вентиль для пуска и перекрытия режущей кислородной струи и отличающееся по конструкции устройство головки и мундштуков (рис. 93).

Резак состоит из двух основных частей - ствола и наконеч­ника. Ствол резака включает в себя рукоятку с ниппелями (для присоединения ацетиленового и кислородного шлангов) и труб­ками - ацетиленовой и кислородной и корпус с регулировочными вентилями - ацетиленовым и кислородным. Наконечник состоит из инжектора, смесительной камеры, трубки смеси, головки резака с внутренним и наружным мундштуками и трубки режущего кис­лорода с вентилем.

Ацетилен обычно под небольшим избыточным давлением через ниппель поступает в трубку и через вентиль проходит в боковые пазы инжектора. Кислород под необходимым давлением через нип­пель поступает к вентилям. Через вентиль он поступает в централь­ный канал инжектора и, выходя из него с большой скоростью в про странство перед смесительной камерой, создает в нем некоторое разрежение, в результате которого происходит подсос ацети­лена кислородом и необходимое смешение газов в смесительной камере.

Из смесительной камеры смесь газов поступает в трубку смеси и через головку резака и кольцеобразный канал, образуемый внутренним и внешним мундштуками, выходит в атмосферу, обра­зуя при воспламенении подогревающее пламя.

При открывании вентиля кислород проходит по трубке через головку резака и внутренний мундштук и на выходе из резака образует режущую струю, окисляющую металл и выдувающую окислы в процессе резки.

Резаки с внутрисопловым смешением. Принципиальное отличие этих резаков от обычных инжекторных состоит в том, что в них и горючий газ и кислород подогревающего пламени проходят в го­ловке резака и в мундштуке по отдельным кольцевым каналам (рис. 94). В мундштуке со стороны этих кольцевых каналов име­ются группы цилиндрических отверстий, сходящихся под острым углом и соединяющихся в выходных каналах, концентричных режу­щему кислородному соплу. Таким образом, смешение газов проис­ходит только на выходе из мундштука. Получение горючей смеси в выходных каналах мундштука практически исключает возмож­ность возникновения обратных ударов пламени.

Резаки с внутрисопловым смешением газов применяют глав­ным образом при резке стали сравнительно больших толщин, когда при больших удельных расходах газов сечения головки резака и мундштука должны быть увеличены, что упрощает обработку и облегчает сверление каналов.

Резаки для разделительной резки с использованием газов-за­менителей. Эти резаки предназначены для газовой резки низкоугле­родистой стали с использованием в качестве горючего различных углеводородных газов (метана, природного газа, пропано-бутановой смеси и др.).

Отличительная особенность этих резаков, по сравнению с аце-тилено-кислородными - увеличенные каналы горючего газа в ин­жекторе, смесительной камере и мундштуках, обеспечивающие необходимый расход горючего и соответствующую мощность подо­гревающего пламени. Так же, как и ацетилено-кислородные резаки, резаки, работающие на газах-заменителях, комплектуют сменными внутренними и наружными мундштуками, тележкой и циркульным устройством для резки по окружности.

Керосинорезы. Для газовой резки низкоуглеродистой стали с использованием в качестве горючего керосина или бензина исполь­зуют керосинорезы двух принципиально отличных типов: с испаре­нием и с распылением горючего.

Резак керосинореза, работающего по принципу испарения го­рючего, имеет специальную испарительную камеру с асбестовой набивкой, через которую поступает керосин или бензин. Нагрев испарительной камеры и испарение горючего у ручных и машинных резаков осуществляются дополнительным пламенем. Резак кероси­нореза, работающего по принципу распыления, имеет специальное распылительное устройство, благодаря которому жидкое горючее в распыленном виде поступает в мундштук резака и в нем испа­ряется.

Керосинорез, работающий по принципу испарения горючего, состоит из бачка для жидкого горючего емкостью около 5 л и ре­зака. Бачок представляет собой резервуар цилиндрической формы, переходящей в верхней части в сферическую. Бачок снабжен насо­сом с обратным каналом, трубкой с запорным вентилем для присое­динения керосиностойкого шланга и манометром.

После заливки горючего с помощью ручного насоса в бачок закачивают воздух под давлением 0,5-2 кгс/см², благодаря кото­рому керосин или бензин поступает в резак (рис. 95).

Горючее регулируют маховичком, жестко связанным с трубкой, получающей поступательное перемещение при вращении маховичка. Вращением маховичка по часовой стрелке трубку ввертывают в корпус резака, в результате чего сечение для прохода горючего из испарителя в смесительную камеру уменьшается. Враще­нием маховичка против часовой стрелки .увеличивают проходное сечение для горючего, т. е. увеличивают мощность подогревающего пламени.

При эксплуатации керосинорезов необходимо следить за тем, чтобы давление в бачке с горючим ни в коем случае не превысило давления кислорода, так как в противном случае при обратном ударе пламени взрывная волна может распространиться в кисло­родный шланг, воспламенить и взорвать его и вызвать еще более тяжелые последствия.

При работе керосинореза на бензине применяют меньшие диа­метры канала сопла для подогрева испарителя. Чистый бензин для резки используют редко. При резке на морозе к керосину добавляют до 10-15% бензина, повышающего эффективную мощность пла мени, компенсирующую потери теплоты за счет низкой температуры окружающего воздуха.

Керосинорез, работающий по принципу механического распыле­ния горючего, имеет резак (рис 96), состоящий из головки с на­ружным и внутренним мундштуками, ствольных трубок, корпуса, фильтра и обратного клапана. Горючее из бачка по керосиностой-кому шлангу поступает в фильтр и через регулирующий вентиль в трубку - в распылительное устройство головки резака. Кислород из шланга, преодолевая сопротивление возвратной пружины клапана поступает в корпус, разветвляясь по двум каналам, проходит к ре­гулировочному вентилю подогревающего кислорода и к вентилю режущего кислорода.

По трубке кислород поступает в распылитель и, выходя из бокового отверстия последнего, распыляет струю жидкого горючего, проходящего через центральный канал распылителя. Образовав­шаяся смесь горючего с кислородом по цилиндрическому каналу поступает в кольцевой зазор между наружным и внутренними мунд­штуками и, соприкасаясь с нагретой стенкой наружного мундштука (при установившемся процессе резки), испаряется и в парообразном состоянии выходит из мундштука через сопло подогревающей смеси.

Режущий кислород поступает в головку резака, режущее сопло и в зону резки.

Специализированные резаки. К ним относятся резаки, предна­значенные для выполнения весьма ограниченных, сугубо специ­ализированных операций, таких как вырезка дымогарных труб в котлах, срезка заклепок и т. п.

Машинные резаки

В отличие от ручных, машинные резаки имеют обычно цельные мундштуки с шестью концентрически расположенными подогреваю­щими соплами и центральным каналом (соплом) режущего кисло­рода.

По назначению различают резаки для машин общего назначе­ния и резаки для специализированных машин.

По роду горючего машинные резаки делят на ацетилено-кис-лородные, метано- или пропано-бутано-кислородные и керосино-кислородные.

Все резаки имеют головки одинаковой конструкции; одинако­вые сечения трубок горючей смеси, режущего кислорода и смеси­тельной камеры; одинаковые диаметр кожуха, сечение и модуль рейки, проходы в корпусах и т. д. Так же как и ручные, машинные резаки могут быть инжекторными и с внутрисопловым смещением газов. Последние применяют главным образом на специализирован­ных машинах.

2-й учебный вопрос: Машины для разделительной резки.

Газорежущие машины подразделяют на машины общего назна­чения и специализированные.

Согласно ГОСТ 5614—74 существуют переносные и стационар­ные машины общего назначения — для газовой (кислородной) резки стали и плазменно-дуговой резки стали и других металов. В за­висимости от способа резки ГОСТом установлены два исполнения машин: К — для газовой резки стали кислородной струей и Пл — для резки металлов плазменной дугой.

Переносные машины. Режущие переносные машины могут иметь приводы: электрический, пневматический (кислородный или воз­душный) и пружинный. Наиболее распространен электрический привод.

ГОСТ предусматривает пять типов переносных машин общего назначения: ПК-1, ПК-2 и ПК-3 —для газовой резки низкоугле­родистой стали и ППл-1 (легкая), ППл-1 (тяжелая)—для плаз­менно-дуговой резки металлов (низкоуглеродистой и высоколеги­рованной стали, сплавов меди и алюминия). Максимальная толщина стали, разрезаемой газом с помощью переносных машин общего назначения типа ПК, составляет 65—300 мм, а макси­мальная толщина других металлов (в том числе сплавов алю­миния), разрезаемого плазменно-дуговым способом на машинах общего назначения типа ППл 100—300 мм.

Все машины ПК могут осуществлять односторонний скос кро­мок при работе одним (ПК-1) или двумя резаками (ПК-2) и дву­сторонний скос — при комплектовании машины тремя резаками (ПК-3). Машина ППл-1 (легкая) может осуществлять плазменно-дуговую резку, перемещаясь по листу: при ручном управлении движением тележки по разметке, при резке по циркулю и по направ­ляющим. Кроме того, машина может перемещаться по гибкому и жесткому рельсовому пути. Машина ППл-1 (тяжелая) может пере­мещаться только по жесткому рельсовому пути. Обе машины могут осуществлять как разделительную резку, так и односторонний скос кромок.

Наиболее распространенная в промышленности машина типа ПК —двухрезаковая машина «Радуга». Переносная газорекущая машина «Радуга» предназначена для резки листовой стали толщиной 5—300 мм по прямой, по окружности диаметром 300 мм и более и по произвольным кривым. При одновременной работе двух резаков машина производит резку листов на полосы шириной до 330 мм, вырезку фланцев шириной до 330 мм при минимальном внутреннем диаметре 300 мм и максимальном наружном 3000 мм, подготовку кромок листов под сварку с односторонним скосом под углом до 40° к вертикали.

В процессе резки машина передвигается по рельсовому пути или по направляющему угольнику. Машина опирается на лист или рельс тремя колесами, одно из которых укреплено на передней качающейся оси, что при резке искривленных листов обеспечи­вает постоянство опоры на все колеса. При движении по прямо­линейному рельсу резка криволинейных участков контура обеспе­чивается вручную путем плавного поперечного перемещения резако-вого суппорта. Направляющий угольник может быть прямолинейным или изогнутым по радиусу не менее 1500 мм. Для резки по окружности используют циркульное устройство. Машину включают в цепь переменного тока напряжением ПО—127 В.

Стационарные машины. По конструкции стационарные машины общего назначения делятся на прямоугольно-координатные, поляр­но-координатные (шарнирные) и параллелограммные (рис. 98).