124323 (717327), страница 2
Текст из файла (страница 2)
этап 2 — сборка и сварка среднего пояса сегментов, образованного четырьмя узлами Т-1, и приварка его к центральному фланцу;
этап 3 — сборка и сварка верхнего пояса сегментов, образованного четырьмя узлами Т-2, и приварка его к фланцу.
Высокие требования к точности барабана и необходимость свободного доступа горелки робота к сварным швам внутри барабана обусловили выбор системы базирования стенок по наружной поверхности и прижатия их к базам магнитными силами. Аналогичным образом должен фиксироваться фланец — наиболее ответственный элемент, точность установки и неизменность положения которого в процессе сварки определяют торцевое и радиальное биение остова. Технологические узлы Т-1 и Т-2 в данном случае играют роль связующих элементов. В связи с трех-этапностью процесса сборки их положение внутри барабана необходимо было задать специальной съемной оснасткой, а базировать — по стенкам и фланцу. Схема базирования деталей, отражающая перечисленные требования, показана на рис. 5.
В соответствии с техническим заданием были созданы автоматизированные магнитные кондукторы, конструкция которых реализует приведенную схему базирования. Схема кондуктора дана на рис. 6. Основными его узлами являются: основание 1; плита опорная 2; концевые 3, основные 4 и центральные 5 магнитные модули; замыкатель 6 обечайки с фиксаторами 7; пульты 8 управления секциями; центральный пульт управления 9; прижимы вертикальные 10 и горизонтальные 11; проставки малые 12 и большие 13; панель 14 пневматических агрегатов.
На прямоугольном основании 1 установлена опорная плита 2 — основной несущий элемент кондуктора. Верхняя плоскость плиты обработана механически с отклонением от плоскостности не более 1 мм. На диаметре 1500 мм расположены шестнадцать линейных опор 15, задающих плоскость опирания остова. Наиболее ответственными узлами кондуктора, от которых зависит точность изготовления остова, являются стойки с магнитными модулями, расположенные по периметру кондуктора, и блок центральных магнитных модулей, фиксирующих фланец. Двадцать магнитных модулей сгруппированы в четыре секции. Каждая секция содержит два концевых 3 и три основных 4 модуля, закрепленных в соответствующих стойках. Положение модулей в стойках может регулироваться путем плоскопараллельного радиального перемещения, а также поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для регулировки используется система направляющих и конических упоров, перемещающихся с помощью эксцентриков.
Принцип действия всех управляемых постоянных магнитных модулей одинаков и основан на взаимодействии магнитных полей перемагничиваемых и неперемагничиваемых постоянных магнитов, объединенных в модуль. Соотношение магнитных полей этих магнитов определяет одно из двух состояний модуля: активное и пассивное.
Управление магнитным потоком перемагничиваемого магнита осуществляется с помощью охватывающей его катушки. Для приведения модуля в активное состояние на катушку подается импульс постоянного напряжения, доводящий материал магнита до состояния магнитного насыщения. При этом полярность импульса такова, что магнитные потоки обоих постоянных магнитов складываются, направляются в прилегающую к ним деталь и практически полностью в ней замыкаются. Суммарное магнитное поле, удерживающее деталь, остается практически неизменным более 10 сут.
Для перевода модуля в пассивное состояние на катушку перемагничиваемого магнита подается электрический импульс обратной полярности. Магнитные потоки обоих магнитов взаимно компенсируются, и сила, удерживающая деталь, становится близкой к нулю.
В модуль каждого магнита встроены датчики силы удержания детали и плотности ее прилегания к полюсам. При полном прилегании стенки к магнитам, расположенным по наружному контуру остова барабана, сила удержания каждого модуля равна 2 кН. Усилие, развиваемое блоком центральных магнитов, удерживающих фланец, достигает 1 кН.
Левая половина стоек модулей закреплена на плите неподвижно, с тем, чтобы рабочие поверхности полюсных наконечников образовывали цилиндрическую поверхность диаметром 1514 мм (наружный диаметр остова), перпендикулярную плоскости плиты. Остальные стойки закреплены на подвижном сегменте 16% который скользит по плите, поворачиваясь вокруг оси 17. При замыкании происходит обжатие обечайки в тангенциальном направлении и смыкание торцевых кромок стенок. Механизм замыкания приводится в движение пневматическим цилиндром и удерживается в заданном положении тремя фиксаторами 7. Контроль за работой механизмов замыкателя осуществляется с помощью индукционных датчиков приближения.
Управление магнитными модулями каждой секции осуществляется с отдельных пультов 8, установленных по периферии кондуктора, управление центральными магнитными модулями и замыкателем — с центрального пульта 9. Здесь же находятся блок связи с системой управления РТК и блоки питания.
Если от точности фиксации в кондукторе обечайки и центрального фланца зависит в основном геометрия остова, то качество сварных соединений, выполняемых роботами, определяется точностью и стабильностью фиксации положения деталей, ими соединяемых. Достижению последней цели служит дополнительная стационарная или съемная оснастка, которой оборудован кондуктор.
На 1-м этапе сегменты нижнего пояса укладывают на опоры 15, базируя каждый технологическим отверстием на один палец 18, прижимают к обечайке эксцентриком 19, а к опорам сверху прижимами 10, через малые 12 и большие 13 проставки. Усилие прижатия достаточно, чтобы устранить неплоскостность сегментов, обусловленную контурной вырубкой по криволинейным поверхностям. Благодаря этому отклонения линии сопряжения деталей не превышают допустимого значения для угловых швов данного размера (для катета шва 5 мм это значение составляет +1,2 мм при зазоре не более 1,5 мм). Цикл сварки начинается с постановки роботом на каждом стыке стенок двух прихваток, придающих обечайке кольцевую жесткость. Затем производят приварку сегментов к обечайке прерывистыми швами и в последнюю очередь на медной подкладке выполняют 20 стыковых швов, соединяющих сегменты между собой.
На 2-м этапе большие проставки удаляют, а на малые устанавливают четыре узла Т-1, базируя их сегментами на обечайку, а спицами на цилиндрические упоры 21 и подпружиненные пяты 22. На центральные магнитные модули укладывают фланец, базируя его по оправке 23, и фиксируют, переводя магниты в активное состояние. На сегменты узлов Т-1, образующие второй пояс жесткости, устанавливают большие проставки и прижимают ими пояс к малым проставкам с помощью прижимов 10. Робот сначала приваривает сегменты к обечайке, затем сваривает их между собой и лишь после этого приваривает спицы к фланцу. Опыт показал, что указанный порядок выполнения швов должен строго выдерживаться. В этом случае поперечная усадка швов, соединяющих сегменты с обечайкой, протекает беспрепятственно и не может вызвать отрыв стенки от магнитов. Увеличение зазоров между сегментами, вызванное некоторым их смещением от центра, не превышает допустимого значения для стыковых соединений деталей толщиной 6 мм. Нахлесточное соединение фланца и спицы, которое выполняется в последнюю очередь, практически исключает воздействие сварочных деформаций ранее выполненных швов на радиальное и торцевое биение остова барабана. Швы на фланце должны выполняться в диаметрально противоположных местах и без остановки робота. В противном случае усадка швов приводит к появлению биения остова барабана, превышающего допус- тимое. При сварке роботом выполнение описанного порядка наложения швов гарантировано.
На 3-м этапе откидывают прижимы 10, устанавливают цилиндрические упоры 21 и на большие проставки укладывают четыре узла Т-2, базируя их сегментами на обечайку, а связями — на фланец и цилиндрические упоры. Сегменты прижимают к проставкам вертикальными 10, а к обечайке горизонтальными 11 прижимами. При отработке технологии сварки остова возникли трудности с выполнением угловых сварных соединений сегментов с обечайкой. Вследствие малой толщины стенки металл иногда стекал по ее наружной поверхности, и формирование шва было неустойчивым. Конструкцию сварного соединения изменили, «утопив» сегменты на 4 мм и превратив тем самым угловое сварное соединение в тавровое. Качество таких соединений значительно улучшилось. Для гарантированного прижатия связи к фланцу использовали упругость сегментов. Для этого при сборке узлов Т-2 несколько увеличили угол между связью и плоскостью сегмента. Упруго деформируя последний прижимами 10, возвращали узлу Т-2 требуемую геометрию и обеспечивали прижим конца связи к фланцу. При сварке верхнего пояса влияние поперечной усадки швов усугублялось возможностью появления не только радиального, но и торцевого биения, так как усадочные силы могли действовать под острым углом к оси остова. Для повышения точности размеров в этом случае также соблюдали описанный выше порядок выполнения швов.
По окончании сварки все магниты переводят в пассивное состояние, прижимы откидывают и проставки извлекают из остова. В целях исключения их заклинивания в результате действия сварочных деформаций они были выполнены «ломающимися». Выключив фиксаторы, подвижный сегмент с магнитными модулями отводят от остова и извлекают из кондуктора с помощью тельфера.
Система управления кондуктором связана датчиками и конечными выключателями с системой управления комплексом, основу которой составлял компьютер робота. Как и в предыдущем случае, РТК-2 имеет два идентичных пульта управления для кондукторов левого и правого барабанов. Алгоритм управления РТК построен таким образом, что при запуске с одного из пультов робот обращается к программе соответствующего кондуктора, определяет, какой из трех этапов сварки надлежит выполнить, и контролирует все параметры готовности сварочной оснастки и кондуктора. Если хотя бы на одном из магнитных модулей усилие удержания оказывается ниже нормы, деталь недостаточно плотно прилегает к полюсным наконечникам, замыкатель не полностью обжимает обечайку, робот не начинает сварку, а на пультах кондуктора появляются соответствующие сигналы, то на дисплее стойки управления появляется сообщение о причинах отказа. После их уст ранения робот выполняет требуемый этап сварки и запоминает его для каждого из кондукторов. Очистка горелки осуществляется программно после каждого сварочного цикла или по команде оператора с пульта управления.
Организуя роботизированный комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктора 7 и 2 (для левого и правого барабанов) установили рядом и между ними вплотную — робот 3, поочередно обслуживающий оба кондуктора. В непосредственной близости расположили устройство 4 для зачистки горелки, стойку 5 системы управления, источник 6 питания сварочным током.Сборочные места ограждены полами безопасности 7, которые работают так, что при попадании человека на них сварка прекращается. Для защиты человека во время сборки от нештатного перемещения робота в его сторону между кондукторами установили стойку 8 с аварийными выключателями. Защита срабатывает при отклонении верхнего конца стойки в любую сторону от вертикали более чем на 10 мм. Дальнейшее выполнение программы инициируется либо со стойки робота, либо с пультов 9 управления. Тельфер 10 обслуживает оба кондуктора и перемещает сваренные остовы в накопитель 11.
Организуя роботизированный комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктора 7 и 2 (для левого и правого барабанов) установили рядом и между ними вплотную — робот 3, поочередно обслуживающий оба кондуктора. В непосредственной близости расположили устройство 4 для зачистки горелки, стойку 5 системы управления, источник 6 питания сварочным током. Сборочные места ограждены полами безопасности 7, которые работают так, что при попадании человека на них сварка прекращается. Для защиты человека во время сборки от нештатного перемещения робота в его сторону между кондукторами установили стойку 8 с аварийными выключателями. Защита срабатывает при отклонении верхнего конца стойки в любую сторону от вертикали более чем на 10 мм. Дальнейшее выполнение программы инициируется либо со стойки робота, либо с пультов 9 управления. Тельфер 10 обслуживает оба кондуктора и перемещает сваренные остовы в накопитель 11.
Кроме того, в составе РТК-2 предусмотрены приспособление 12 для контроля качества стенки, стеллажи 13—17 для деталей и узлов, входящих в остов барабана, и верстак 18.
Анализ качества сварки показал, что количество дефектных сварных соединений не превышало 5 % от их общего числа на данном узле. РТК-2 обслуживает один оператор-сборщик.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
