Крампит Н.Ю., Крампит А.Г. - Сварочные приспособления, страница 6

С цельюмеханизациииавтоматизацииприспособленийдляперемещениявспомогательных опор применяют механизированные приводы.Рис. 14. Установочные призмыПри установке деталей с наружными цилиндрическими поверхностями вкачестве основных опор применяют призмы (рис.

14, а) или специальные призмыс выемкой (рис. 14, б) для длинных или ступенчатых деталей.Зависимость между размерами с, Н и h при  = 90° (рис. 14, а) следующая: Н— h.+0,707 D—0,5 с.В переналаживаемых приспособлениях целесообразно применять призмы, укоторых размер с можно регулировать.Рис. 15. Схема установки привариваемых чисто обработанных фиксаторов:а — не рекомендуется; б и в — рекомендуетсяПредельно допустимая нагрузка Q на призму по условиям контактнойпрочностиQ = 0,7 bD,где b — длина контакта детали с призмой, мм;D — диаметр детали, мм.Установочные пальцы могут быть постоянными и сменными.

Применяются всборочно-сварочных приспособлениях для установки на них деталей (изделий)одним или двумя отверстиями. Постоянные пальцы — цилиндрические исрезанные, сменные — цилиндрические и срезанные могут быть длинными(l1,5D) или короткими (l1,5D).Следует отдалять обработанные поверхности платиков, пальцев и втулок отместа сварки (рис. 15), а точные и чистые поверхности обрабатывать после сварки(рис. 16).Рис. 16. Схема установки фиксаторов с припуском для обработки послесварки: а — пальцев; б — втулокТорцевые конусы используются для центрирования цилиндрических деталейпо их геометрической оси. Конструкции жестких центров могут иметьконическую (рис. 5, а), срезанную (рис. 5, в) или рифленую поверхностьконической фаски.

В последнем случае такой конус применяется для передачикрутящего момента на деталь.В некоторых сборочно-сварочных приспособлениях могут применятьсявращающиеся и плавающие центры.Постели в приспособлениях образуют опорные установочные поверхности,частично или полностью копирующие форму заготовки или изделия (рис. 17).Рис. 17. Установочные постели:а — опорное гнездо; б — ложемент3.3 Зажимные механизмы приспособленийЗажимные механизмы предназначаются для закрепления установленных вприспособление деталей, заготовок, сборочных единиц и должны отвечать рядутребований.1.

Зажимное усилие должно прилагаться в выбранной точке и иметьнаправление, указанное в схеме закрепления. Как правило, зажимы располагаютсянад опорами или вблизи них. Они не должны создавать опрокидывающегомомента.2. Зажимные механизмы должны развивать заданное расчетное усилие длянадежного закрепления деталей.3. Расчет элементов зажимов (диаметров пневмоцилиндров, винтов, сечениярычагов и т. п.) должен производиться по заранее выбранномуилирассчитанному усилию, развиваемому зажимом, а не наоборот.4. Зажимы не должны нарушать заданное положение деталей, портить ихповерхности и вызывать деформирование.5.

Прижимы должны быть быстродействующими.6. Зажимные механизмы должны быть удобными и безопасными в работе.В сборочно-сварочных приспособлениях чаще всего применяются прижимысмеханическим,пневматическим,гидравлическим,магнитнымилиэлектромеханическим приводом. В одном приспособлении желательно применятьне более двух типов прижимов.По степени механизации зажимы делят на:ручные—работающие от мускульной силы рабочего (их рекомендуетсяприменять в единичном и мелкосерийном производстве);механизированные — работающие от силового привода, управляемоговручную;автоматизированные — осуществляющие зажим и раскрепление деталей иузлов без участия рабочего.Последние два типа зажимов рекомендуется применять в серийном имассовом производстве.Различные конструкции зажимов имеют разное время срабатывания изакрепления (открепления) деталей (таблица 2).Расчет зажимных устройств производится обычно в две стадии:сначала определяют необходимые усилия зажатия деталей и изделий, затемрассчитывают конструкции зажимного устройства и других элементовприспособления на прочность и жесткость под действием этих усилий.Закрепляемые делали должны находиться в равновесии под действием всехсил зажима, а также сил, возникающих в процессе сварки, и реакций опор,Причем должен обеспечиваться полный контакт базовых поверхностей деталей совсеми установочными элементами приспособления и исключена возможностьсдвига деталей.Таблица 2.Продолжительность закрепления деталей№п/п123Вид зажимного устройстваЗажим плунжерного вида спневматическим илигидравлическим приводомРучной эксцентриковый илибайонетный зажимВинтовой зажим с рукояткойили маховикомПродолжительностьзакрепления, с0,5...1,20,7…2,01,5…4,24Винтовой зажим,вращающийся гаечным ключом3…125Тиски или кулачковый патронс применением ключа6…18В сборочно-сварочном приспособлении могут действовать силы:1) удерживающие изделие от деформирования в процессе прихватки, сварки,остывания и усадки сварных швов;2) обеспечивающие плотное прижатие (без зазоров) деталей;3) обеспечивающие предварительный обратный прогиб деталей с цельюкомпенсации остаточной сварочной деформации (если это предусмотренотехнологическим процессом);4) другие силы (силы тяжести изделия, сварочных устройств, инерционные идр.).Для нахождения первых двух сил теоретическим расчетом (по методамтеории сварочных деформаций) или экспериментально (на опытных или головныхобразцах) определяется форма и размеры остаточных сварочных деформаций илифактических отклонений.

Затем расчетным путем устанавливаются усилия,необходимые для того, чтобы свести эти деформации к нулю. При расчетахследует ориентироваться на максимальные величины усилий с учетом их местаприложения и направления.Определять требуемую силу зажима следует с учетом коэффициента запаса,предусматривающего увеличение сил, а также непостоянство установки,закрепления, отклонения формы и размеров заготовок, износ приспособления и т.п. Коэффициент запаса для ручных зажимов рекомендуется брать равным 2, длямеханизированных — 1,5.Рассмотрим некоторые примеры.Стенды для листовых конструкций.Расчетное усилие р на кромку (рис. 18) определяется по формулеp  P /( 4r )  4,5 fE ( / r ) 3 ,где P — искомое давление на единицу длины каждой кромки;r — радиус круглой выпучины;f — величина прогиба;Е— модуль упругости; — толщина пластины.Напряжение изгиба вычисляется из выражения  2,8 fE / r 3Расчетное удельное усилие на обе кромки принимается Qp — 2P.Рис.

18. Деформация листового полотнища в виде круглой выпучины19. Угловая деформация листов типа «домик»С учетом коэффициента запаса ИЭС им. Е.О. Патона в своих стендах длясборки и сварки листовых полотнищ принимает Qp = 40 кН (4000 кгс) на 1 мдлины шва.При сравнительно малых угловых деформациях и небольших толщинах (<5мм) применяют метод расчета, основанный на зависимости реактивного усилия рот величины угловой сварочной деформации а (рис.

19). При использовании этогометода расчета необходимо проверять напряжения в шве, которые не должныпревышать предела текучести. Для того чтобы листы на линии прижимов неотделялись от стенда при угловой деформации, на прижимах необходимоприложить усилиеp   3 tgE /( 4l 2 ).Затем проверяют, не превышают ли предела текучести напряжения изгиба вметалле шва:  и  pl /   6 pl /  , т.

е. ит. Если в приспособлениях зажатиелистов производится без предварительной постановки сборочных прихваток, тоусилие трения на зажимах должно быть достаточным для преодолениятемпературной деформации листов в их плоскости (должно препятствоватьрасхождению кромок и образованию зазоров в стыке).2Рис. 20. Продольная деформация сварной балки и схемы ее нагружения всборочно-сварочном кондуктореа — равномерно распределенной нагрузкой в виде ряда клавишныхприжимов; б — сосредоточенной силой посередине длины балки; в — двумясилами, симметрично расположенными по длине балкиВ магнитном стенде сила сцепления листа со стендомF=p2где р—сила прижатия листа по одной кромке, Н/см длины; 2 —коэффициент сцепления листа с опорной балкой или подкладкой.В стендах, имеющих зажимное устройство, состоящее из верхних клавишей(с пневмо- или гидроприводом) и нижней опорной балки или плиты, силасцепления листа со стендом будетF=p (2+1)где 1 — коэффициент сцепления листа с клавишами.Если по расчету для удержания кромок требуются очень большие усилиязажатия, мощности зажимных устройств можно уменьшить, предусмотревприхватку по концам стыка технологических выводных планок, связывающих обекромки, либо постановку соединительных скоб, «гребенок».Стенды и кондукторы для балочных конструкций.

Основные расчетныесхемы зажимных устройств для балочных конструкций показаны на рис. 20.Усилия на прижимах должны быть достаточными, чтобы деформировать балку вобратном направлении при сборке и удержать балку от деформации во время еесварки и остывания. Равномерно распределенную нагрузку g (рис. 20, а) можноопределить по формулеg  384 fEI /(5L4 )  9,7 Pус e / L2 ,где f, L, e — обозначения на рис. 20, а; Е, I—характеристикижесткости сечения: Рус — усадочная сила (при сварке в тавр одним швом Рус = 1,7Dk2: то же, двумя швами — Pус = 1,15  1,7 Dk2): D — диаметр летали (приавтоматической сварке , D = 30 000, при ручной D = 40 000); k — катетуглового шва, см.Полная нагрузка Q на всю балку будет:Q  gL  9,6Pус e / LРасчет усилий прижатия более коротких балок (рис. 20, б и в).Для балки по рис.

20, бQ1  48 fEI / L3  6Pус e / LДля балки по рис. 20, вQ2  24 fEI /[c(3L2  4c 2 )]  3Pус eL2 /[c(3L2  4c 2 )]Для двутавровой балки изгиб в противоположном направлении - определяютпо выше приведенным формулам с подстановкой в них нового эксцентриситета еи момента инерции всего сечения двутавра. Затем суммируют оба изгиба (тавра идвутавра) и таким образом находят возникающие в кондукторе результирующиеусилия.Аналогичным путем рассчитываются усилия в кондукторах для сварки балоккоробчатых, швеллерных и др.Определение удерживающего усилия кондуктора для сборки и сваркидвутавровых балок.