Том 2. Технология (1041447), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Кузов вагона собирают и сваривают из предварительно изготовлен-ных крупногабаритных узлов; крыши, боковых стен, настила пола, концевых и тамбурных стен. Соединения обшивки с элементами жесткости выполняют точечной контактной сваркой. У грузового полувагона (вагон без крыши) боковые стены, жестко соединенные с рамой полувагона, образуют несущую конструкцию. Торцовые стены и крышки люков пола выполнены поворотными для облегчения погрузочно-разгрузочных работ.
Боко- Рис. 12.21. Боковая стена грузового полувагона вая стенка такого четырехосного вагона представляет собой плоскую конструкцию (рис. 12.21), состоящую из полотнища 1, верхней 2 и нижней 3 обвязок, угловых 5, шкворневых и промежуточных 4 стоек. Полотнище состоит из 14 корытообразных штампованных из листа деталей толщиной 5 мм, сваренных стыковыми швами. Верхняя обвязка сварена из двух профилей, усиленных ребрами жесткости, нижняя обвязка имеет скобы б для подтягивания люков.
Угловые стойки состоят из Х-образных профилей с приваренными к ним жесткостями и петлями, промежуточные и шкворневые стойкивыполнены из й-образных профилей. Верхняя и нижняя обвязки вместе Рис. 12.22. Конструкция корпуса корабля с угловыми, шворневыми и промежуточными стойками составляют каркас боковой стенки, который приваривают к полотнищу контактной точечной сваркой.
Кузова легковых и кабины грузовых автомобилей выпускают в условиях крупносерийного производства. Поэтому к требованиям минимальной массы и необходимой жесткости кузова как конструкции транспортного типа добавляются требования высокой точности заготовок и технологичности сварных соединений и узлов. Кузова автомобилей собирают из заготовок, штампованных из тонкого листа, и сваривают контактной точечной сваркой.
В настоящее время все типы судов, в том числе и крупнейшие танкеры водоизмещением 200000 т и выше, выпускаются исключительно со сварными корпусами. На рис. 12.22 дана схема конструкции корпуса корабля. Корпус имеет наружную обшивку 1, верхнюю 7 и нижнюю 8 палубы, продольные 10 и поперечные 9 перегородки, выполненные из листовых элементов и соединенные герметичными швами. Общая и местная жесткость корпуса обеспечивается приваркой различных прокатных и сварных балочных элементов: флор 3, шпангоутов 4, бортовых стрингеров б, бимсов б, вертикального киля 2.
Большое число пересекающихся элементов, в особенности в сочетании с требованием герметичности соединений, усложняет конструкцию узлов и технологию их выполнения. Огромные размеры цельносварной конструкции и невозможность снятия остаточных сварочных напряжений предопределяют большой запас упругой энергии, накопленный в корпусе корабля. В этих условиях не исключена возможность самопроизвольного развития трещины на большом протяжении, приводящей к разрушению корпуса. При проектировании сварных соединений и узлов используют металл с высоким сопротивлением развитию трещин и предусматривают устранение концентрации напряжений, а в процессе изготовления принимают меры по предотвращению и устранению дефектов сварки. ходят термообработку. Характерным примером может служить станина пресса усилием 40000 кН (рис.
12.23). В этой конструкции основные элементы 1 и 2 — из толстолистового проката, за исключением массивной траверсы 3 и трубы 4, выполненных в виде стальной отливки и поковки соответственно. Детали больших размеров иногда не удается целиком изготовить в условиях завода из-за трудности доставки. Из-за отсутствия специального оборудования сварные соединения на монтаже приходится выполнять так, чтобы размеры и форма сварного узла удовлетворяли требованиям точности без дополнительной механической обработки. Сварные детали общего машиностроения весьма' разнообразны по конструкции, размерам и используемым материалам. Требо- ф 6.
Детали машин и приборов В машиностроении с помощью сварки изготовляют корпуса и станины, валы и колеса. При изготовлении их в сварном исполнении требуемую точность размеров и формы обеспечивают, как правило, механической обработкой. Изделия тяжелого и энергетического машиностроения выпускают мелкими сериями (станины прессов, валы и колеса мощных турбин и т. д.); сварные узлы имеют обычно весьма большие размеры и толщину элементов до 100 мм (в некоторых случаях и значительно выше). Части уникальных машин могут иметь толщину, превышающую 1 м, и их изготовление в виде поковки или отливки либо невозможно, либо нецелесообразно.
Расчленение таких деталей на более мелкие отливки или поковки значительно облегчает производство, тогда как сварка любых самых больших сечений электрошлаковым методом обычно особых затруднений не вызывает. Готовые детали перед окончательной механической обработкой, как правило, про- 22 Рис.
12.23. Сварная станина пресса Рис. 12.24. Разрез сварной станины шлифовального станка вания к конструктивному оформлению и технологии изготовления этих деталей во многом определяются серийностью производства и условиями эксплуатации. Так, на рис. 12.24 показан разрез сварной станины шлифовального станка.
Особо жесткие требования предъявляются к прямолинейности направляющих 1 и 2 в процессе эксплуатации. Высокая продольная и крутильная жесткость достигается за счет замкнутого коробчатого сечения станины. Для обеспечения прямолинейности направляющих при их механической обработке и в процессе последующей эксплуатации станину после сварки подвергают термообработке для снятия остаточных напряжений.
При сварке валов из нескольких заготовок необходимо предотвратить искривление оси сваренной конструкции. В особенности 23 это важно при крупносерийном производстве для уменьшения припуска на последующую механическую обработку. На рис. 12.25 показаны два варианта сварки карданного вала грузовой автомашины ЗИЛ из двух концевых частей 1 и 2, полученных горячей штамповкой, и обрезка трубы 3. Одновременная сварка трением двух стыков (рис.
12.25,б) обеспечиьает высокую производительность и сопровождается меньшими деформациями по сравнению с электродуговой сваркой в среде СО2 (рис. 12.25,а). Кроме того, использование сварки трением облегчает автоматизацию сборочно-сварочных работ, что очень важно при крупносерийном производстве.
Еще лучшие результаты получены при сварке валов лазером. Рис. 1Ы5. Карданный вал: а — сварные соединения выполнены сваркой в СОа, б — сварные соединения выполнены сваркой трением В сварных деталях приборов используют самые разнообразные материалы и их сочетания при толщине элементов от нескольких нанометров до нескольких миллиметров. Это корпуса приборов, чувствительные упругие элементы, детали радиоламп, транзисторов и т.
д. Производство таких деталей обычно имеет массовый характер (миллионы штук в год). Ввиду малых размеров сечений свариваемых элементов широкое применение находит контактная, конденсаторная, микроплазменная, электроннолучевая, лазерная и другие сварки, характеризуемые крайне локальным подведением теплоты. ГЛЛВЛ 1З ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ИХ ПРОИЗВОДСТВА ф 1. Рациональное проектирование и технологичность сварных конструкций Задача создания оригинальных машин или механизмов, предназначенных для выполнения каких-либо новых функций или известных функций, но новым способом, в практике проектирования встречается довольно редко.
В большинстве случаев создаваемая конструкция представляет собой итог работы проектировщиков нескольких поколений. Тем не менее всякое вновь проектируемое изделие имеет элемент оригинальности. Разнообразие назначений, форм и размеров сварных конструкций, а также прогресс техники и технологии не позволяют конструктору просто повторять готовые решения. Поэтому проектирование — творческая задача, не исключающая разумной конструктивной преемственности. Оптимальными являются такие конструктивные формы, которые отвечают служебному назначению изделия, обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, позволяют изготовить изделие при минимальных затратах материалов, труда и времени.
Эти признаки определяют понятие технологичности конструкции. Кроме того, необходимо, чтобы конструкция отвечала требованиям технической эстетики. Эти требования должны соблюдаться на всех стадиях проектирования конструкции и в процессе ее изготовления. На этапе эскизного проектирования выявляют принципиальную возможность обеспечения заданных служебных свойств изделия при различных вариантах конструктивного оформления и оценивают их технологическую целесообразность. Генеральное конструктивное оформление обычно предопределяется предшествующим опытом создания изделий данного типа.
Напротив, выбор формы и размеров отдельных элементов конструкции определяется параметрами и особенностями данной проектируемой машины. При проектировании этих элементов одновременно с выбором материала и метода получения заготовок конструктор назначает расположение сварных соединений, их тип и способ сварки.
Таким образом, основные вопросы технологичности сварных конструкций решаются уже на первом этапе проектирования путем умелого использования богатых возможностей компоновки из отдельных заготовок и применения наиболее прогрессивных приемов изготовления с помощью сварки. Технолог не в состоянии эффективно использовать передовую технологию там, где конструкция разработана без учета технологичности. Поэтому на всех стадиях проектирования сварной конструкции при отработке технологичности конструктивных решений 25 обязательно участие технологов-сварщиков, которое обеспечивается как через технологические отделы конструкторских бюро, так и путем согласования с отделом главного сварщика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
