5. Оболочковые конструкции (1041858), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Несмотря на большое разнообразие трубопроводов, все они изготовляются из стандартных или нормализованных деталей (лист 177, рис. I): патрубков (отрезков трубы) 1', крутоизогнутых отводов 2; сварных отводов 3;
конических переходов 4, эксцентрических переходов 5;
плоских приварных фланцев б; плоских приварных стыковых фланцев 7; равнопроходных тройников 8; неравно-проходных тройников 9; эллиптических заглушек 10;
накладных седловин 11.
Сначала из отдельных деталей сваривают элементы трубопровода (рис. 2) в трубозаготовительных цехах. Элемент состоит из двух и более деталей. Элементы группируют из деталей таким образом, чтобы все сварные соединения лежали в параллельных плоскостях. Это позволяет сваривать их механизированными способами в поворотном положении с одной установки на вращателе. Элементы групп I (труба — деталь (Т—Д) и II [деталь — труба — деталь (Д—Т-Д)] составляют 80 % общего числа элементов.
При изготовлении и монтаже трубопроводов применяют в основном сварные соединения следующих типов (рис. 3): а — стыковые; б — угловые; в — фасонные (при врезке трубы в трубу); г — нахлесточные (при приварке седловины).
При изготовлении технологических трубопроводов стремятся возможно больший объем сборочно-сварочных работ выполнять в цеховых (заводских) условиях. В этом случае повышается качество трубопроводов, снижается себестоимость и увеличивается производительность труда.
Наибольшее распространение имеют кольцевые швы. Самые распространенные элементы трубопроводов из групп I и П (см. рис. 2) типа труба — отвод, труба — фланец, отвод — фланец и др. собираются в специально сконструированных приспособлениях, предназначенных как для закрепления и фиксации деталей в заданном положении, так и. выполнения необходимой регулировки для правильной взаимной установки стыкуемых кромок в пространстве.
Приспособление для сборки отвода 1 (лист 178, рис. 5) с трубой 2 позволяет собирать элементы различных размеров. Трубу укладывают на призмы тележки 3. Отвод крепят к базовой плите 4 зажимами -8. При сборке горизонтальная ось трубы сохраняет свое положение в пространстве. Для совмещения осей трубы и отвода смещают отвод, используя винты 7 поперечного перемещения и 5 вертикального перемещения, прикрепленные к плите 6.
Для установки элементов трубопроводов и вращения их во время сварки применяют; вращатели роликового типа (рис. 4, а), манипуляторы торцового типа (рис. 4,6), манипуляторы фрикционного типа (рис. 4, в) .
При сварке стыков прочность сварного соединения в целом зависит от качества корневого слоя шва. Корневой слой на весу можно выполнить (рис. 6) :а —дуговой сваркой покрытым электродом; б — аргонодуговой сваркой; в — аргонодуговой сваркой по расплавляемому кольцу. Наилучшее качество внутренней поверхности шва обеспечивают последние два способа.
Если конструкция узла трубопровода позволяет вводить устройства внутрь трубы, то применяют поддув газа (рис. 7) или съемные подкладки: керамические (рис. 9, а) или приклеивающиеся гибкие (рис. 9, б) со слоями различного состава. Для формирования корня шва и защиты расплавленного металла от воздействия воздуха в стыковых соединениях, у которых нет доступа к обратной стороне шва, применяют флюс-пасту (рис. 8, а, б, в), которую наносят на кромки до сборки стыка (рис. 8, ). После сварки остатки флюспасты вымывают.
ШТАМПОСВАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА
Панельный отопительный радиатор (лист 179).
Изделия оболочкового типа, например различные изделия небольших размеров, к которым предъявляются требования герметичности, целесообразно выпускать в штампосварном исполнении. Технологичность подобных изделий определяется, во-первых, сочетанием высокопроизводительных методов получения заготовок холодной штамповкой и соединения их контактной сваркой герметичными швами, а во-вторых, относительной простотой их крупносерийного изготовления в автоматических линиях.
Характерным примером является отопительный радиатор панельного типа (рис. 1), получаемый сваркой двух тонколистовых заготовок, в которых выштампованы каналы для циркуляции воды, причем заготовки соединены по периметру шовной сваркой, а между каналами — точечной.
Линия изготовления таких радиаторов показана на рис. 2. Ее своеобразие в использовании рулонной стали и выполнении всех операций на непрерывных полосах. Это упрощает передачу заготовок с одного рабочего места на другое и обеспечивает непрерывность процесса, но требует выполнения формовки панелей радиатора, а также сварочных операций на движущейся ленте. Непрерывность движения полос исключает возможность использования накопителей, и поэтому для обеспечения надежной работы линии некоторые установки имеют дублирующие узлы. Из двух рулонов полосы подающими роликами направляются к гильотинным ножницам для обрезки концов с последующей стыковкой их при замене рулона. Формовка каналов выполняется с помощью парных валков 1 и 2 периодического профиля. Два штуцера привариваются к верхней полосе одновременно методом оплавления с помощью летучей контактной установки. Патрубок 5 автоматически подается из питателя и верхним электродом 4 прижимается к месту сварки. После окончания сварки через отверстие в нижнем электроде 3 пуансон б прошивает отверстие и развальцовывает лишний металл по стенкам патрубка. Затем полосы совмещаются и устройством с тянущими роликами подаются в многоэлектродную машину для сварки точек между каналами. Наличие двух кинематически связанных четырехзвенников 7 обеспечивает плоскопараллельное перемещение траверс, несущих верхние и нижние электроды. Это перемещение в процессе сварки точек осуществляется вследствие сцепления электродов с движущейся полосой при приложении сварочного давления. Возвращение траверс с электродами в исходное положение обеспечивает пневмоцилиндр. Одновременно работают два блока электродов, выполняя два ряд а точек. В это время два других блока электродов подвергаются автоматической зачистке. Сварка продольных герметичных швов выполняется контактной шовной машиной с двумя парами сварочных роликов 8. Сварка поперечных швов осуществляется контактной шовной машиной с "летучими" каретками, несущими две пары сварочных роликов 9, выполняющих одновременно два поперечных шва, расположенных на расстоянии 22 мм друг от друга. Между этими швами "летучие" гильотинные ножницы на следующей позиции отделяют радиаторы друг от друга. После обрезки под размер продольных кромок готовые радиаторы проходят гидроиспытание и поступают на окраску и сушку.
Топливный бак автомобиля (листы 180 ... 185).
Топливные баки (лист 180, рис. 1) автомобилей ЗИЛ-130 собирают из двух штампованных половин, сваривая их герметичным швом в составе автоматической линии. На схеме этой линии (рис. 4) отдельные позиции обозначены римскими цифрами. В соответствии с этими обозначениями на рис. 5 ... 8 (листы 180 ... 184) показаны последовательные положения механизмов при выполнении конкретных операций на каждой из позиций.
Первые два участка линии включают параллельно расположенные позиции I ... VII. На них осуществляется приварка деталей соответственно к верхней и нижней частям бака. На позициях I каждой линии оператор укладывает соответственно верхнюю или нижнюю половину бака выпуклостью вверх в гнездо конвейера, совершающего возвратно-поступательное движение. После хода вперед на всех позициях изделия поднимаются подъемными столами, как показано на рис. 5 (позиции I, П), а конвейер возвращается в исходное положение. На позиции Ш (рис. 4,5) рука робота подает фланец под электрод рельефной конденсаторной машины и осуществляется его приварка к половине бака. Конструктивное оформление этого соединения и расположение электродов показано на рис. 3,6. На следующей позиции происходит установка и приварка бобышки (рис. 3, а). Для этого на позиции IV (рис. 4,5) половина бака приподнимается над конвейером с одновременным поворотом на 45°, затем рука робота подает бобышку, и после приварки половина бака опускается на конвейер в прежнем положении. Позиция V предназначена для кантовки половины бака на 180°. Подъемный стол подает ее в кантователь и опускается, а после поворота поднимается снова, принимает перевернутую деталь и опускает ее на конвейер. На позициях VI и VII (рис. 4, б) внутрь половины бака механической рукой устанавливаются два ребра жесткости и перемычка для крепления заливного стакана (рис. 2) бака. В захваты механических рук детали подает оператор, приварка их по отбортовке осуществляется точечной сваркой. На параллельной линии аналогичные позиции предназначены для приварки бобышки и вварки ребер жесткости в нижнюю половину бака.
В конце параллельных участков линии осуществляется сборка бака. На позиции VIII подъемный стол подает верхнюю половину бака в кантователь, закрепленный на верхнем конвейере поперечного направления, происходит ее поворот на 180° относительно горизонтальной оси и перенос на позицию IX, где она принимается поворотным столом. При повторном ходе подъемного стола верхняя половина бака в проектном положении снова захватывается верхним конвейером и передается на позицию X. На эту же позицию нижним конвейером продольного направления подается нижняя половина бака. Ходом подъемного стола нижняя половина снимается с нижнего конвейера, прижимается снизу к верхней половине, и их сборка фиксируется постановкой прихваточных точек по отбортовке многоэлектродной контактной машиной. Из этого положения верхним конвейером собранный бак переносится на позицию
XI, принимается подъемным столом и укладывается на шаговый штанговый конвейер, подпружиненные упоры которого подают бак к первой шовной машине на позиции
XII, выполняющей продольные швы. Затем после разворота бака на 90° вокруг вертикальной оси на позициях XIII и XIV осуществляется сварка поперечных швов, при этом перекрытие продольных и поперечных швов обеспечивает герметичность по всему периметру соединения. Повторный поворот бака вокруг вертикальной оси на 90° на позиции XV возвращает бак в исходное положение, и первый конвейер подает его на стол (позиция XVI), наклоняющийся на 45° таким образом, чтобы отверстие половины бака оказалось вверху. В этом положении бак по направляющим сдвигается на позицию XVII, где оператор вставляет заливной стакан в отверстие горловины, и ходом пуансона осуществляется его запрессовка. Затем на позиции XVIII бак кантуется на угол 90° с тем, чтобы ось горловины заняла горизонтальное положение, и передается на позицию XIX, где во внутрь горловины вдвигается нижний ролик шовной машины и при вращении бака вокруг оси заливного стакана выполняется сварка отбортовки горловины со стаканом. После завершения всех операций на позиции XX бак проверяется на герметичность и передается на участок окраски.
В рассмотренной линии изготовления топливных баков для подачи фланцев и бобышек под электроды контактной машины использованы роботы с тремя степенями свободы. Рука робота 1 (лист 184, рис. 10) с закрепленным на ней охватом 5 берет верхнюю деталь 3 из магазина 2, переносит и укладывает ее на корпус половины бака 4 под электроды б контактной машины 7 и возвращается в исходное положение.
Конструкция схвата определяется формой детали и типом магазинного устройства. Так, применительно к магазину с подъемным столиком 4 использована конструкция схвата, показанная на рис. 9. Рука робота опускает схват 2 на верхнюю деталь 3, сжимая пружину 1, компенсирующую возможную погрешность позиционирования руки робота в вертикальном направлении. Это смещение схвата относительно руки робота фиксируется датчиком, включающим подачу воздуха под диафрагму для захвата детали при повороте рычагов 5. После удаления захваченной детали механизм подъема столика поднимает стопу деталей так, чтобы верхняя деталь заняла заданное исходное положение для последующего захвата.
На рис. 11, а (лист 185) показано магазинное устройство гравитационного типа с шиберной выдачей нижней детали. При ходе штока пневмоцилиндра I вправо подпружиненный выступ шиберного устройства 3 устанавливается и проходит под нижней деталью в магазине 4, а при ходе влево захватывает деталь 2 и подает под схват 5, который захватывает деталь, а стопа деталей опускается под действием силы тяжести. Положение схвата при захвате детали типа шайбы показано на рис. 11,б. Рука 9 робота опускает схват на деталь 8, сжимая пружину 6. При этом пружинящие выступы /входят в отверстие детали и захватывают ее.
В рассмотренной выше линии (лист 180, рис. 4, позиция XVII) подача заливного стакана под запрессовку в отверстие горловины осуществляется вручную. В то же время для выполнения этой операции можно применить такой же робот с тремя степенями свободы, какой использован в линии для подачи шайб и бобышек (лист 184, рис. 10).
Корпус 2 (лист 185, рис. 12) заливного стакана имеет вырез 3, облегчающий введение его нижнего конца в отверстие горловины, и петли 7, привариваемые контактной точечной сваркой. Возможный вариант организации рабочего места для запрессовки этого стакана показан на рис. 13. После приварки петель на контактной машине 2 корпуса 1 стаканов укладываются на направляющие 3 магазинного устройства с шаговой подачей. Очередной стакан попадает выступами петель на консольные направляющие, скользит по ним до выреза с последующим разворотом на 90° под действием силы тяжести и останавливается в вертикальном положении для захвата рукой робота 4. Конструкция охвата показана на рис. 14. Шток 1 пневмоцилиндра через систему рычагов раскрывает лапы 2 охвата в положение, предшествующее захвату, и закрывает их до замыкания с образованием кольцевой полости, сжимающей нижнюю часть стакана с некоторым уменьшением его диаметра за счет ослабляющего выреза. В нижней части кольцевой полости охвата предусмотрен конусный участок а, обеспечивающий центрирование подаваемого стакана относительно отбортовки горловины бака. Рука робота 4 (рис. 13) подводит раскрытый схват 5 к стакану, захватывает его и подает к отверстию горловины бака 6, центрируя по отбортовке с помощью конусного участка обоймы схвата. Запрессовка трубы осуществляется ходом пуансона пресса 7, после чего схват раскрывается, и рука робота отходит в исходное положение.
267