С.А.Куркин, В.М.Ховов, А.М.Рыбачук

ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИИ

Атлас

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов машиностроительных специальностей вузов

Москва

• Машиностроение •

1989

ББК 30.616я6я73

К93

УДК 62-112.81:65.0П.54/56(084.42) (0?5.8)

Рецензенты:

кафедра "Технология металлов"

Белорусского ордена Трудового

Красного Знамени

политехнического института,

кафедра "Технология сварочного производства'

Московского авиационного технологического института

им. К. Э. Циолковского

Куркин С.А- и др.

К93 Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций: Атлас: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специаль­ностей вузов / С. А. Куркин, В. М. Ховов, А. М. Рыбачук. — М.: Машинострое­ние, 1989.- 328с.; ил.

ISBN 5-217-00764-8

Атлас содержит чертежи оснастки и приспособлений, применяемых при заготови­тельных и сборочно-сварочных операциях, с краткими описаниями процессов изго­товления различных сварных конструкций, комплексной механизации и автомати­зации производства и использования при сборочных и сварочных операциях автомати­ческих манипуляторов и роботов. Атлас предназначен для студентов сварочных спе­циальностей вузов в качестве учебного пособия при изучении соответствующих дисцип­лин, при курсовом и дипломном •проектировании, а также может быть полезен инже­нерно-техническим работникам сварочного производства.

К	2704060000-533	КБ-34-27-89	ББК 30.616я6я73
	038 (01)- 89

ISBN 5.217-00764-8 ©СЛ. Куркин. В.М. Ховов, А.М. Рыбачук, 1989 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ 6

1. ТРАНСПОРТНЫЕ ОПЕРАЦИИ (ЛИСТЫ 1 ... 12) 7

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 1... 12 7

ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАНИПУЛЯТОРЫ 7

Грузозахватные устройства (лист 1). 7

Манипуляторы (лист 2). 7

Шарнирно-сбалансированные манипуляторы (рис. 5,6) 7

КОНВЕЙЕРЫ 7

Роликовые и пластинчатые конвейеры (лист 3). 7

Подвесные конвейеры (листы 4 ... 6) 8

Шаговые конвейеры (листы 7,8). 9

Автоматическая транспортная система и автоматизация складирования (лист 9). 9

ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА 10

Механизмы шаговой подачи (лист 10). 10

Магазинные загрузочные устройства (лист 11) 10

Бункерные загрузочные устройства (лист 12) 11

2. ЗАГОТОВИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО (ЛИСТЫ 13 ...22) 25

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 13... 22 25

ОПЕРАЦИИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 25

Резка и обработка кромок (листы 14 ... 17). 25

Гибка (листы 18 ... 20). 27

ЛИНИИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 28

Компоновка оборудования заготовительных линий (листы 21, 22). 28

3. СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ (ЛИСТЫ 23... 90) 41

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 23... 90 41

СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ И ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ 41

Электронно-лучевая сварка. Лазерная сварка (лист 30). 43

Ультразвуковая сварка. Холодная сварка (лист 37). 46

Наплавка (листы 41 ... 46). 48

СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ 50

Элементы сборочных приспособлений (листы 47 ... 56). 50

Компоновка сборочно-сварочных приспособлений. (листы 57, 58). 51

РОБОТЫ 52

Кинематические схемы (листы 59 ... 64). 52

Датчики положения сварочного инструмента (листы 71 ... 74). 55

Роботизированные технологические комплексы (листы 75 ... 80). 57

Примеры РТК для сборки и сварки изделий. Листы 81 ... 90. 58

4. БАЛОЧНЫЕ И РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 91 ... 126) 129

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 91... 126 129

БАЛКИ 129

Сборка и сварка двутавровых балок (листы 91 ... 93). 129

Поточная линия изготовления двутавровых балок (лист 94). 130

Непрерывное производство сварных балок (лист 95). 131

Сварные балки из прокатных двутавров (листы 96 ... 97). 131

Элементы промышленных зданий (лист 98). 132

Стержни коробчатого сечения (лист 99). 132

Серийное производство балок (листы 100, 101). 133

РАМЫ 134

Изготовление рамы вагона (листы 102 ... 104). 134

Изготовление рам (листы 105, 106). 135

КРАНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ 135

Мостовые краны (лист 107). 135

Изготовление главной балки (лист 108). 136

Изготовление элементов мостового крана (лист 109). 136

Соединение главной и концевой балок (лист 110) 137

Конструктивные схемы козловых кранов (лист 111). 138

РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ 138

Стропильные фермы (листы 112, 113) 138

Изготовление ферм (листы 114, 116). 139

Мачты и башни (лист 117). 141

Стационарные основания морских буровых платформ (лист 118). 141

Плавучие полупогружные буровые установки (ППБУ) (лист 120) 142

МОСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ 143

Конструкции пролетных строений (лист 121). 143

Узлы пролетных строений (лист 122). 143

Изготовление арматурных изделий (листы 123, 124). 143

Соединение сборочных элементов железобетонных конструкций (лист 125). 145

Сварка арматуры на монтаже (лист 126). 145

5. ОБОЛОЧКОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 127 ... 185) 182

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 127 ... 185 182

НЕГАБАРИТНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ И СООРУЖЕНИЯ 182

Рулонирование листовых конструкций (листы 127, 128) . 182

Типы вертикальных цилиндрических резервуаров (лист 129) . 183

Монтаж днищ вертикальных цилиндрических резервуаров (лист 130). 183

Монтаж стенок вертикальных цилиндрических резервуаров (листы 131, 132). 183

Покрытия вертикальных цилиндрических резервуаров (листы 133, 134). 184

Воздухонагреватели и горизонтальные резервуары (лист 135). 185

Заготовки для сферических резервуаров (лист 136). 186

Приемы сборки сферических резервуаров (лист 137) 186

Сварка сферических резервуаров (листы 138, 139). 186

Спиральная камера гидротурбины (лист 141). 187

Цементные печи (лист 142). 187

СОСУДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 188

Тонкостенные сосуды (листы 143 ...146). 188

Сосуды со стенкой средней толщины (листы 147 ... 149). 190

Сварка арматуры (листы 150, 151). 191

Теплообменная аппаратура (листы 152, 153) 192

Толстостенные сосуды (листы 154 ... 157) 193

Многослойные сосуды (листы 158, 159). 193

Корпусное оборудование АЭС (листы 160, 161). 194

ТРУБЫ 195

Трубы с двумя продольными швами ( 1020 ... 1420 мм) (листы 162, 163). 195

Спиральношовные трубы (лист 164). 196

Толстостенные и многослойные трубы (лист 165). 197

Высокочастотная сварка труб ф 36 ... 529 мм (лист 166). 198

Печная, газоэлектрическая и контактная сварка труб средних и малых диаметров (лист 167). 198

СТЫКИ ТРУБ 199

Сооружение магистрального трубопровода (лист 168). 199

Трубосварочная база (лист 169), 199

Центраторы (лист 170). 200

Ручная дуговая сварка (лист 171). 200

Сварка в защитных газах (лист 172). 201

Комплекс "Стык" (листы 173, 174). 202

Контактная сварка труб (листы 175, 176). 202

Технологические трубопроводы (листы 177,178). 203

ШТАМПОСВАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА 204

Панельный отопительный радиатор (лист 179). 204

Топливный бак автомобиля (листы 180 ... 185). 205

6. КОРПУСНЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 186... 200) 266

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 186 ... 200 266

ВАГОНЫ 266

Изготовление кузова пассажирского вагона (листы 186 , 188). 266

Изготовление кузова товарного вагона (листы 189, 190). 267

КОРПУСА СУДОВ 267

Узлы корпуса (лист 191) . 267

Модульные конструкции судов (лист 192) 268

Линии изготовления плоских секций (лист 194) . 268

Сборка и сварка объемных секций (лист 195). 269

Сборка судов из модулей (лист 196) . 270

АВТОМОБИЛИ 270

Кузов легкового автомобиля (листы 197,198). 270

Кабина грузового автомобиля (листы 199,200). 271

7. ДЕТАЛИ МАШИН И ПРИБОРОВ (ЛИСТЫ 201 ... 230) 288

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 201... 230 288

ДЕТАЛИ И УЗЛЫ ТЯЖЕЛОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ 288

Рамы и станины (листы 201, 202). 288

Валы и цилиндры (листы 203, 204). 288

Детали гидротурбин (листы 205 , 208). 290

Балочные конструкции (листы 209, 210). 291

Блок цилиндров тепловозного дизеля (листы 211, 212). 292

ДЕТАЛИ МАШИН 293

Картер заднего моста грузового автомобиля (листы 213 ... 215). 293

Колеса автомобилей и тракторов (листы 216, 218). 295

Колесо грузового автомобиля (лист 217, рис.3) 296

Применение сварки трением (листы 219, 220). 296

Карданные валы (листы 221, 222). 297

Применение электронно-лучевой сварки, лазерной сварки (листы 223, 224). 298

Сварные заготовки деталей машин (листы 225, 226). 299

ДЕТАЛИ ПРИБОРОВ 300

Сильфоны, транзисторы (лист 227) . 300

Приварка электродных выводов (лист 228). 300

Герметизация корпусов микросхем (листы 229, 230). 301

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 331

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ускорение научно-технического прогресса немыслимо без комплексной ме­ханизации и автоматизации производства.

Хотя сварка является ведущим технологическим процессом изготовления ме­таллических конструкций, однако значительная часть общей трудоемкости произ­водства сварного изделия приходится на транспортные, заготовительные, сбо­рочные и отделочные операции. Отсюда следует, что обеспечение реальной интенси­фикации производства сварных конструкций возможно только на основе комп­лексной механизации и автоматизации всех основных и вспомогательных, в осо­бенности транспортных, операций.

В соответствии с этим в атласе большое внимание уделено рассмотрению конвейерных систем, загрузочных устройств, кантователей, манипуляторов и дру­гих механизмов, использование которых целесообразно в условиях производст­ва сварных конструкций.

Приведен обширный обзор разнообразных приспособлений и устройств для механизации и автоматизации сборочных и сборочно-сварочных операций. Осо­бое внимание уделено вопросам перспективы использования робототехники в области дуговой сварки.

В атласе рассмотрены конструктивные особенности и технология изготовле­ния сварных конструкций всех основных типов: балочных, стержневых, оболоч­ковых, корпусных, деталей машин и приборов.

Применительно к изделиям каждого типа систематизированы возможные ва­рианты технологии сварки, последовательности выполнения сборочно-сварочных операций и применяемой оснастки. С учетом серийности производства приве­дены примеры рационального использования различных схем исполнительных ме­ханизмов и их компоновки в поточные и автоматические линии.

1. ТРАНСПОРТНЫЕ ОПЕРАЦИИ (ЛИСТЫ 1 ... 12)

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 1... 12

ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАНИПУЛЯТОРЫ

Грузозахватные устройства (лист 1).

В мелкосе­рийном производстве транспортировку заготовок, деталей, готовых узлов и изделий осуществляют главным образом с помощью мостовых кранов, автопогрузчиков и самоход­ных тележек. Сокращение времени навешивания и снятия штучных грузов достигается применением специальных грузозахватных устройств. На рис, 1 показаны механичес­кие эксцентриковые захваты для зачаливания листов в го­ризонтальном (рис. 1,а ) и вертикальном (рис. 1,6) поло­жениях. В этих захватах эксцентрик шарнирно соединен со скобой 2. Усилие зажатия создается массой поднима­емого груза. При опускании груза на загружаемую плос­кость и ослаблении натяжения троса захват размыкается. На рис. 2 показан рычажный захват для зачаливания объ­емных грузов за наружную поверхность. Для транспорти­рования обечаек удобно использовать захваты с откидны­ми крюками (рис. 3, а) или уравновешенные захватные скобы (рис. 3, б). Захваты с разъемными скобами имеют несколько грузовых серег (рис. 4) и могут использоваться не только для подъема, но и для кантовки листов.

Для кантовки крупных изделий и узлов используют четырех крюковой мостовой кран. После подъема узла (рис. 5, а, б) поворот осуществляют, опуская одну пару крюков при одновременном подъеме второй пары (рис. 5, в, г).

Наиболее широкие возможности для автоматизации захвата груза дают вакуумные (рис. 6) и электромагнит­ные (рис. 7) устройства. Достоинством вакуумных захва­тов является возможность их использования для любых материалов, обеспечение захвата только одного верхнего листа, а также меньшая масса по сравнению с электромаг­нитными. Электромагнитные захваты применяются только доя магнитных материалов, они менее чувствительны к состоянию поверхности детали. Для транспортировки лис­тов, как правило, применяют несколько электромагнит­ных или вакуумных захватов, которые могут быть закреп­лены на траверсах.

Манипуляторы (лист 2).

Крановое оборудование до­полняют самоходные порталы и манипуляторы. Они удоб­ны для подачи листовых заготовок и деталей с промежу­точного склада к рабочему месту (рис. 1), а иногда и для манипулирования заготовкой (рис. 2). Конструктивная схема универсального портального манипулятора, пред­назначенного для подачи листа к гильотинным ножницам, показана на рис. 3, Захватывание листов со склада загото­вок, расположенного между рельсами портала, производит­ся посредством траверсы 2 с захватами I, закрепленной на тележке 4, которая перемещается по верху портала 5 поперек направления его движения. Закрепление траверсы 2 на колонне 3 обеспечивает перемещение захваченного листа в вертикальном направлении и поворот в горизон­тальной плоскости. Иногда листоукладчик перемещают по эстакаде (рис. 4).

Шарнирно-сбалансированные манипуляторы (рис. 5,6)

управляются с кнопочного пульта или от рукоятки, уста­навливаемой на руке манипулятора рядом с грузозахватным устройством. По вертикали груз уравновешивается с помощью электромеханического, пневматического или гидравлического привода, позволяющего поднимать, опус­кать и автоматически балансировать груз. В горизонталь­ной плоскости груз перемещают вручную. Во всех конст­рукциях манипуляторов предусматривается система ава­рийной блокировки, удерживающая груз при отключе­нии энергопитания.

КОНВЕЙЕРЫ

Роликовые и пластинчатые конвейеры (лист 3).

В серийном производстве для транспортировки грузов широко используют различные конвейеры и их отдельные элементы (поворотные опоры, подъемные ролики и т.д.).

Для разворота листов и полотнищ в мелкосерийном производстве используют шаровые опоры (рис- 1) или ро­ликовые поворотные опоры (рис. 2). Сборочные и свароч­ные стенды иногда оборудуют подъемными роликами (рис. 3).

Приводные роликовые конвейеры с групповым и ин­дивидуальным приводом осуществляют перемещение изде­лий по горизонтали (рис. 4, д). Усилие для преодоления повышенного сопротивления движению, например при продвижении листа через строгальный станок, при заталкивании плоского элемента в сворачивающее устройство, .создают с помощью цепного транспортера с упором (рис. 4, б) или парными принудительно вращаемыми валками (риc. 4, в).