Лекция № 32

Тема:Роликовые стенды.

План:

1.Классификацияи назначение роликовых стендов.

2. Оборудование для контакт­ной сварки.

3. Крепежные приспособления.

Роликовые стенды предназначены для вращения цилиндри­ческих, а также конических и сферических изделий с маршевой скоростью с целью их установки в удобное положение для сборки и сварки продольных швов, а также со сварочной скоростью при различных видах сварки кольцевых швов. Роликовые стенды с маршевой скоростью применяют также при отделке и контроле.

Стенды различают по их компоновке и конструкции основных узлов — холо­стых и приводных роликоопор и секций. В секцию входят две роликоопоры, рас­положенные по обе стороны от продоль­ной оси стенда, смонтированные на одной раме. Компоновка стендов зависит от массы, размеров и формы вращаемых изделий.

При определении числа опор и рас­стояния между ними следует руковод­ствоваться следующим. Расстояние А ме­жду роликоопорами по ширине стенда определяется в зависимости от диаметра изделия таким образом, чтобы централь­ный угол α (рис. 90) составлял 55—115°. Расстояние между опо­рами по длине стенда зависит от необходимого числа опор и дли­ны изделий. Число опор рассчитывают по допускаемой нагрузке на одну опору. Раскладывая вес изделия на радиальные соста­вляющие, получим

где R — радиальная нагрузка на одну опору, кгc (Н); G — вес изделия, кгc (Н); п — число роликоопор стенда; α — централь­ный угол.

Полученная величина не должна превышать наибольшую допускаемую радиальную нагрузку на роликоопору. При опре­делении числа роликоопор необходимо учитывать также жесткость изделия. Если изделие обладает достаточной прочностью и жест­костью и не возникает опасность его деформации, то следует стремиться максимально увеличить расстояние между опорами и сократить их числе до четырех, так как при этом значительно облегчается обслуживание стенда, возможность доступа к изделию в любом месте, размещение флюсовых подушек и т. д.

Из-за трудности синхронизации приводов, главным образом при сварочной скорости, для вращения изделий на роликовых стендах применяют, как правило, один привод. Число же приводных роликоопор обычно составляет не менее 1/3 общего числа опор. Приводные опоры соединяют между собой валами.

Стенды могут компоноваться из роликоопор, смонтиро­ванных на общей раме стенда, либо из отдельных секций. При размещении на общей раме может быть несколько схем рас­положения, Стенды с приводными роликоопорами, расположен­ными с одной стороны от продольной оси стенда (с продольными валами), применяют для уравновешенных цилиндрических из­делий (с центром тяжести на оси вращения) — см. рис. 91. Эта схема удобна для длинных изделий при необходимости установки большого числа опор. Недостаток схемы - -загромождение рабо­чего места, затрудненный доступ к изделию, невозможность вра­щения изделия с выступающими частями. Для таких изделий, а также для изделий с центром тяжести, смещенным от оси вра­щения, применяют стенды с приводными роликоопорами, распо­ложенными с обеих сторон от продольной оси стенда, соединен­ными между собой поперечными соединительными валами.

Для вращения изделий конических или цилиндрических ступенчатой формы также применяют стенды без продольных валов, так как роликоопоры, расположенные против сечений из­делия с разными диаметрами, должны иметь разную окружную скорость. Расстояния между осями каждой пары роликоопор подбирают так, чтобы ось изделия была горизонтальна.

Роликоопоры могут быть одинарными, перекидными, балансир­ными, приводные роликоопоры могут, быть объединены с редуктором привода. Секции роликового стенда могут быть стационар­ные и передвижные.

На рис. 91 изображен роликовый стенд на общей раме Т-30М для изделий массой до 10 т и диаметром 300 – 4000 мм. Стенд со­стоит из пяти приводных роликоопор 2, пяти холостых перекидных роликоопор 1 с рычагами 7 и фиксаторами в, привода 3 типа Р-994. Приводные роликоопоры соединены продольными валами 4 и муфтами 6 и вместе с холостыми опорами смонтированы на раме 5. Одна из приводных роликоопор смонтирована совместно с чер­вячным редуктором, через который передается вращение от привода. Остальные приводы роликоопоры — безредукторные. Рас­стояние между роликоопорами выбирают в зависимости от длины и диаметра изделия и в соответствии с этим определяют длину соединительных валов и размеры монтажной рамы.

В настоящее время чаще применяют стенды, состоящие из отдельных унифицированных секций, применение которых в раз­ных сочетаниях позволяет монтировать в производственных ус­ловиях стенды для изделий различной массы, размеров и формы.

Рассмотрим устройство основных частей стенда.

В холостых неперекидных опорах ролик сидит на оси, враща­ющейся в подшипниках, закрепленных в стойке. В стенде на рис. 91 применены перекидные роликоопоры, поз­воляющие изменять поперечное расстояние между осями роликов, что расширяет диапазон свариваемых на стенде изделий. В этих роликоопорах подшипники закреплены не в стойке, а на рычаге 7, который может устанавливаться в двух положениях. При расположении ролика ближе к оси стенда (для изделий мень­шего диаметра) рычаг закрепляется на стойке опоры специальным фиксатором 8. При расположении дальше от стенда (как изобра­жено на рис. 91) рычаг не закрепляется, а прижимается к стойке массой изделия.

 

Роликоопоры балансирного типа имеют большую грузоподъемность благодаря увеличению в 2 раза числа роликов в одной опоре (рис. 92). Кроме того, эти опоры обеспечи­вают и больший диапазон диаметров свариваемых изделий без перестановки опор, а также уменьшают давление на стенки из­делия, что важно при сварке тонкостенных обечаек. Стенды из балансирных роликоопор предназначены для вращения изделий массой до 60 т и диаметром 350—6000 мм. Для увеличения сцеп­ления с изделием во избежание пробуксовки ролики сварочных стендов снабжены резиновыми шинами.

 

При необходимости частой переналадки стенда применяют пере­движные секции на колесах (рис. 92) или на направляющих рель­сах. Для сборочных работ применяют стенды, состоящие из длинных трубчатых металлических роликоопор. Такие стенды хорошо обеспечивают соосность собираемых обечаек. Подобные роликоопоры применены в стендах, описанных в § 6 гл. III.

Стенды, предназначенные для вращения изделия при автомати­ческой сварке кольцевых, а также продольных швов, оснащены приводом, обеспечивающим вращение со скоростью, необходимой для ав­томатической сварки, а также с мар­шевой (установочной) скоростью.

Примером такого привода может служить привод Р-994 (рис. 93), состоящий из асинхронного электро­двигателя 1, клиноременной пере­дачи 2, электродвигателя постоян­ного тока 4, червячной передачи 3 и электромагнитной муфты 5. При необходимости вращения с маршевой скоростью включается электродви­гатель 7, и движение через клино­ременную передачу передается непо­средственно на выходной вал 6, вра­щающийся с частотой 500 об/мин. В это время, электродвигатель 4 и муфта 5 выключены, и червячное колесе передачи 2 свободно сидит па валу 6. Для получения сварочной скорости включа­ются электродвигатель 4 и муфта 5, соединяющая червячное колесо с валом. Электродвигатель 7 в это время вращается вхо­лостую.

Скорость вращения плавно регулируется в диапазоне 15— 60 об/мин (на выходном валу) с помощью привода с магнитным усилителем. Управление приводами и электромагнитной муфтой — дистанционное. Привод обеспечивает сварочную скорость 19 — 77 м/ч, маршевую 13 м/мин (в сочетании с редукторными роликоопорами стенда Т-30М). Стабильность скорости в пределах 10%.

Для сварки угловых швов «в лодочку» применяют накло­няемые роликовые стенды, имеющие два движения — кройте вращения, еще и наклон. Они пригодны для сравнительно коротких изделий и имеют наклон до 45°. Для удержания изде­лия при наклоне стенды оборудованы специальными упорными роликами, расположенными с торцевой стороны изделия.

При необходимости перемещения изделия вдоль оси стенда применяют передвижные роликовые стенды — на тележках. Холостые роликоопоры используют в качестве дополнитель­ных поддерживающих устройств — люнетов при установке и «ра­щении изделий на горизонтальных вращателях.

Пример. Подобрать роликовый стенд для уравновешенного цилиндрического изделия диаметром 2000 мм, длиной 4000 мм, массой 3000 кг.

1. Принимаем минимальное число роликоопор 4. При этом на каждую роли­коопору приходится нагрузка 3000/4 = 750 кгс (7,5 кН). По ГОСТ 21327—75 выбираем роликоопору диаметром 320 мм с допустимой радиальной нагрузкой до 1000 кгс (10 кН). Принимаем центральный угол α = 60° (рис. 91). при этом рас­стояние между опорами А равно 1200 мм.

2. Проверяем действительную ра­диальную нагрузку на опоры по формуле(31):

Таким образом, действительная нагрузка меньше допустимой.

2.Оборудование для контакт­ной сварки. Для установки и перемещения изделий при кон­тактной сварке подвесными клещами и пистолетами приме­няют простейшие приспособления типа подставок, тележек и т. д., либо универсальные средства — позиционеры и кантователи. В крупносерийном производстве для этой цели используют обычно специальные приспособления и стенды.

Для сварки на контактных машинах также широко применяют всевозможные простые поддерживающие приспособления — под­ставки, опорные ролики, тележки. В единичном и мелкосерийном производстве для легких изделий используют приспособления без перемещения —подставки и опорные ролики, или с ручным перемещением - на тележках. Эти устройства, как правило, имеют возможность вертикального перемещения для выравнива­ния изделия относительно электродов сварочной машины. На рис. 94 изображено простейшее приспособление для шовной сварки продольных стыков обечаек, состоящее из поворотной, консоли 1 с поддерживающими роликами 2, закрепленной на контактной машине 3 с помощью подъемного механизма 4. Рабочая часть ро­ликов выполнена из изоляционных материалов.

В крупносерийном производстве, а также для ввода тяжелых изделий в рабочую зону машины применяют тележки и перемеща­ющиеся столы с механизированным приводом.

Для точечной сварки, помимо простейших приспособлений с ручным перемещением изделия, используют столы с механизи­рованным приводом, обеспечивающие шаговое перемещение из­делия для сварки очередной точки. На рис. 95 показан стол для сварки нескольких рядов точек, расположенных в одной плос­кости. Стол состоит из двух горизонтальных плит — нижней 1 и верхней 2, расположенных каждая на своих направляющих. Нижняя плита может передвигаться по неподвижным направля­ющим 3 перпендикулярно фронту сварочной машины 4 от электро­привода 9 с помощью электромагнитной муфты и шатунно-криво­шипного механизма 10. Верхняя плита может передвигаться вдоль фронта машины от электропривода 7 по направляющим 11 _л закрепленным на нижней плите. На валах обоих приводов закреплены диски 5 с набором кулачков 6, взаимодействующих с конечными выключателями 5, связанными с электромагнитными муфтами, благодаря чему обеспечивается остановка плит в нуж­ный момент. Для точной остановки приводы оборудованы тормо­зами. Электрооборудование стола встроено в электросхему сва­рочной машины, что обеспечивает их совместную работу по за­данной программе.

Изделие укладывают на подпружиненные планки 12, соеди­ненные с верхней плитой. После включения приводов изделие вводится в зону сварки. При срабатывании конечных выключа­телей 8 от кулачков 6 электромагнитные муфты отключают электро­приводы плит и изделие останавливается; одновременно включа­ется сварочная машина, производится сварка очередной точки, реле времени сварочной машины включает электропривод верхней или нижней плиты (в зависимости от положения следующей точки) и изделие перемещается на шаг. По окончании сварки последней точки приводы выводят плиту с изделием из зоны сварки и изде­лие снимается с верхней плиты с помощью съемника 13. Во время сварки верхний электрод машины, нажимая на изделие, опускает его вместе с подпружиненными планками до соприкосновения с нижним електродом.

3.Крепежные приспособления. Приспособления для закрепления изделий при сварке на манипуляторах и вращателях можно раз­делить на две основные группы самоцентрирующие устройства или патроны и переставные кулачки и прихваты. Патроны предназначены для закрепления тел вращения по окруж­ности и по конструкции аналогичны патронам для токарных стан­ков. Кулачки могут закреплять изделия как снаружи, так и изнутри. Патроны устанавливают на планшайбе или непосред­ственно на шпинделе манипулятора. Для крепления изделий не только круглой, но и любой формы используют переставные кулачки. На рис. 96, а изображен переставной съемный кулачок, состоящий из ползуна 1, корпуса 2, крепежных болтов 6 с гайками 5, винта 4 и упора 5. При установке кулачка упор 5 входит в гнездо, а головки болтов 6 — в пазы планшайбы.

При необходимости центрирования изделия кулачки предва­рительно устанавливают точно по окружности изделия, затем ползун одного из кулачков отводят, изделие устанавливают прижимают отведенным кулачком к двум остальным. Такие кулачки для манипулятора М-1 имеют ход 75 мм и развивают уси­лие прижима до 900 кгс (9 кН).

 

Таблица 13

Схемы оборудования для перемещения свариваемых изделий

 

 

Продолжение табл. 13

 

 

Продолжение табл. 13

Для предохранения резьбы крепежных болтов от сварочных брызг гайки 3 выполнены закрытыми.

Вопросы для самопроверки:

1.Назначение и классификация роликовых стендов.

2.В чем преимущество балансирных роликоопор?

3. Какова основная особенность современных приводов для манипуляторов, вращателей, роликовых стендов?

4.Перечислите основные приспособления для установки и перемещения изде­лий при контактной сварке.

5.Перечислите основные группы крепежных приспособлений.

Литература:

Базовая:

1.А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

2.М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

3.В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

4.Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование