ЗАДАЧИ НОРМИРОВАНИЯ

Классификация МС

 

 
 

 


МИЗ
МИН
комбинированные
по назначению

 

 

       
   
 

 


по технологическому назначению

 


по транспортному назначению

 
 

 

 


 

по типу исполнительного механизма

           
   
 
 
Фрикционная кинематическая связь
 
Жесткая кинематическая связь

 


Назначение МС определяется габаритами и массой изделия, конфигурацией и пространственным положением сварных швов:

- МИЗ-МС изделия применяются при сварке в основном поворотных стыков и на трубосварочных станах (роликоопоры, манипуляторы);

- МИН-МС сварочного инструмента. Данной системой оснащаются св.установки для сварки либо неповоротных стыков (орбитальные св.головки), либо при сварке крупногабаритных изделий (ЭШС) – многокоординатные суппорты.

Комбинированные системы. В настоящее время получили наибольшее распространение, т.к. позволяют осуществлять рациональную компоновку МС св. установки путем разделения функций. Так, при приварке фланца к донышку обечайки основные, вспомогательные и наладочные перемещения выполняет МИЗ (манипулятор), а наладочные и корректировочные – МИС (колонна с консолью и св.головка, оснащенная двухкоординатным суппортом).

Технологические МС предназначены для перемещения сварочного инструмента относительно изделия в пределах рабочей зоны установки во время всего цикла сварки. По назначению технологические МС делятся на 4 группы:

- основные – перемещения звеньев, выполняемые в процессе сварки и обеспечивающие движение рабочей точки, т.е. точки пересечение оси сварочного инструмента с поверхностью изделия в ее расчетном положении, вдоль расчетной линии соединения свариваемых элементов;

- вспомогательные – перемещения сварочного инструмента относительно изделия из исходного положения в точку в начале сварки, из конечной точки сварки в исходное положение, а также перемещения рабочей точки по изделию между отдельными отрезками шва, точками сварки, проходами, различными швами (переходами). При выполнении вспомогательных движений сварка не производится;

- корректировочные – перемещения, необходимые для компенсации случайных отклонений линии или точек соединения свариваемых элементов от их расчетного положения, заданного в той или иной форме программой основных перемещений. Корректировочные перемещения, совмещенные по времени с основными называют следящими, а совмещенные по времени с вспомогательными или выполняемыми в отдельное время – поисковыми;

- наладочные – перемещения, связанные с необходимостью перенастройки оборудования на другой типоразмер изделия, а также перемещения, компенсирующие неточность изготовления или износ сварочного инструмента. Наладочные перемещения выполняются с помощью простейших регулировочных устройств или механизмов с ручным приводом.

По транспортному назначению МС делятся в зависимости от их роли в формировании траектории и значений координат конечных звеньев МС.

- переносные (региональные) – перемещения, необходимые для переноса раб. точки по изделию в пределах всего рабочего пространства и которые реализуются с помощью как прямолинейных, так и круговых движений;

- ориентирующие (локальные) – перемещения, необходимые для обеспечения заданной взаимной ориентации сварочного инструмента и изделия в данной точке рабочего пространства; реализуется только круговыми движениями.

Тип исполнительного механизма зависит от задач, решаемых на сварочном оборудовании:

- горизонтальное перемещение и обычные условия работы – исполнительный механизм выполнен в виде колес или роликов – фрикционная связь за счет веса сварочного автомата;

- вертикальное перемещение - осуществляется посредством винтовой пары (при небольшой высоте подъема) или зубчатой –реечной передачей (ЭШС);

- высокая равномерность перемещения предполагает зубчато-реечную или винтовую передачу, предусматривающую жесткую кинематическую связь между направляющими и подвижной частью.

Оснащение установок системами ЧПУ однозначно определяет использование МС с жесткими кинематическими связями.

Такая связь относительно проста, силовая часть ее мало изнашивается. Передача винт-гайка, кроме того, позволяет повысить жесткость механизма и уменьшить люфты, накопленные в предыдущих передачах. Однако, все винтовые передачи в сварочных установках требуют защиты от воздействия вредной среды специальными кожухами.

 

СПОСОБ ОБОЗНАЧЕНИЯ КОМПОНОВОК МС.

Рассматриваемые МС характеризуются:

- количеством последовательно соединенных звеньев и, следовательно, количеством кинематических пар;

- видом движения звеньев: поступательного прямолинейного или вращательного движения;

- последовательностью расположения различных видов пар;

- положением в пространстве осей кинематических пар.

Под осью кинематической пары (осью движения звена) подразумевают:

- для пар поступательного движения – направление перемещения;

- для пар вращательного движения - ось, вокруг которой происходит вращение.

Каждый из манипуляторов МС представляет собой открытую (разомкнутую) кинематическую цепь, т.е. такую, у которой звенья входят только в одну кинематическую пару, причем одно крайнее звено неподвижно (базовое звено), а последнее несет изделие или инструмент.

Символы для обозначения звеньев по виду движения:

П – звено, совершающее поступательное движение;

К – звено, совершающее вращательное (круговое) движение;

О – звено, не совершающее движение (основание).

Символы для обозначения звеньев по ориентации осей, вдоль или вокруг которых происходит движение данного звена:

I/ для звеньев, перемещающихся относительно осей, которые при работе МС не меняют своего положения в пространстве по отношении к вертикали или горизонтали;

В – звено, совершающее движение относительно верт.оси;

Г – то же, относительно горизонтальной оси;

Н – то же, относительно наклонной оси, с указанием угла наклона между осью и горизонтальной осью плоскости, где a - угол наклона.

 

 

ТЕМА 7: СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СВАРОЧНЫХ АППАРАТОВ

 

7.1 Общие сведения

 

В настоящее время в качестве источников питания сварочной дуги постоянным током применяются сварочные выпрямители и вращающиеся электромащинные преобразователи и агрегаты.

Сварочные однопостовые выпрямители — это статические преоб­разователи энергии трехфазной сети переменного тока в энергию выпрямленного тока, используемую для дуговой сварки. Они ис­пользуются для питания дуги при ручной дуговой сварке штучными электродами, при механизированной сварке под флюсом и при сварке плавящимся электродом в среде углекислого газа.

Первые промышленные сварочные выпрямители с полупровод­никовыми вентилями появились за рубежом в конце 30-х годов. Разработкой сварочных выпрямителей в СССР стали заниматься поз­же, что объясняется отсутствием в то время вентилей отечественного производства со свойствами, удовлетворяющими условиям рабо­ты в установках для дуговой сварки. В дальнейшем быстрое разви­тие производства полупроводников и, как следствие, снижение их стоимости создали возможности для увеличения выпуска свароч­ных выпрямителей. В настоящее время в СССР сварочаыелшпря-мители разработаны для всех основных способов дуговой сварки, включая сварку в среде защитного газа, при пониженном давлении среды, сварку сжатой и импульсной дугами.

 

7.2 Структурные блок-схемы

 

Типовая структурная блок-схема сварочного выпрямителя с падающими и жесткими внешними характеристиками для сварки плавящимся электродом приведена на рис. 3.1, а.

 

 

Рис. 3.1. Сварочный выпрями­тель с падающими и жесткими внешними характеристиками:

а — типовая функциональная блок-схема; Т — силовой трехфазный по­нижающий трансформатор, РТ — регулятор тока, РН— регулятор на­пряжения, V — силовой выпрями­тельный блок, L — линейный дрос­сель; б — кривые изменения сва­рочного тока во времени при воз­буждении дуги; / — без дросселя, 2 — с дросселем

Трансформатор Т предназначен для преобразования энергии, получаемой от силовой сети, в энергию, необходимую для процесса сварки. Кроме того, с помощью этого трансформатора осуществля­ется согласование величин напряжений сети с выходным напряже­нием. Обмотки трансформатора обладают малыми индуктивными сопротивлениями; внешняя характеристика трансформатора жест­кая.

Регуляторы РТ (или РН) предназначены для формирования па­дающей или жесткой внешней характеристики выпрямителя. С их помощью устанавливается требуемый режим сварки и соответст­вующая величина сварочного тока.

Выпрямление переменного напряжения происходит в блоке V, схема выпрямления которого определяет частоту пульсаций выпрямленного напряжения.

В силовых выпрямительных блоках сварочных однофазных вы­прямителей применяют трехфазную мостовую схему выпрямления, дающую шестифазные пульсации выпрямленного напряжения с час­тотой пульсации 300 Гц. Выпрямитель, собранный по этой схеме, равномерно загружает трехфазную силовую сеть и имеет достаточ­но высокие технико-экономические показатели. Однофазные одно-и двухполупериодные схемы выпрямления в силовых блоках сва­рочных однопостовых выпрямителей не применяются из-за значи­тельных пульсаций вы­ходного напряжения, которые отрицательно сказываются на качест­ве сварного соедине­ния.

Сердечник линейно­го дросселя имеет воз­душный зазор, предот­вращающий его насы­щение при значитель­ных величинах свароч­ного тока. Дроссель снижает скорость нара­стания сварочного тока и его максимальное значение (пик) при возбуждении дуги, уменьшает разбрызгивание металла при сварке плавящимся электродом, способствуя плавно­му переносу металла в ванну, а также выполняет роль индуктив­ного фильтра, сглаживая пульсации выпрямленного сварочного тока.

 

Рис. 3.2. Практически применяемые варианты типовой функциональной блок-схемы:

а — в схеме Т — блок трансформатора — регулятор тока (напряжения); б — в схеме Т — блок трансформатора — регулятор тока (напряжения) — выпрямитель (остальные обозначения см. рис. 3.1)

 

На рис. 3.1, б приведены кривые i=f(t) при возбуждении дуги с дросселем и без дросселя.

На рис. 3.2 приведены практически применяемые варианты ти­повой функциональной блок-схемы. Блок-схему (рис. 3.2, а) имеют сварочные выпрямители типов ВД (внешняя характеристика пада­ющая) и ВС (внешняя характеристика жесткая). Блок-схему (рис. 3.2, б) имеет сварочный выпрямитель типа ВДГ, предназначенный для сварки в среде углекислого газа (при этом способе сварки вольт-амперная характеристика сварочной дуги возрастающая, а источник питания — сварочный выпрямитель-—должен иметь жест­кую внешнюю характеристику).

Схема источника питания с выпрямителем, как правило, имеет еще блок защиты выпрямителя в аварийных режимах. Схема вклю­чения этого блока рассматривается при изучении схем конкретных типов сварочных выпрямителей.

Выбор схемы выпрямления и ее отдельных узлов зависит от способа сварки и свойств дуги, для питания которой предназнача­ется данный выпрямитель.

Схема выпрямления в основном определяет технологические свойства всей установки.

 

7.3 Типовая структурная блок-схема источника питания

 

На рис. 6.5 приведена схема источника для сварочных токов порядка 300—500 А. Такие источники выполняются в виде статиче­ских преобразователей с падающей внешней характеристикой для сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа.

Определим функции отдельных блоков схемы: Т — силовой по­нижающий трансформатор, имеющий жесткую внешнюю характе­ристику; РТ — регулятор тока, формирующий внешнюю характе­ристику источника и обеспечивающий стабилизацию величины за­даваемого тока; V—силовой выпрямительный блок; ЗБ — блок-источник регулируемых эталонных величин I и U, обеспечивающий заданные величины сварочного тока для каждого технологического процесса сварки; РВИ — регулятор временных интервалов (приме­няется в источниках питания, предназначенных для сварки импуль­сной дугой); ИСГД — импульсный стабилизатор горения дуги (см. выше); РССТ — регулятор снижения сварочного тока (см. выше); ВД— возбудитель дуги, который может работать как в осцилляторном режиме (импульсы затухающие знакопеременные), так и в стабилизаторном режиме.

Заметим, что в ряде источников бывает затруднительно выде­лить самостоятельные функциональные блоки (узлы), так как они конструктивно объединены.

 

Рис. 6.5. Упрощенная типовая функциональная блок-схема источника питания для сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа.

Здесь в блок-схеме U=f(I), U2=f(I2) —внешние ха­рактеристики блоков;

iэ, Uэ =f(t), i, U=f(t)—графики изменений выходных ве­личин блоков во времени

 

Техническое нормирование эксплуатационной работы - важнейшее средство дорог, отделений, станций и других линейных предприятий, применяемое для рациональной организации перевозочного процесса с наименьшими материально-техническими затратами. Оно предусматривает выполнение следующих важнейших задач:

- обеспечение плана перевозок грузов всеми подразделениями железнодорожного транспорта в целом и по каждому планируемому грузу;

- более интенсивное использование перевозочных средств транспорта и прежде всего вагонов и локомотивов;

- правильное распределение вагонных парков по роду подвижного состава

- ускорения сроков доставки грузов;

- распределение локомотивного парка по дорогам, отделениям;

- установление потребности в топливе и электроэнергии по каждому депо, отделению и дороге в зависимости от плановой тонно-километровой работы.

Технические нормы эксплуатационной работы железных дорог включают в себя следующие основные показатели:

количественные:погрузка, выгрузка, сдача порожних вагонов из-под выгрузки, размеры передачи поездов и вагонов по внутридорожным и междорожным стыковым станциям, число отправленных поездов из узлов и сортировочных станций, грузооборот и вагонооборот;

качественные:оборот вагона, нормы времени нахождения вагонов на технических и грузовых станциях, скорости движения поездов, среднесуточные пробеги вагонов и локомотивов.

Кроме этого они устанавливают перевозочные средства:рабочий парк вагонов по структуре и роду и резервы их, локомотивный парк и лимиты топлива и электроэнергии.

Все перечисленные выше основные нормы и показатели эксплуатационной работы устанавливают расчетами на основе плана перевозок, графика движения и плана формирования поездов, а также действующих технологических процессов.

 

Основополагающими документами по управлению перевозочным процессом на железнодорожном транспорте являются: план перевозок грузов, который устанавливает объем и направление следования груза в соответствии с хозяйственными планами производства и снабжения, как правило, на квартальный и месячный периоды; технические нормы эксплуатационной работы железных дорог, являющиеся планом обеспечения перевозочными средствами дорог, отделений и станций для выполнения заданного объема перевозок исходя из технических возможностей каждого подразделения железнодорожного транспорта; план оперативного регулирования, представляющий собой комплекс организационно-технических мер по выполнению плана перевозок и технических норм и предупреждению возникновения возможных затруднений в эксплуатационной работе отдельных звеньев железнодорожного транспорта.