Оборудование для сборки сварных конструкций

Категория:
Автоматизация сварочного производства


Оборудование для сборки сварных конструкций

Для изготовления сварных конструкций высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т. е. их правильная взаимная установка и закрепление.

Процесс сборки сварного изделия состоит из ряда последовательных операций. Прежде всего требуется подать детали, из которых собирается изделие или сварной узел, к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в сборочном устройстве в определенном положении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. Подача деталей к месту сборки и установка их в требуемом положении осуществляются универсальным или специальным подъемно-транспортным оборудованием. Положение деталей во время сборки определяется установочными элементами приспособления или другими, смежными деталями. Детали закрепляют зажимными элементами сборочных приспособлений.

Таким образом, основным назначением сборочного оборудования в сварочном производстве является фиксация и закрепление свариваемых деталей. Сборочное оборудование делится на сборочное и сборочно-сварочное.

На сборочном оборудовании сборка заканчивается прихваткой. На сборочно-сварочном оборудовании, кроме сборки, производится полная или частичная сварка изделия, а иногда и выдержка после сварки с целью уменьшения сварочных деформаций. При этом сваривать можно как после предварительной прихватки, так и без нее.

Назначение (сборочное или.сборочно-сварочное) и конструкция оборудования определяются технологическим процессом, зависящим прежде всего от изделия — его формы, размеров, требуемой точности, типа производства, его программы, наличия производственных площадей, загрузки рабочих мест, вида сварки и других факторов.

Сборочно-сварочное оборудование применяется тогда, когда нецелесообразно вести сборку и сварку на разных местах. При этом качество изделия выше, если сварка следует непосредственно после сборки и изделие не подвергается перестановке и промежуточной транспортировке. Некоторые изделия, особенно из тонколистовых материалов, не допускают прихватки. Во многих случаях перестановка со сборочного на сварочное приспособление удлиняет цикл изготовления и увеличивает трудоемкость. В то же время сборочно-сварочные приспособления обычно значительно сложнее и дороже сборочных. Поэтому в каждом отдельном случае требуется тщательный анализ всех технологических и технико-экономических факторов, определяющих выбор типа оборудования.

Сборочное оборудование может быть универсальным, специализированным и специальным.

Универсальное оборудование предназначено для широкой номенклатуры изделий, специализированное — для группы однотипных изделий, специальное — для одного-двух конкретных изделий. Выбор универсального, специализированного или специального оборудования определяется типом и масштабом производства, т. е. производственной программой, а также конструкцией изделия. Специальное оборудование всегда обеспечивает большую производительность и лучшее качество изделия, чем универсальное. Экономически целесообразно специальное оборудование только при массовом и крупносерийном производстве. Специализированное может быть применено в серийном, а также крупносерийном производстве.

При единичном и мелкосерийном производстве следует применять универсальное оборудование, которое после завершения выпуска одного изделия может быть использовано для изготовления другого.

Сборочные устройства состоят из основания, установочных и зажимных элементов. Установочные элементы обеспечивают правильную установку деталей свариваемого изделия, зажимные — прижатие и закрепление деталей. Установочные и зажимные элементы могут быть ручные и механизированные. Установочные и зажимные элементы размещают на основании сборочного устройства, где располагаются также приводы, площадки обслуживания, элементы управления и другие части сборочного устройства.

Сборочное оборудование можно разделить на следующие основные группы:
1. Сборочные кондукторы — устройства, состоящие из плоской или пространственной рамы или плиты, на которой размещаются установочные и зажимные элементы. В кондукторах обычно производится сборка и сварка изделия, поэтому основание кондуктора должно быть жестким и прочным для восприятия усилий, возникающих в изделиях при сварке. Кондукторы могут быть неповоротные и поворотные.
2. Сборочные стенды и установки предназначены обычно для крупных изделий, имеют, как правило, неподвижное основание с размещенными на нём установочными и зажимными элементами и оборудуются специальными передвижными или переносными устройствами (порталами, катучими балками и т. д.). В дальнейшем, для краткости, сборочные кондукторы, стенды и установки будем называть сборочными устройствами.
3. Сборно-разборные приспособления для сварочного производства (СРПС), составленные из отдельных взаимозаменяемых стандартных элементов, многократно используемых для сборки различных изделий широкой номенклатуры в опытном, единичном и мелкосерийном производстве. Характерной особенностью деталей СРПС являются Т-образные и шпоночные пазы, с помощью которых обеспечивается жесткое закрепление деталей СРПС в различных сочетаниях в зависимости от формы и размеров собираемого изделия.

Рис. 1. Виды сборочного оборудования:
а — кондуктор (механизированный); б — стенд с передвижным порталом (механизированный); в — сборно-раэборное приспособление (ручное); е — струбцина (ручная)

До последнего времени в производственной практике и литературе сборно-разборные приспособления (СРП) были широко известны под названием «универсально-сборные приспособления» (УСП). В настоящее время название УСП сохранилось в литературе по механообработке.

4. Переносные сборочные приспособления (стяжки, струбцины, распорки и т. д.) — это обычно универсальные приспособления, применяемые для сборки разнообразных изделий в различных типах производства. В основном их используют в единичном производстве, на монтаже и в строительстве. В этих случаях переносные приспособления применяют большей частью самостоятельно, без какого-либо другого сборочного оборудования. В серийном производстве переносные приспособления находят применение в основном для крупных изделий и совместно с передвижным и стационарным оборудованием являются дополнением к сборочным стендам и кондукторам.

На рис. 1 в качестве примера изображены различные виды оборудования для сборки одного и того же изделия (коробчатой балки из двух швеллеров).

Базирование деталей. Размещение собираемых деталей в приспособлении осуществляется по правилам базирования. Положение любого твердого тела в пространстве определяется шестью степенями свободы — перемещением вдоль трех взаимно перпендикулярных осей (OX, OY, OZ) и вращением вокруг них, Чтобы твердое тело закрепить неподвижно, необходимо лишить его всех этих степеней свободы. В общем случае это достигается прижатием тела к шести опорным точкам, расположенным в трех взаимно перпендикулярных плоскостях XOY, YOZ, XOZ.

В плоскости XOY, называемой установочной, расположены три точки (1—3). Они лишают тело трех степеней свободы — перемещения вдоль оси 0Z и вращения вокруг осей ОХ и OY.

В плоскости YOZ, называемой направляющей, расположены две точки (4, 5), лишающие тело еще двух степеней свободы — перемещения вдоль оси ОХ и вращения вокруг оси OZ.

В плоскости XOZ, называемой опорной, расположена одна точка 6, лишающая тело последней, шестой степени свободы — перемещени я вдол ь оси OF. Прижатие детали

ко всем шести опорным точкам обеспечивается тремя усилиями Ръ Рг, Рз, действующими по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Таким образом, для закрепления детали она должна быть прижата к шести точкам, лишающим ее шести, степеней свободы.

Элементы детали, определяющие ее положение при сборке, называются технологическими базами, им соответствуют установочные поверхности приспособления.

Базирование — это размещение детали в приспособлении таким образом, чтобы технологические базы детали опирались да установочные поверхности приспособления. Рассмотрим основные схемы базирования деталей наиболее распространенной формы.

Призматическая деталь. Схема базирования призматической детали показана на рис. 22. Для базирования детали призматической формы необходимы три базы г— установочная, направляющая и опорная плоскости. Желательно в качестве установочной базы выбирать поверхность с большими габаритными размерами, в качестве направляющей — поверхность большей длины.

Цилиндрическая деталь. Цилиндрические детали обычно базируют по призме. Здесь деталь лишена только пяти степеней свободы; шестая — вращение вокруг продольной оси — остается.

Рис. 2. Базирование призматической детали

Часто эта степень свободы не мешает правильней установке цилиндрической детали. В противном случае необходима еще одна дополнительная опора, лишающая деталь шестой степени свободы — например отверстие на торце, выступ и т. д.

При базировании по призме главная установочная поверхность приспособления соприкасается с изделием не тремя точками, а двумя, т, е. так же, как направляющая поверхность приспособления. Таким образом, две установочные поверхности приспособления соприкасаются с одной цилиндрической поверхностью детали в четырех точках. Один из торцов детали является опорной базой.

Рис. 3. Базирование цилиндрической детали по призме

Рис. 4. Базирование по двум пальцам. В вынесенных прямоугольниках показано число опорных точек на соответствующей поверхности

Деталь с цилиндрическими отверстиями. Цилиндрическое отверстие в детали может служить одной из баз. При этом базирование осуществляется пальцем приспособления, входящим в это отверстие. Второй базой обычно является плоскость, перпендикулярная к оси отверстия. Если положение детали относительно оси отверстия безразлично (допускается ее вращение), то эти две базы обеспечивают правильную установку детали. Если необходимо ликвидировать возможность поворота изделия относительно оси отверстия, то базирование по одному отверстию недостаточно. В этом случае, при наличии второго отверстия, базирование осуществляется по двум отверстиям, причем второй палец связывает только одну степень свободы, т. е. поворот вокруг оси первого пальца. Поэтому второй палец делают фасонным с двусторонним срезом — это снимает излишние опорные точки и облегчает установку детали. При отсутствии в детали второго отверстия необходимо дополнительное базирование по наружной кромке детали, прижимаемой к упору.

Правильное базирование должно соответствовать правилу шести точек. Деталь должна иметь не более шести связей. Излишнее число связей только ухудшает установку детали, делает ее статически неопределенной, что ведет или к неправильной установке детали, или к деформации детали и опор. Рассмотрим это

на примере базирования детали на цилиндрическом пальце. Здесь плоскость заменяет три точки опоры, цилиндрическая поверхность — четыре. Таким образом, деталь опирается на семь точек вместо нужных пяти (так как шестая степень свободы — вращение вокруг оси отверстия — сохраняется, шестая точка опоры должна отсутствовать). При малейшей неточности изготовления детали (неперпендикулярности торцовой плоскости к оси отверстия) во время ее закрепления под действием силы Р палец будет изгибаться.

Рис. 5. Базирование по плоскости и цилиндрическому пальцу

При базировании по пальцу возможны два варианта правильного базирования:
а) короткий палец и торцовая плоскость;
б) длинный палец и торец.

Все сказанное выше относится к базированию абсолютно жесткого изделия. Практически большинство крупных свариваемых изделий не являются абсолютно жесткими и для их фиксации требуется установка дополнительных опор, не входящих в систему шести точек. В этом случае сохранение этой системы обеспечивается или за счет гибкости изделия, или специальным устройством дополнительных опор (подводные, плавающие или регулируемые). При сборке изделия под сварку базируется каждая деталь. В зависимости от конструкции изделия и технологии сварки установочными поверхностями для детали могут служить как элементы приспособления, так и другие детали.

На рис. 6 изображены конструкции, сборка которых может осуществляться без сборочного приспособления, так как одни детали могут быть установочными поверхностями для других: гнездо и верхняя плоскость плиты служат базой для бобышки; расточенная цилиндрическая поверхность и торец трубы служат базой для цапфы.

Рис. 6. Примеры сборки деталей без приспособлений

Все установочные элементы можно разделить на неподвижные (постоянные), съемные и подвижные (отводные, откидные, поворотные). Съемные и подвижные элементы используют в случаях.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум