Сварные конструкции (II часть) - середина (1085877), страница 14
Текст из файла (страница 14)
При необходимости вращения детали относительно вертикальной оси (круговые, кольцевые угловые швы) используют поворотный стол для установки и съема деталей и их вращения относительно неподвижной сварочной головки. Примером такого станка для сварки круговых швов детали малого размера (рис. 17.12) является полуавтомат, обеспечивающий одновременную сварку двух разных швов на позициях IV и VI поворотного стола (рис. 17.13,а). Периодический поворот планшайбы стола на 1/8 оборота осуществляется мальтийским механизмом, привод вращения деталей на сварочных позициях IV и VI достигается прижатием к каждой из них подпружиненных поверхностей постоянно вращающихся шпинделей (рис. 17.13,6). Частота вращения подбирается с помощью сменных шестерен, длительность цикла сварки составляет 14— 17 с. Привод движения всех механизмов станка (рис. 17.14) осуществляется от одного непрерывно работающего электродвигателя /. Цикл задается включением электромагнита 3, освобождающего подпружиненную головку муфты 2. За время одного оборота кулачка 4 узел 6, несущий шпиндельные устройства 7 с их приводом 5, совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. При этом свариваемые детали освобождаются от соприкосновения со шпинделями, а стол поворачивается на 1/8 оборота, снова стопорится, шпиндели своими конусами 7 снова прижимаются к деталям 8 и приводят их во вращение. Одновременно с началом вращения включаются сварочные головки для сварки в среде С02 и механизмы отсчета «1 оборот + перекрытие», которые выключают сварку и включают электромагнит муфты 3, повторяя цикл. Так как цикл работы составляет всего четверть минуты, то для ручной загрузки на планшайбе стола предусмотрены позиции /, //, ///, чтобы оператор мог ставить детали сразу на две позиции. Съем осуществляется автоматически перемещением штока 9, несущего пружинящие захваты 10. При движении вниз эти захваты подхватывают сваренную деталь снизу и при движении вверх поднимают ее, подставляя под удар сбрасывателя 11.
Рис. 17.13. Схемы узлов станка-полуавтомата:
а — поворотный стол; б — привод вращения детали; в — съем детали.
Рис. 17.14. Кинематическая схема станка-полуавтомата для сварки деталей с двумя круговыми швами.
Дополнение установки такого типа питателем позволяет автоматизировать сварочную операцию полностью, как, например, в станке-автомате для роликовой сварки проушины / с цилиндром амортизатора 2 автомобиля (рис. 17.15,а). Собранные узлы цилиндров с запрессованными проушинами из магазина 3 (рис. 17.15,6) штоком пневмотол-кателя 4 подаются на одну из оправок 5, закрепленных радиально на валу. При повороте вала очередная оправка с изделием располагается между сварочными роликами 11. Усилия на электродах создают пневмоцилиндры 8 головок 9, вращение роликов осуществляется от электродвигателя через редукторы 13, карданные валы 12 и шарошки 10. Пневмоприжим 6 предотвращает осевое смещение изделия. Каждый ролик сваривает трубу на длине полупериметра. После сварки ролики автоматически раздвигаются, оправки поворачиваются на угол 30° и одно из сваренных изделий сбрасывается съемником 7.
Рис. 17.15. Схема станка-автомата для сварки проушин:
а — проушина; б — схема станка.
В рассмотренных выше устройствах автоматизирована только сварочная операция, тогда как исключение ручного труда при сборке под сварку машиностроительных деталей простой формы и малого размера особенно целесообразно и относительно несложно, в особенности если применяют такие методы сварки, как сварка трением. Так, при сборке и сварке клапана двигателя на ВАЗе заготовками являются пруток для хвостовика и объемная штамповка — седло клапана. Заготовки поступают в бункерные устройства, ориентируются там, захватываются транспортирующими устройствами и попарно подаются в станок-автомат, осуществляющий их центровку, сварку и выдачу клапана на ленту транспортера для дальнейших операций.
Применительно к массовому производству однотипных деталей небольшого габарита определенный интерес представляют автоматы роторного типа, в которых рабочие инструменты имеются на всех позициях ротора и вращаются вместе с ним. Высокая производительность таких автоматов достигается одновременной обработкой нескольких изделий на позициях, расположенных в пределах рабочего сектора αp (рис. 17.16). За время t (мин) обработки одной детали ротор поворачивается на угол αp. Поэтому число позиций а в пределах рабочего угла ротора αР, которое необходимо для обеспечения заданной производительности Q (шт/ч) должно быть a = Qt/60, а частота вращения (об/мин) ротора
n=αр/(360t).
Рис. 17.16. Схема позиций автомата роторного типа.
Рис. 17.17. Сварной каток трактора.
По такой схеме работает станок-автомат для сборки тракторных катков из двух заготовок и сварки их кольцевым швом (рис. 17.17), созданный в ИЭС им. Е. О. Патона. Станок (рис. 17.18) располагают в линии механической обработки литых или горячештампованных заготовок. Предварительно обработанные половинки катков подаются в загрузочное устройство штучной выдачи заготовок. Наличие в заготовках обработанной поверхности отверстия позволяет автоматизировать не только сварочную, но и сборочную операцию без постановки прихваток.
Рис. 17.18. Станок-автомат роторного типа для сборки и сварки катков трактора.
Ротор оборудован четырехместной планшайбой со специальными устройствами для сборки, закрепления и вращения катка. Над каждым таким устройством (гнездом ротора) установлена сварочная головка 5 с катушкой электродной проволоки 7 и флюсоподающими трубками 8 и 6. Планшайба и кольцевая обойма со сварочными головками смонтированы на общем вертикальном валу и вращаются вокруг его оси, обеспечивая производительность 150 шт/ч при скорости сварки 1 м/мин. Автомат работает следующим образом. Из загрузочного лотка / (рис. 17.19), снабженного системой отсекателей, обе заготовки одновременно поступают в приемную призму 12 манипулятора. Затем под действием пневмоцилиндра 4 фиксатор 5 входит в зацепление с ротором 3, после чего весь манипулятор 7 начинает поворачиваться вместе с ротором 3 вокруг оси вала 6. При этом пневмоцилиндр 11 по направляющим 10 подает призмы 12 вверх до уровня зажимных пинолей, центрирующих половины катка с прижатием их друг к другу. После этого цилиндр 11 опускает порожнюю призму 12. цилиндр 4 выводит из зацепления фиксатор 5 и весь манипулятор 7 возвращается в исходное положение пневмоцилиндром 9, закрепленным на станине 8. Далее включается сварочный вращатель (см. рис. 17.18) с приводной 2 и холостой 4 бабками и начинается процесс сварки. При этом ротор 1 и изделие 3 непрерывно и равномерно вращаются относительно своих осей. После того как свариваемый каток совершит полный оборот вокруг своей оси и ¾ оборота вокруг оси ротора, сварка прекращается и изделие на ходу выгружается.
Рис. 17.19. Загрузочное устройство автомата роторного типа.
Изготовление сложных сварных узлов требует выполнения ряда сборочных и сварочных операций в сочетании с операциями правки, механической обработки, контроля качества и транспортирования узла с одной позиции на другую. В крупносерийном производстве для этой цели используют автоматические линии, оснащенные специальным оборудованием.
Примером такой линии может служить автоматическая линия изготовления картера заднего моста грузового автомобиля ЗИЛ. Корпус картера (рис. 17.20,а) сварен из двух горячештампованных заготовок 3 из стали 17ГС с клиновыми вставками 2. Наличие четырех клиновых вставок усложнило сборку и сварку корпуса, однако упрощение формы раскроя заготовки под штамповку позволило существенно снизить расход металла (рис. 17.20,6). Квадратная форма сечения средней части балки переходит в круглую по концам, где насажены и приварены изготовленные из стали 35 фланцы 4 угловыми швами и цапфы 5 стыковыми швами. В цен-' тральной части картера (банджо) с обеих сторон отверстия приварены усилительный фланец 1 из стали 35 и крышка 6 из стали 20. Все швы выполнены дуговой сваркой в СО2, за исключением стыковых соединений корпуса картера с цапфами 5, выполненных сваркой трением.
Рис. 17.20. Картер заднего моста грузового автомобиля ЗИЛ:
а — чертеж катера; б — варианты раскроя листовой заготовки.
Последовательность выполнения технологических операций в линии и общая ее компоновка показаны на рис. 17.21. Вся линия состоит из восьми стендов, которые объединены в три отдельных участка, имеющих накопители и способных работать автономно. В линии использованы шаговые конвейеры челночного типа, совершающие возвратно-поступательное движение, с подъемными устройствами на каждой позиции. Имеются конвейеры верхнего и нижнего типов. Возвратно-поступательное движение кареток осуществляется передачей рейка — шестерня с приводом шестерни от двух электродвигателей и одним редуктором. Маршевая скорость движения рейки снижается на последних 100 мм пути переключением электродвигателей. Это способствует повышению точности остановки изделий на рабочих позициях. Подъемные устройства выполнены с применением кривошипно-шатунного механизма с приводом от электродвигателя.
Рис. 17.21. Схема автоматической линии изготовления картера заднего моста грузового автомобиля ЗИЛ.
На стенде / (рис. 17.21) выполняются операции сборки половинок балки, установки клиновых вставок и сварки корневого прохода продольных швов. Стенд имеет четыре рабочие позиции. Как и на всех последующих стендах, первая и последняя позиция предназначены соответственно для установки и съема изделия. На промежуточных позициях выполняются технологические операции. Половинки балок и клиновые вставки поступают на сборку из заготовительного цеха в контейнерах, кромки под сварку подготовлены механической обработкой. Схема выполнения операций на стенде I показана на рис. 17.22, где цифрами обозначена последовательность операций. Два оператора укладывают штампованные половинки балки 1 в базы транспортирующего устройства 2 (рис. 17.22,а). Все остальные операции выполняются автоматически. Поданная на вторую позицию балка поднимается вверх до уровня сварочных головок 6 (рис. 17.22,6). Против торцов собираемых заготовок выставляется упор 5 (рис. 17.23,а). Выравнивание достигается ударом шарнирного упора 2 по противоположному торцу (рис. 17.23,6). В поперечном направлении позиционирование половин обеспечивается подвижными упорами 3 и 4, а в вертикальном направлении / сжатие собираемых заготовок осуществляется в трех местах — в области банджо и по концам. Клиновые вставки на позиции загрузки попадают в поворотное устройство, где упоры / (рис. 17.24,а) ориентируют их, а рычаги 2 прижимают к опорным базам. Затем поворотные рычаги 3 (рис. 17.24,6) переводят клиновые вставки в вертикальное положение, а смещение этих рычагов в направлении 4 (рис. 17.24,в) обеспечивает установку каждой клиновой вставки в проектное положение с выборкой зазоров. С завершением сборки флажки 3 (рис. 17.23,6) откидываются, освобождая стык для сварки, и без прихватки одновременно в вертикальной плоскости производится сварка четырех корневых швов по схеме, показанной на рис. 17.25,а. Направление четырех сварочных головок по швам задается копирами и копирными роликами. Сварка оставшихся четырех участков шва выполняется на третьей позиции (см. рис. 17.22,е) двумя сварочными головками 12 по схеме рис. 17.25,6. Для этого между второй и третьей позициями (см. рис. 17.22,5) балка кантуется на 180° вокруг продольной оси. Балка, сваренная корневыми швами, поступает на четвертую позицию (см. рис. 17.22,в) и механической рукой сбрасывается в накопитель (см. рис. 17.22,г), где производится визуальный контроль выполненных сварных швов. Далее в линии выполняется заполнение разделки продольных швов, которое ведется в нижнем положении с поперечными колебаниями электрода. Поскольку эта операция идет с меньшей скоростью и занимает больше времени, чем сварка корневых швов, в линии предусмотрено разделение потока на два параллельных стенда (см. рис. 17.21).
Рис. 17.22. Схема операций сборки и сварки на стенде /.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
