Оборудование для сборки цилиндрических конструкций.
Сборочно-сварочные стенды и кондукторы
Оборудование для сборки плосколистовых конструкций.
При сборке плосколистовых конструкций основной задачей является совмещение кромок собираемых листов в одной плоскости (при сварке встык) или прижатие листов друг к другу (при сварке внахлёстку). Это требование определяет собой конструкцию типовых устройств для сборки плосколистовых конструкций – электромагнитных стендов и стендов с передвижными балками и порталами. Все эти устройства имеют прижимы, направленные перпендикулярно плоскости изделия. Иногда устройства оборудуют упорами, обеспечивающими правильное расположение собираемых листов в плане.
Рис.1 Стенд с передвижной балкой с пневмоцилиндрами
Стенды с передвижными балками применяют для сборки листовых полотнищ встык и внахлёстку, для установки рёбер, накладок и других деталей на листы, для сборки каркасов с листами. Стенды представляют собой стеллажи с направляющими, по которым передвигаются балки. На балках расположены передвижные прижимы с пневмоцилиндрами. На рис.1 изображен стенд с передвижной балкой, снабженной 3 пневмоприжимами. Стенд состоит из стилажа 2 с боковыми направляющими 1, по которым на четырёх колесах 4 передвигается балка 5, оборудованная тремя передвижными прижимами 7 с пневмоцилиндрами 6. Каждый цилиндр снабжен своим пневмораспределителем 8. Для предотвращения подъема балки во время прижатия имеются захваты 3. Стенды применяют для листов толщиной 6-8мм; ширина стендов достигает 15м, длины зависит от собираемых конструкций. Число прижимов 1-4, усилие каждого прижима 500-1500 кгс (5-15 кН).
Оборудование для сборки цилиндрических конструкций.
Сборка цилиндрических конструкций включает в себя три основных операции – сборку продольных стыков обечаек, сборку обечаек по кольцевым стыкам и сборку обечаек с днищами. При сборке продольных стыков необходимо соединить кромки стыка, совместив их в одной касательной плоскости и выровнять торцовые кромки.
Рис.2 Установка для сборки продольных стыков обечаек
На рис.2 показана установка для сборки продольных стыков обечаек, состоящая из портальной рамы 2, двух гидравлических стяжек 4 для совмещения и соединения продольных кромок и гидравлической стяжки 5 для выравнивания торцовых кромок. Стяжки 4 с помощью пружинных подвесок 6 закреплены на тележках 7, передвигающихся по раме 2. На этих же тележках закреплены и панели управления 3. Стяжка 4 (рис 2.в) по схеме аналогична винтовой. Винты заменены гидроцилиндрами – двумя зажимными 8, одним выравнивающим 9 и одним стягивающим 10. Стяжка 5 для торцовых кромок представляет собой гидроцилиндр с двумя цепями, на концах которых имеются крючки, зацепляющиеся за кромки обечайки. Во время сборки обечайка находится на роликоопорах 1, на которые она попадает по наклонному стеллажу. Перед сборкой обечайку поворачивают на роликоопорах вверх и стяжкой 5 выравнивают торцовые кромки в плоскости, перпендикулярной к продольной оси обечайки (рис.2 б). После этого кромки обечайки соединяют стяжками 4 ( рис2.в) и прихватывают дуговой сваркой, начиная с середины стыка. Собранная обечайка снимается с роликоопор специальным пневматическим выталкивателем.
Установки используют для обечаек диаметром 0,5 – 1,5 м, длиной до 2.1 м с толщиной стенки до 16мм. Цилиндры стяжек развивают усилие до 12000 кгс (12кН) при давлении масла до 60 кгс/см2 (6 МПа).
При сборке продольных стыков небольших обечаек абсолютная величина несовпадения торцов обычно невелика, поэтому достаточно совместить и соединить кромки стыка. Эту операцию выполняют на приспособлении, показанном на рис.3.
Рис.3 Приспособление для сборки продольных стыков обечаек малого диаметра
На сварном каркасе 1 приспособления размещены два рычажных прижима 3 с пневмоцилиндрами 2 и опорной ложемент 4, на который укладывается обечайка. В осевом направлении положение обечайки определяется торцовым упором 5. При подаче воздуха прижимы с обеих сторон обжимают обечайку по наружному диаметру, соединяя кромки продольного стыка. Обечайка прижимается к деталям, расположенным внутри нее. На этом же приспособлении можно выполнять сварку, так как прижимы расположены сбоку и продольный стык остается открытым.
При сборке обечаек по кольцевым стыкам необходимо прижать обечайки друг к другу, совместив их торцовые кромки по всей окружности. В соответствии с этим основными элементами оборудования для сборки кольцевых стыков должны быть осевые и радиальные прижимы.
Рис.4 Установка для сборки обечаек по кольцевым стыкам
Установка для сборки обечаек по кольцевым стыкам представляет собою тележку 5 со скобок 4, передвигающуюся по рельсам 10, проложенным между роликоопорами 11, на которых размещены собираемые обечайки (рис.4). На скобе закреплены три пневмоцилиндра: передний 1, средний 3 и задний 6. Штоки пневмоцилиндров связаны с прижимами. Шток переднего пневмоцилиндра заканчивается прижимной пятой, а штоки среднего и заднего пневмоцилиндров соединены с прижимами рычажными передачами, что увеличивает прижимное усилие в несколько раз по сравнению с усилием, развиваемым пневмоцилиндрами. На верхней части скобы, против прижимов переднего и среднего пневмоцилиндров, размещены три регулируемых винтовых упора 2. Скоба может подниматься и опускаться в пределах 0,45м с помощью электропривода 9 по направляющим 7, закрепленными на тележке. Тележка передвигается по рельсам электроприводов 8.
В исходном положении воздух выключен и давления во всех пневмоцилиндрах нет. При этом шток переднего пневмоцилиндра своим нижним концом опирается на тележку, а конец скобы под действием собственного веса опускается до упора верхней крышки переднего пневмоцилиндра в поршень. Прижим среднего пневмоцилиндра под действием веса поршня находится вверху, а прижим заднего – в крайнем правом положении. В начале работы механизмом подъёма скоба устанавливается на таком уровне, чтобы упоры 2 были на 15-20мм выше нижней стенки обечайки. Затем воздух подается в верхнюю полость переднего пневмоцилиндра и передний конец скобы поднимается.
Одновременно воздух подается в нижнюю полость среднего пневмоцилиндра с средний прижим опускается. В таком положении тележка заводит скобу внутрь обечайки, лежащей на роликоопорах установки, до тех пор, пока кольцевой стык не окажется над средним прижимом. Теперь воздух подается в нижнюю полость переднего пневмоцилиндра, вначале передний конец скобы опускается, пока передний верхний упор не опустится на нижнюю стенку левой обечайки, после чего поршень поднимается и зажимает левую обечайку между передними прижимом и упором. Затем последовательно включаются задний пневмоцилиндр, прижимающий правую обечайку к левой и средний, прижимающий кромки обеих обечаек к верхним упорам, предварительно отрегулированным на необходимую высоту.
После выравнивания кромок обечаек производится прихватка, затем пневмоцилиндры переключаются и все прижимы отводятся от обечаек. При впуске воздуха в верхнюю полость переднего пневмоцилиндра сначала отходит его прижим, после этого поршень останавливается и от давления воздуха в верхнюю крышку начинает подниматься сам пневмоцилиндр, поворачивая скобу упорами 2,отходящими от обечаек. Освобожденные обечайки поворачиваются на роликовом стенде и происходят подгонка и прихватка в соседнем месте стыка. После сборки стыка тележка со скобой откатывается на стенд устанавливается новая обечайка и цикл повторяется.
Управление пневмоцилиндрами осуществляется с кнопочной станции электропневмораспределителями. В исходных положениях пневмоцилиндры отключаются конечными выключателями 12-14.
На подобных установках собирают сосуды диаметром от 0,5м до 5м
( при толщине стенки до 50мм). Длина отдельных обечаек до 3,5м. Для сборки обечаек с толщиной стенки до 70мм применяют установки с гидроцилиндрами.
Для обеспечения соосности и совмещения торцовых кромок труб и обечаек при сборке под сварку применяют наружные и внутренние центрирующие приспособления – центраторы. На рисунке 5 изображен наружный центратор для труб диаметром 720мм, состоящий из нескольких наружных пружин 6 и внутренних 5 звеньев, шарнирно соединенных между собой и образующих вместе с крючками 3 замкнутую цепь.
Рис.5 Наружный центратор для труб
На внутренних звеньях укреплены ролики 4, которыми цепь опирается на трубы. Замыкающий шарнир представляет собой крестовину 2 с натяжным винтом 1. При сборке раскрытая цепь центратора подводится под трубу, на цапфы крестовины надеваются крючки. При этом пластины цепи располагаются симметрично по обеим сторонам от плоскости стыка. Затем цепь натягивается винтом 1, а ролики 4 совмещают кромки обеих труб. После прихватки центратор снимают и трубы сваривают. Аналогичные конструкции разработаны для труб с наружным диаметром 820, 1020мм. Имеются так же универсальные центраторы, предназначенные для сборки труб нескольких диаметров, для чего наружные и внутренние звенья сделаны составными с регулируемой длиной.
Внутренние центраторы, помещенные внутри обечайки, оставляют стык открытым снаружи, благодаря чему появляется возможность не только сборки, но и сварки без предварительной прихватки. Внутренние центраторы применяют как правило, для сборки и сварки тонкостенных обечаек, когда не требуется больших усилий и возможна сборка сразу всего кольцевого стыка по окружности. При этом обечайки так же калибруют для обеспечения их правильной геометрический формы. Внутренние центраторы обычно служат вспомогающими устройствами при сборке и сварке обечаек на стендах и установках.
Для сварки труб без прихватки применяют внутренние гидравлические центраторы. Обечайки с днищами собирают внахлестку или встык. Устройства для сборки внахлестку оборудуют торцовыми прижимами.
На рисунке 6 показано приспособление для сборки внахлестку небольших обечаек ( диаметром 220мм и толщиной стенки 2-2,5мм ) с донышками. Приспособление состоит из сварной рамы 1, двух боковых стоек 3 с укрепленными на них горизонтальными пневмоцилиндрами 2, на штоках которых закреплены прижимные диски 4 с электромагнитами, двух вертикальных пневмоцилиндров 8 и накидного хомута 6. На раме расположены также ложементы 5 и пульт управления с пневмораспределителями 7.
Собираемую обечайку укладывают в ложементы, накидывают на неё хомут, который соединяют с тягами зажимных пневмоцилиндров, после чего правым пневмораспределителем подают воздух в полость пневмоцилиндров, обеспечивая надежный зажим обечайки и калибровку её торцов. В прижимные диски устанавливают под запрессовку донышки, которые удерживаются в них электромагнитами. Левым пневмораспределителем сжатый воздух подается в пневмоцилиндроы 2, и происходит запрессовка донышек. При правильной цилиндрической форме торцов хомут можно не наникидывать. Запрессовка донышек в этом случае производится в свободно лежащую обечайку. Для облегчения запрессовки цилиндрические части донышек выполняют с заходными уклонами.
Рисунок 6. Установка для сбора небольших обечаек с донышками
Для сборки обечаек с днищами встык применяют установки оборудованные радиальными и торцовыми прижимами. На рис. 7 изображена установка, применяемая для изготовления железнодорожных цистерн длиной 1м, диаметром 2,8м с толщиной стенки до 11мм. Установка состоит из двух центраторов 2, связанных продольной балкой. Каждый центратор оборудован 26 радиальными пневмоцилиндрами 3, четырьмя торцовыми откидными винтовыми прижимами 4 и двумя боковыми прижимами 1. Пневмоцилиндры объединены в четыре секции – по девять пневмоцилиндров в каждой вертикальной секции и по четыре – в горизонтальной. Обечайку укладывают краном на роликоопоры, расположенные между центраторами и закрепляют боковыми прижимами.
Рис. 7. Установка для сборки крупных обечаек с днищами
Днища подвешенные на специальных захватах, подводят к обечайке и прижимают к ней торцовыми прижимами, затем секциями включают пневмоцилиндры, после чего днища прихватывают к обечайке. Порядок включения секций выбирают в зависимости от взаимного расположения кромок обечайки и днища.
Каждый пневмоцилиндр развивает усилие до 600 кгс (6кН) при давлении воздуха 4 кгс/см2 и имеет ход поршня 150мм.