Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

7. ДЕТАЛИ МАШИН И ПРИБОРОВ (ЛИСТЫ 201 ... 230)

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 201... 230

ДЕТАЛИ И УЗЛЫ ТЯЖЕЛОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Рамы и станины (листы 201, 202).

Для машино­строения наиболее характерными деталями являются станины, валы и колеса. Применительно к машинам тяже­лого и энергетического машиностроения такие детали изготовляют, как правило, в условиях единичного и мел­косерийного производства.

На рис. 1 (лист 201) по казана рама вертикальной клет­ки прокатного стана, составленная из четырех литых за­готовок из стали 35 Л. Места стыков выбраны из условия симметрии сварочных деформаций и относительной прос­тоты формы каждого элемента. Сложное очертание дву­таврового сечения в месте стыка заменено сплошным (раз­резы А-А, Б-Б) для удобства выполнения его эпектрошлаковой сваркой пластинчатыми электродами. На рис. 3 показана другая рама, подготовленная к электрошлаковой сварке плавящимся мундштуком. Можно видеть, что сбор­ка под сварку выполняется в горизонтальном положении с помощью скоб, стыки свариваются попарно. В ряде слу­чаев размеры сварного узла оказываются настолько вели­ки, что перед общей сборкой отдельные заготовке прихо­дится укрупнять с помощью электрошлаковой сварки. Так, на рис. 2 показаны такие детали пресса усилием 650 МН, как стол (рис. 2, а), боковина (рис. 2, б), верхняя плита (рис. 2, в), балки (рис. 2, г ... ж), каждая из которых име­ет массу более 100 т и содержит от одного до шести эяектрошлаковых швов.

При изготовлении станин прессов используют заготов­ки, получаемые различными методами. Сварные соедине­ния обычно выполняют путем полного проплавления всей толщины присоединяемого элемента (рис. 4, а). Это поз­воляет получать сварные соединения с минимальной кон­центрацией напряжений при относительно простой под­готовке элементов под сварку, однако требует проведе­ния последующей термической обработки готового узла или изделия. Иногда ограничиваются минимальными размерами швов (рис. 4, б), но в этом случае произво­дят плотную подгонку мест сопряжении листов и поста­новку разгрузочных заплечиков, штифтов, шипов и пазов. Дополнительные затраты на подгоночные работы компен­сируются снижением трудоемкости сварочных работ. Кро­ме того, малый объем наплавленного металла позволяет в этом случае обходиться без последующей термообработ­ки конструкций.

На рис. 5, а ... г (лист 202) приведены четыре кон­структивных варианта поперечины пресса усилием 45 МН:

а — литая поперечина; б — сварно-литая; в — сварная с радиальными ребрами; г — сварная с изогнутыми сек­циями.

На рис. 6, а, б показана сварная станина пресса уси­лием 40 МН, состоящая из стоек 1 и 2 из толстолистового проката, массивной литой траверсы 3 и кованой трубы 4. Сварные соединения — стыковые, тавровые и угловые;

большинство из них выполняют электрошлаковой свар­кой. Последнее обстоятельство определяет некоторые осо­бенности конструкции и последовательность выполнения сборочно-сварочных операций. Угловые и тавровые соеди­нения элементов собирают при помощи косынок и диа­фрагм, стыковые — при помощи скоб. В местах, недоступ­ных для постановки формующих медных охлаждаемых подкладок, применяют остающиеся стальные пластины. Последовательность выполнения сборочно-сварочных опе­раций выбирается так, чтобы концы каждого из электро­шлаковых швов можно было вывести за пределы детали. Поэтому общей сборке сложной детали обычно предшествуют сборка и сварка относительно простых узлов. При этом для уменьшения угловых сварочных деформаций желательно, чтобы каждый собранный под сварку узел имел замкнутое сечение.

Применительно к станине пресса усилием 40 МН (см. рис. 6) последовательность и содержание основ­ных сборочно-сварочных операций показаны на рис. 7. Первым узлом является тумба 1. Сначала в замкнутое сечение собирают ее боковые стенки и электрошлаковые швы № 1 и № 2 выполняют с полным проплавлением при­вариваемого элемента (рис. 7, а) . Затем устанавливают го­ризонтальные листы тумбы и выполняют первые пары швов № 3 и № 4 (рис. 7, б). Участки первых пар швов, препятствующие установке карманов и выводу усадочных раковин вторых пар швов, удаляют из зазора огневой резкой. Готовая тумба входит в состав второго, более крупного узла — стойки (рис. 7, в). Замкнутое сечение образуют присоединением полустоек 2 и 3\ швы №5 ...№8 выполняют электрошлаковой сваркой, формирование кор­пуса станины завершают сборкой стоек с траверсой 4 и сваркой электрошлаковых швов № 9 ... № 12 (рис. 7, г) . Затем в полустойках 3 термической резкой вырезают пазы под трубу 5. Следует заметить, что образование пазов резкой не плоских заготовок, а уже сваренного узла с удалением части шва является приемом, характерным для конструкций, выполняемых электрошлаковой сваркой. Целесообразность такого приема объясняется трудоем­костью подготовки и зачистки стыков в местах начала и конца каждого электрошлакового шва. Завершение сбор­ки и сварки станины требует ряда кантовочных операций. Так, установка трубы 5 и лап 9 и 10 и сварка полуавтоматом под флюсом многослойных швов № 14 и № 15 производится, как показано на рис. 7, а, а установка кры­шек б, 7 и 8 и выполнение электрошлаковых швов № 16 и многослойных швов № 17 ... № 22 - на рис. 7. е.

Валы и цилиндры (листы 203, 204).

Типы сварных роторов паровых и газовых турбин показаны на рис. 1 (лист 203). Их изготовляют из жаропрочных сталей, что затрудняет получение заготовок большого размера с по­мощью литья и ковки. Поэтому крупные валы сваривают из поковок относительно небольшого размера и простой формы. На рис. 3 показан ротор газовой турбины, состав­ленный из отдельных дисков 4 и концевых частей 3 и 5. При разработке конструкции и технологии изготовления подобных изделий основными требованиями являются жесткое ограничение величины искривления продоль­ной оси ротора от сварочных деформаций и получение на­дежного про плавления швов при их односторонней сварке.

Кованые заготовки дисков после механической обра­ботки центрируются относительно друг друга направляю­щими поясками, требуемая величина зазора и разделка обеспечиваются постановкой проставок 1 (рис. 2, а). Однопроходная сварка не может обеспечить симметрии сварочных деформаций из-за неравномерности поперечной усадки по периметру кольцевого шва, поэтому приме­няют многослойную сварку. Полный провар в корне шва можно обеспечить постановкой остающегося под­кладочного кольца 2. Однако в процессе эксплуатации на­личие такого кольца вызывает концентрацию напряжений и может способствовать зарождению усталостных трещин. Более целесообразной является конструкция стыка, по­казанная на рис. 2, б. Центрирующий выступ с упорным кольцом 1 из малоуглеродистой стали толщиной 2 мм обеспечивают высокую точность сборки ротора при сохра­нении податливости стыка при сварке. Это весьма важно для предупреждения образования трещин в соединении. Притупление разделки шва выбрано из условия получения полного провара корня шва. Специальные наклонные каналы уменьшают жесткость кромок при выполнении корневого слоя и тем самым предотвращают образование в нем трещин, а также обеспечивают лучшие условия для ультразвукового контроля сварного соединения. Собран­ные элементы плотно стягивают тягами 1 (рис. 3) с ком­пенсирующими усадку пружинами 2, и в вертикальном по­ложении ротор подают на сварку.

Первые слои швов выполняют при вращении ротора 3 (рис. 4) от электродвигателя 1 через редуктор 2. Верти­кальное расположение оси ротора 3 имеет цель исключить влияние силы тяжести. Для обеспечения симметрии свароч­ных деформаций каждый корневой шов выполняют одно­временно двумя или тремя симметрично расположенными сварочными головками 4 вольфрамовым электродом в аргоне. Затем в этом же положении ряд слоев укладывают плавящимся электродом в среде СО₂. После заполнения той части разделки, которая необходима для обеспечения определенной жесткости ротора, его переносят во вращатель с центрами с горизонтальным расположением оси вра­щения и основную часть разделки заполняют многослой­ной сваркой под флюсом в нижнем положении. Такая тех­нология позволяет предотвратить искривление настолько, что биение сваренного вала не превышает 0,5 мм на длине 5 м.

Валы больших размеров сплошного сечения целесо­образно изготовлять путем укрупнения двух, трех поко­вок электрошлаковой сваркой (рис. 5). При использова­нии обычного метода плавящегося мундштука наличие множества проволочных электродов существенно снижает надежность поддержания непрерывного процесса сварки, а для предупреждения образования холодных трещин тре­буется применение предварительного и сопутствующего нагрева. Использование метода электрошлаковой сварки по бифилярной схеме (рис. 7) исключает необходимость подогрева, обеспечивает высокую надежность процесса и позволяет получать швы такого же химического состава, что и основной металл, сваривая заготовки не только пря­моугольного и квадратного, но также круглого сечения практически неограниченных размеров (лист 204, рис. 8) . Сварку выполняют четырьмя расходуемыми электродами того же химического состава, что и соединяемые заготов­ки. Два электрода 2 (рис. 7) неподвижны относительно кромок заготовок, а другие два электрода 1 подаются сов­местно в шлаковую ванну. Дальнейшим развитием такого метода является замена средних подвижных электродов подачей в сварочный зазор присадки 2 (рис. 6) в виде дроби или сечки дозаторами 1. В этом случае сварное соединение имеет минимальную зону термического влия­ния, что позволяет качественно сваривать стали с высоким содержанием углерода.

При изготовлении крупных валов и цилиндров прес­сов для соединения полых цилиндрических поковок коль­цевыми стыковыми швами используют иные приемы свар­ки. На рис. 9 (лист 204) показана ось опорного валка уни­кального стана "5000" из стали 25ХНЗМФА, свариваемая с предварительным подогревом проволокой Св-08ХН2ГМЮ при флюсом АН17М при числе слоев 134.

Для выполнения кольцевых швов широко используют электрошлаковую сварку при вращении свариваемых заготовок (рис. 10, 11). Отличительной особенностью вы­полнения кольцевых стыков весьма большого сечения является трудность обеспечения непрерывности процесса сварки от начала до заварки замка. Такая непрерывность необходима как для качественного выполнения шва (при нарушении процесса неизбежно возникновение несплавления кромок и возможно образование трещин) , так и для получения ожидаемых величины и направления сварочной деформации искривления осей стыкуемых деталей. Так как время сварки может составлять десятки часов, то воз­никает опасность отказа аппаратуры и прежде всего выхода из строя мундштуков, направляющих электродную прово­локу в сварочную ванну. Сменить мундштуки без оста­новки процесса невозможно, а остановить процесс — не­допустимо. Поэтому для сварки кольцевых швов боль­шого сечения используют специальную установку (рис. 12) с двумя дублирующими друг друга сварочными голов­ками. При выходе работающей головки из строя ее место тотчас занимает вторая головка, и процесс сварки преры­вается лишь на весьма непродолжительное время.

Последовательность этапов выполнения кольцевого шва большой толщины при электрошлаковой сварке пока­зана на рис. 13. Сварка начинается подачей одной элект­родной проволоки при неподвижном изделии и движущей­ся вверх сварочной головке. По мере образования шлако­вой ванны (этап I) включают механизм поперечных коле­баний аппарата, а затем подачу средней и крайней электрод­ной проволоки. После заварки верхней части кармана (этап П) подъем сварочной головки прекращается, и ос­новная часть шва (этап Ш) выполняется благодаря враще­нию изделия. На этапе IV начинается замыкание шва, вра­щение изделия прекращается, а сварочная головка идет вверх. Этот подъем прекращается при выходе на криво­линейную часть линии замыкания, когда снова включают вращение изделия (этап V). Соответственно уменьшению сечения шва постепенно уменьшают расстояние между мундштуками и амплитуду колебаний, а также выводят из работы внутренний электрод. На этапе VI выводят из работы средний электрод, и сварка завершается одной электродной проволокой.

Детали гидротурбин (листы 205 , 208).

Конструк­ция валов гидравлических турбин проста, это массивная труба с одним или двумя фланцами (лист 205, рис. 3) . За­готовки обечаек обычно получают ковкой, заготовки фланцев — также ковкой или иногда в виде стальных от­ливок.

Возможен и другой вариант — изготовление цилиндри­ческой части из двух корыт, согнутых в горячем состоянии под прессом и сваренных продольными электрошлаковы­ми швами (рис. 4). Кольцевые швы выполняют электро­шлаковой сваркой с формированием обратной стороны внутренним ползуном. Неравномерность поперечной усад­ки по периметру кольцевого шва при такой однопроход­ной сварке приводит к искривлению оси вала. Для компен­сации этого искривления при сборке среднего кольцевого стыка между двумя обечайками 2 (рис. 3) зазор в месте начала шва устанавливали 33 мм, а в плоскости, поверну­той на 90°, — 38 мм. После выполнения среднего стыка сваренные обечайки проходили высокий отпуск и подвер­гались промежуточной механической обработке. Затем выполняли сборку и сварку стыков с фланцами 1 и 3. Чис­товую механическую обработку, обеспечивающую точность размеров готового вала, производили после нормализации и высокого отпуска.

При сварке валов сплошного сечения, когда электро­шлаковый шов выполняют снизу вверх без вращения, пе­ременный зазор в стыке создают предварительным переко­сом осей собираемых заготовок в вертикальной плоскости.

В конструкциях гидротурбин (рис. 1,2) наряду с вала­ми 1 сварными являются и другие детали машинострои­тельного характера: статоры 2, направляющие аппараты 3 и рабочие колеса 4.

Статор (лист 206, рис. 6) составляют из секторов, сое­диняемых на монтаже фланцевыми бортовыми соединения­ми. Секторы собирают и сваривают из отливок — поясов и колонн (рис. 7). Соединение колонны с выступом пояса выполняют электрошлаковой сваркой плавящимся мунд­штуком, схема сборки под сварку показана на рис. 9.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги