7. Детали машин и приборов (1041863), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Примеры характерных восьми типов сварных соедине­ний деталей 1 и 2 и вариантов подготовки их кромок под сварку трением приведены в виде таблицы на рис. 3 (лист 220). При выборе типа соединения отдают предпоч­тение соединениям полых сечений, поскольку при этом обеспечивается более равномерный их разогрев при свар­ке. Так как грат, образующийся при сварке трением, часто не влияет на работоспособность детали, для исключения операций по его удалению на свариваемых заготовках иног­да делают специальные технологические канавки — ловуш­ки для размещения грата (рис. 3, п. 3, в).

На рис. 4 показаны примеры конструкций, изготов­ленных сваркой трением, в которых детали круглого се­чения соединяются с квадратными, шестигранными и плос­кими.

Наибольшее распространение сварка трением получипа в автомобильной промышленности. Характерные детали представлены на рис. 5, а... в; 6. Расчленение деталей на от­дельные элементы имеет целью упрощение технологии из­готовления, снижение массы и выбор материала отдельных частей в соответствии с требованиями прочности и износо­стойкости, так как вопросы свариваемости при сварке трением имеют второстепенное значение. Так, например, расчленение надставки полуоси трактора (рис. 6) на две де­тали позволяет внутренние шлицы на левой части получать методом протяжки, причем при последующей сварке тре­нием обеспечивается сохранность шлицов и соосность соединяемых заготовок.

После сварки трением и удаления грата детали, как правило, сразу поступают на сборку, за исключением слу­чаев, когда поверхности, требующие шлифовки, попадают в зону работы захвата сварочной машины (рис. 5, а). В этом случае шлифовка выполняется после сварки.

Карданные валы (листы 221, 222).

Карданные валы (лист 221, рис. 1; лист 222, рис. 3) имеют среднюю часть в виде трубы 2, к концам которой приваривают или две вилки, или с одной стороны — вилку.?, а с другой сто­роны — шлицевой хвостовик 1 или шлицевую втулку.

Сборку под дуговую сварку осуществляют по посадоч­ным поверхностям механически обработанных заготовок на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 100 кН (лист 221, рис. 2). Шлицевую втулку 1 надевают на оправ­ку 6, вилку 3 фиксируют по отверстиям с помощью пальца 4 (операция 1). Затем оператор, придерживая трубу 2, включает гидро цилиндр 5, осуществляя запрессовку до упора буртиков вилки 3 и шлицевой втулки 1 в кромки трубы 2 (операция 2). После обратного хода пресса (опе­рация 3) собранный вал поступает на проверку биения оси (операция 4) . В шлицевую втулку вставляют оправку 8, в отверстия втулки — палец 10 с центровочным отверстием. С помощью этих деталей вал устанавливают в центрах 12 бабок 7 и 77, индикаторами 9 часового типа определяют биение вала и, в случае необходимости, осуществляют правку ударами молотка (операция 5) .

Сварку кольцевых швов карданного вала выполняют на четырехпозиционном сварочном автомате барабанного типа (операции 6 и 7) . Собранный вал оператор устанавли­вает на позиции А, центрируя его с одной стороны по внут­реннему диаметру шлицевой втулки 7 конусом 14; с дру­гой стороны оператор опускает вилку 3 отверстием на па­лец 18 и фиксирует сверху планкой 75, которая может откидываться при помощи подпружиненной рукоятки 16.

При повороте барабана 13 на 90° вал поступает на по­зицию Ь под сварочные головки 79. С помощью муфты 7 7 происходит включение вращения детали со сварочной скоростью и в то же время подается питание к сварочным го­ловкам. При этом оба кольцевых шва свариваются одно­временно.

По сравнению с дуговой сваркой кольцевых швов кар­данных валов, использование сварки трением позволяет автоматизировать выполнение сборочно-сварочных опера­ций значительно более полно. При этом наблюдается суще­ственное снижение деформации вилки и смещения отверс­тий под подшипники, а одновременная сварка двух стыков обеспечивает требуемую соосность свариваемых деталей.

Последовательность операций при использовании спе­циальной установки для сварки трением представлена на рис. 4 (лист 222) .

Предварительно в проточку шлицевой втулки 7 опера­тор закладывает уплотни гельную заглушку 4, препятствующую попаданию смазки из шлицевого соединения в трубу карданного вала (операция 1). Затем в левый за­жимной патрон 5 он вставляет вилку 3, а в правый зажим­ной патрон б — шлицевую втулку 1 с заглушкой 4 (опе­рация 2). Этот же оператор периодически загружает нако­питель 7 трубами 2 (операция 3) . Дальше операция 3 и все остальные операции выполняются автоматически. Отсекатель 9 поворачивается ходом поршня пневмоцилиндра 8, и очередная труба скатывается на торцовые упоры 10 рыча­гов 12, а отсекатель 9 возвращается в исходное положение. Рычаги 12 вместе с трубой 2 поворачиваются пневмоци­линдром 13 и опускают трубу 2 на нижнюю губку 14 за­жима. При этом торцовые упоры 10 ходом поршня пнев­моцилиндра 11 устанавливаются так, что освобождают трубу 2, и рычаги 12 возвращаются в исходное положе­ние. Затем поворотом рычага от пневмоцилиндра 77 верх­няя губка 15 зажима подводится к нижней губке 14 (опе­рация 4) и пневмоцилиндром 16 осуществляется зажатие трубы 2 между губками 14 и 15. После этого включа­ется вращение патронов 5 и 6 с зажатыми деталями с од­новременным их сближением и осуществляется сварка двух стыков по заданной программе (операция 5). Затем патроны 5 и 6 разжимаются и расходятся (операция 6). Последовательным включением пневмоцилиндров 16 и 17 освобождается от зажатия труба карданного вала и отхо­дит в исходное положение губка 15 верхнего зажима. Ко­ромысло 18, поворачиваемое пневмоцилиндром 19, под­хватывает сваренный карданный вал и подает его в нако­питель 20 с флажками 21, регулирующими расстояние между валами в накопителе. Готовые карданные валы укладывают в контейнеры и транспортируют автопогруз­чиком.

Применение электронно-лучевой сварки, лазер­ной сварки (листы 223, 224).

Швы с глубоким и узким проплавлением при минимальных деформациях свари­ваемых деталей позволяет получать электронно-лучевая сварка. Этот метод перспективен для сварки блоков зуб­чатых колес из готовых термически обработанных заго­товок. На рис. 1 (лист 223) и 2 показаны детали коробки передач автомобиля, свариваемые электронно-лучевой сваркой. Сборка деталей под сварку должна обеспечить отсутствие зазора по сопрягаемым торцовым поверхнос­тям и гарантированный натяг по сопрягаемым цилиндри­ческим поверхностям. Для обеспечения сборки кольца 1 (рис. 3) муфты синхронизатора с зубчатым колесом 2 на кольце со стороны сопрягаемого с зубчатым колесом тор­ца делается фаска, а на внутренней сопрягаемой цилиндри­ческой поверхности выполняется несколько канавок а глубиной 0,2 ... 0,4 мм для удаления" воздуха из полости А в процессе создания вакуума в камере сварочной уста­новки.

Для сборки блоков зубчатых колес наряду с электрон­но-лучевой сваркой может применяться и сварка лазером. Этот процесс вследствие высокой концентрации энергии обеспечивает малый объем расплавленного металла. Для снижения жесткости соединения и уменьшения скорости охлаждения металла в зоне сварного шва на деталях прота­чивают технологические канавки (рис, 2). В отдельных случаях при небольших нагрузках детали блоков зубча­тых колес могут быть соединены с помощью клея (рис. 4) , однако точность таких соединений ниже, чем сварных.

Сварные диафрагмы паровых турбин (рис.5) изготов­ляют с применением дуговой или электронно-лучевой свар­ки. Диафрагма состоит из обода 1, внешней 2 и внутренней 4 бандажных лент, направляющих лопаток 3 и тела диафрагмы 5. Как правило, лопатки устанавливают в пазы бан­дажных лент с углублением 2 ... 3 мм и приваривают к ним. Соединение направляющих лопаток с бандажной лен­той и ободом показано на рис. 6. Обозначения позиций соответствуют рис. 5. При дуговой сварке указанных сое­динений из теплоустойчивых сталей могут возникать хо­лодные трещины. Эти дефекты исключаются при приме­нении электронно-лучевой сварки диафрагм (рис. 7, а, б) . Для улучшения формирования корня шва и снижения в этом месте концентрации напряжений в ободе 1 и теле диафрагмы 2 делают небольшие прямоугольные выточки а.

Технология изготовления лопаток газовой турбины мощностью 300 ... 800 тыс. кВт предусматривает сварку пакетов, состоящих из двух лопаток (лист 224, рис. 8). Каждый пакет лопаток 1 и 3 сваривается тремя швами. Верхний шов (рис. 8, а) соединяет лопатки по наружному ободу, два других шва проходят по боковым граням хвос­та лопаток (рис. 8, б). Для качественного формирования начала шва используют входные планки 2 и 4.

Схема специализированной установки для электрон­но-лучевой сварки пакетов лопаток показана на рис. 9. Вакуумная камера 6 представляет собой полый барабан, который своими цапфами опирается на две стойки 10. Червячная пара 2 может поворачивать камеру относитель­но горизонтальной оси. При неподвижной вакуумной систе­ме возможность вращения камеры обеспечивается сколь­зящим вакуумным уплотнением, расположенным на ле­вой цапфе. В камере имеются три электронных пушки, Электронная пушка 8 размещена в правой цапфе карет­ки 9, обеспечивающей вертикальное перемещение пушки вдоль стыка с рабочей и маршевой скоростью и продольное установочное перемещение, которое производится вручную с помощью пары винт — гайка и маховичка, выведенного наружу. Электронные пушки 7 расположены в коробах верхней и нижней крышек и могут перемещаться от при­водов 4 в продольном направлении. Кроме того, они имеют механизмы установочного углового перемещения. Свариваемые лопатки 3 крепят на поворотном столе 5.

Для загрузки деталей камера имеет съемную верхнюю крышку. Порядок загрузки следующий. Камеру перево­рачивают верхней крышкой вниз, к крышке подходят под­вижные кронштейны 7, которые принимают крышку и опускают ее вниз. Открытую камеру разворачивают разъе­мом вверх. Краном опускают и устанавливают на поворот­ный стол 5 диск с пакетом лопаток или диафрагму и за­крепляют захватами. Камеру вновь разворачивают разъе­мом вниз и закрывают крышкой. Далее включают ваку­умные насосы. Откачка вакуума может совмещаться с поворотом камеры в рабочее положение.

Применение электроннолучевых установок с поворот­ными камерами позволяет значительно сократить рабочий цикл и уменьшить объем вакуумных камер. Другое на­правление повышения производительности электронно-лу­чевой сварки связано с применением многолучевых элек­тронных пушек. Например, для сварки сепараторов шари­коподшипников (рис. 10) применена девятилучевая газо­разрядная электронная пушка, схема которой показана на рис. 11.

Для формирования девятилучевого пучка электронно-оптическая система имеет плоский сменный катод 2, за­крепленный на катододержателе 1, и узел формирующих электродов, состоящий из диафрагмы-анода 3, модулиру­ющего электрода 4 и экрана 5. Девять соосных отверстий а, б и в, проходящих соответственно через детали 3, 4 и 5, расположены равномерно по окружности диаметром 53,5 мм и формируют девять сварочных электронных лу­чей. Таким образом, сварка всех девяти точек на сепара­торе про исходит одновременно, что в сочетании с системой вакуумного шлюзования шарикоподшипников в зону сварки обеспечивает высокую производительность, требую­щуюся в условиях массового производства.

Сварные заготовки деталей машин (лис­ты 225, 226).

Производство сварных заготовок деталей (лист 225, рис. 1, б; 2,6) вместо литых (рис. 2, а) цельно­кованых и цельноштампо ванных (рис. 1,а) позволяет со­кратить расход металла и уменьшить объем последующей механической обработки. Так, при вырубке из листа за­готовок плоских гаек (рис. 3, д) до 60 % металла идет в отходы. Подобные детали можно делать из прутковых сварных заготовок с последующей их формовкой в штам­пе (рис. 3,6). Примеры различных деталей в сварном ис­полнении приведены на рис. 4.

Перспективным направлением экономного исполь­зования металла является замена операций штамповки за­готовок для сварных конструкций формообразованием их из специального проката, совмещенным непосредствен­но со сварочной операцией.

Примером совмещения формовочной и сварочной опе­раций в одном агрегате является производство тормозных колодок автомобилей. Сварная тормозная колодка (рис.5) состоит из ребра 1 и обода 2, имеющих толщину 5 ... 6 мм и соединенных между собой контактной рельефной свар­кой по специально выштампованным выступам. Принцип работы автоматической установки показан на рис. 6. Глав­ным рабочим механизмом станка-автомата является сбо­рочный кондуктор-вращатель 1 с зажимным устройством, состоящим из передней 2 и задней бабок, между которы­ми зажимается ребро колодки. Зажимные элементы бабок выполнены в виде коротких цилиндрических валков или плоских фланцев, радиус которых равен наружному ради­усу ребра. Зажимной элемент 3 задней бабки состоит из двух одинаковых половин, каждая из которых может передвигаться в осевом направлении под действием сило­вого пневмоцилиндра и, таким образом, может зажимать или освобождать от зажатия ребро колодки. В выдвину­том положении "половина" прижимает ребро к опорно­му фланцу вращателя, во втянутом положении — осво­бождает от зажатия готовую колодку после сварки. К вращающимся зажимным элементам присоединяется один конец вторичной цепи трансформатора и подводится сва­рочный ток с помощью обычных скользящих токосъем­ников. Другой конец вторичной цепи таким же способом присоединяется к верхнему нажимному ролику 7, перека­тывающемуся во время сварки по ободу изделия. Таким образом, верхний ролик 7 выполняет одновременно функ­ции катящегося электрода и гибочного валка, который формирует обод и прижимает его к ребру свариваемой колодки.

Два автоматических питателя обеспечивают подачу заготовок. Питатель 5 производит периодическую подачу ребер в зажимное устройство вращателя машины, питатель б выдает плоские ободья под верхний ролик машины. По­дача обеих заготовок синхронизирована, что обеспечивает точность их взаимного расположения при сборке.

Характеристики

Список файлов книги