Экспертиза материалов ЭУМК 7 страница

Для раз­ме­щения круп­но­габа­рит­ных из­де­лий при свар­ке ма­нипу­лятор ус­та­нав­ли­ва­ют на спе­ци­альной под­став­ке (тум­бе), ла­пы ма­нипу­лято­ра сни­ма­ют. Иног­да при сбор­ке круп­но­габа­рит­ных из­де­лий при­ходит­ся де­лать при­ямок, тог­да не­об­хо­димо пре­дус­мотреть воз­можность по­воро­та из­де­лия и при ус­тройстве при­ям­ка учи­тывать рас­сто­яние до на­ибо­лее уда­лен­ной от оси вра­щения из­де­лия точ­ки. Для из­де­лий пря­мо­угольно­го се­чения это бу­дет по­лови­на ди­аго­нали, а в об­щем слу­чае — ра­ди­ус опи­сан­ной ок­ружнос­ти, про­веден­ной из цен­тра вра­щения.

Ос­новные па­рамет­ры тех­ни­чес­кой ха­рак­те­рис­ти­ки ма­нипу­лято­ров — гру­зоподъем­ность и кру­тящий мо­мент от­но­сительно оси вра­щения сто­ла и от­но­сительно опор­ной плос­кости. Оп­ре­деля­ющей ве­личи­ной при рас­че­те мощ­ности при­водов и конс­трук­ции ма­нипу­лято­ра на проч­ность и жес­ткость яв­ля­ет­ся кру­тящий мо­мент. Как из­вес­тно из ме­хани­ки, кру­тящий мо­мент ра­вен про­из­ве­дению си­лы на пле­чо.

На рис. 4.4 при­веде­ны рас­четные схе­мы для оп­ре­деле­ния мо­мен­тов, действу­ющих на ма­нипу­лятор с зуб­ча­тым сек­то­ром. На обе­их схе­мах план­шайба с из­де­ли­ем по­каза­на в вер­ти­кальном по­ложе­нии. По пер­вой схе­ме на­ходим мо­мент М ₁ от­но­сительно оси вра­щения О ₁:

M ₁ = GA,

(4.1)

где G — си­ла тя­жес­ти из­де­лия и всех кре­пеж­ных прис­по­соб­ле­ний; А — пле­чо цен­тра тя­жес­ти, т. е. крат­чайшее рас­сто­яние от цен­тра тя­жес­ти до оси вра­щения.

Рис. 4.4.Расчетные схемы для определения моментов, действующих на манипулятор с зубчатым сектором:
а — в плоскости вращения (вид спереди); б — в плоскости наклона (вид сбоку); ЦТ — центр тяжести; А — плечо центра тяжести; G — сила тяжести изделия и всех крепежных приспособлений

Дом­крат­ные ма­нипу­лято­ры от­ли­ча­ют­ся от дру­гих тем, что они ос­на­щены ме­ханиз­мом нак­ло­на сто­ла. Нак­лон сто­ла осу­щест­вля­ет­ся не зуб­ча­тым сек­то­ром, а ме­ханиз­мом пос­ту­пательно­го дви­жения — гид­равли­чес­ки­ми ци­лин­дра­ми, хо­тя иног­да воз­можно при­мене­ние вин­то­вой пе­реда­чи. Дом­крат­ные ма­нипу­лято­ры обыч­но при­меня­ют­ся при об­ра­бот­ке тя­желых из­де­лий. В дом­крат­ных ма­нипу­лято­рах, как и в ма­нипу­лято­рах с зуб­ча­тым сек­то­ром, пре­дельный угол нак­ло­на сто­ла сос­тавля­ет обыч­но 135°. В тя­желых мо­делях этот угол иног­да уменьша­ют до 90 и да­же до 45°.

Не­кото­рые ма­нипу­лято­ры, кро­ме двух ос­новных дви­жений (вра­щения и нак­ло­на), вы­пол­ня­ют третье дви­жение — подъем сто­ла. Это поз­во­ля­ет сва­ривать круп­но­габа­рит­ные конс­трук­ции в раз­ных по­ложе­ни­ях без подъема ма­нипу­лято­ра на спе­ци­альную под­став­ку, как это тре­бу­ет­ся для ма­нипу­лято­ров без подъема сто­ла. Из­де­лие ус­та­нав­ли­ва­ют на опу­щен­ном сто­ле, а пе­ред нак­ло­ном стол под­ни­ма­ют. При­мером ма­нипу­лято­ра, вы­пол­ня­юще­го три дви­жения, мо­жет слу­жить ма­нипу­лятор УСМ-5000 гру­зоподъем­ностью 5000 кг.

Кон­сольные ма­нипу­лято­ры вы­пол­не­ны по ори­гинальной схе­ме, зна­чительно от­ли­ча­ющейся от ра­нее рас­смот­ренных. Ма­нипу­лятор име­ет кон­соль, вы­нося­щую стол с план­шайбой впе­ред от ста­нины; ось кон­со­ли рас­по­ложе­на под уг­лом к оси глав­но­го ва­ла при­вода, что час­тично урав­но­веши­ва­ет из­де­лие от­но­сительно этой оси. Нак­лон из­де­лия осу­щест­вля­ет­ся по­воро­том кон­со­ли вок­руг оси глав­но­го ва­ла на 360°.

Та­ким об­ра­зом, кон­сольные ма­нипу­лято­ры обес­пе­чива­ют воз­можность пол­но­го по­воро­та из­де­лий от­но­сительно двух осей. Вмес­те с тем для них ха­рак­терны су­щес­твен­ные не­дос­татки по срав­не­нию с дру­гими ма­нипу­лято­рами: бњльшая за­нима­емая пло­щадь; меньшая жес­ткость (пос­кольку стол ус­та­нов­лен не не­пос­редс­твен­но на ста­нине, как у ма­нипу­лято­ров с зуб­ча­тым сек­то­ром, а на кон­со­ли); зна­чительные пе­реме­щения из­де­лия в прос­транс­тве по го­ризон­та­ли и вер­ти­кали, что зат­рудня­ет ус­та­нов­ку и об­слу­жива­ние сва­роч­но­го ав­то­мата, осо­бен­но на вы­соте. Этим объяс­ня­ет­ся ог­ра­ничен­ное при­мене­ние кон­сольных ма­нипу­лято­ров — только для ус­та­нов­ки не­больших из­де­лий.

Двух­сто­еч­ные ма­нипу­лято­ры (рис. 4.5) име­ют ха­рак­терную осо­бен­ность — не­кото­рые их ме­ханиз­мы рас­по­ложе­ны с обе­их сто­рон из­де­лия. Вра­щение план­шайбы и по­ворот ра­мы воз­можны в лю­бую сто­рону на 360°. Уп­равле­ние обо­ими при­вода­ми — дис­танци­он­ное с по­мощью пе­ренос­но­го пульта.

Рис. 4.5.Двухстоечный манипулятор:
1 — поворотная рама; 2 — планшайба; 3 — привод наклона поворотной рамы; 4 — привод вращения планшайбы; 5 — основание; 6 — стойки

Пре­иму­щес­тво двух­сто­еч­ных ма­нипу­лято­ров — большие до­пус­ти­мые мо­мен­ты нак­ло­на от­но­сительно опор­ной плос­кости. Бла­года­ря сме­щению этой плос­кости от оси нак­ло­на центр тя­жес­ти из­де­лия рас­по­лага­ет­ся близ­ко к оси и из­де­лие час­тично урав­но­веши­ва­ет­ся мас­сой ра­мы. Кро­ме то­го, при нак­ло­не из­де­лие по­вора­чива­ет­ся поч­ти на од­ном мес­те, что зна­чительно об­легча­ет об­слу­жива­ние. Не­дос­та­ток двух­сто­еч­ных ма­нипу­лято­ров — не­большой ди­апа­зон раз­ме­ров сва­рива­емых из­де­лий, рас­по­лага­емых меж­ду стойка­ми ма­нипу­лято­ра.

Большинс­тво ма­нипу­лято­ров с мар­ше­выми ско­рос­тя­ми (по­зици­оне­ров) фак­ти­чес­ки пред­став­ля­ют со­бой уп­ро­щен­ные мо­дифи­кации со­от­ветс­тву­ющих мо­делей ма­нипу­лято­ров со сва­роч­ны­ми ско­рос­тя­ми, в ко­торых элек­трод­ви­гатель пос­то­ян­но­го то­ка за­менен асин­хрон­ным элек­трод­ви­гате­лем, вследс­твие че­го от­па­да­ет не­об­хо­димость ис­пользо­вания слож­ной сис­те­мы пи­тания элек­трод­ви­гате­ля и кон­тро­ля ско­рос­ти (та­хоге­нера­тора и пе­реда­чи к не­му).

Вра­щате­ли пред­назна­чены для ус­та­нов­ки и по­воро­та из­де­лий вок­руг пос­то­ян­ной оси и для их вра­щения со сва­роч­ной ско­ростью при ав­то­мати­чес­кой и по­лу­ав­то­мати­чес­кой свар­ке, нап­лавке и ме­тал­ли­зации. Фак­ти­чес­ки вра­щате­ли — это уп­ро­щен­ные ма­нипу­лято­ры, в ко­торых от­сутс­тву­ет ме­ханизм нак­ло­на и ось вра­щения за­нима­ет пос­то­ян­ное по­ложе­ние. Вра­щате­ли при­меня­ют при об­ра­бот­ке тех же из­де­лий, что мо­гут об­ра­баты­ваться и ма­нипу­лято­рами. Вра­щате­ли клас­си­фици­ру­ют по наз­на­чению, рас­по­ложе­нию оси вра­щения, чис­лу сто­ек, чис­лу дви­жений. Ана­логич­но ма­нипу­лято­рам вра­щате­ли мо­гут иметь ре­гули­ру­емую сва­роч­ную и мар­ше­вую ско­рость ли­бо только мар­ше­вую. Ось вра­щения мо­жет быть рас­по­ложе­на вер­ти­кально, нак­лонно, го­ризон­тально.

Вра­щатель с вер­ти­кальной осью вра­щения (вер­ти­кальный), по­казан­ный на рис. 4.6, пред­став­ля­ет со­бой стойку, в кор­пу­се ко­торой раз­ме­щены при­вод вра­щения план­шайбы, а иног­да и элек­тро­обо­рудо­вание. При­мер­но та­кую же конс­трук­цию име­ют вра­щате­ли с нак­лонной осью вра­щения.

Рис. 4.6.Вращатель с вертикальной осью вращения (вертикальный)

Вра­щате­ли с го­ризон­тальной осью вра­щения (го­ризон­тальные), пред­назна­чен­ные для ус­та­нов­ки и по­воро­та из­де­лий не­больших раз­ме­ров и мас­сы, мо­гут быть од­носто­еч­ны­ми, но ча­ще име­ют вто­рую стойку, ко­торая под­держи­ва­ет из­де­лие. Иног­да с этой же целью их обо­руду­ют до­пол­ни­тельны­ми опо­рами — лю­нета­ми.

Го­ризон­тальный вра­щатель (рис. 4.7) сос­то­ит из пе­ред­ней неп­ри­вод­ной стойки 1, внут­ри ко­торой раз­ме­щен при­вод вра­щения, и зад­ней при­вод­ной стойки 4. На обе­их стойках за­креп­ле­ны съем­ные план­шайбы 2 с ку­лач­ка­ми 6. Зад­нюю стойку пе­ред­ви­га­ют вруч­ную по рельсо­вому пу­ти 6. Для за­креп­ле­ния не­под­вижно в нуж­ном по­ложе­нии она снаб­же­на спе­ци­альным сто­пор­ным ус­тройством 5. Элек­тро­обо­рудо­вание раз­ме­щено в от­дельно сто­ящем шка­фу. Ко­рот­кие из­де­лия за­креп­ля­ют только на пе­ред­ней план­шайбе. Длин­ные из­де­лия под­держи­ва­ют­ся спе­ци­альным лю­нетом или за­креп­ля­ют­ся на двух план­шайбах. Схе­му за­креп­ле­ния из­де­лия вы­бира­ют в за­виси­мос­ти от его дли­ны, рас­по­ложе­ния цен­тра тя­жес­ти, жес­ткос­ти из­де­лия, а так­же от рас­по­ложе­ния сва­рива­емых сты­ков.

Рис. 4.7.Вращатель с горизонтальной осью вращения (горизонтальный):
1 — передняя неприводная стойка; 2 — съемные планшайбы; 3 — кулачки; 4 — задняя приводная стойка; 5 — стопорное устройство; 6 — рельсовый путь

Ма­нипу­лято­ры и вра­щате­ли име­ют мно­го об­ще­го в наз­на­чении и ус­тройстве. Су­щес­тву­ют да­же уни­вер­сальные ма­нипу­лято­ры, ко­торые мо­гут вы­пол­нять все фун­кции вра­щате­лей. Но ма­нипу­лято­ры — слож­ные и до­рогос­то­ящие ус­тройства, по­это­му там, где не тре­бу­ет­ся уни­вер­сальность, они ус­пешно за­меня­ют­ся бо­лее прос­ты­ми и де­шевы­ми вра­щате­лями.

По­ворот­ные сто­лы яв­ля­ют­ся прос­тейшей мо­дифи­каци­ей вер­ти­кальных вра­щате­лей и пред­назна­чены для по­воро­та не­больших из­де­лий вок­руг вер­ти­кальной оси и ус­та­нов­ки их в удоб­ное по­ложе­ние при руч­ной и по­лу­ав­то­мати­чес­кой свар­ке. Раз­ли­ча­ют сто­лы по­ворот­ные и подъем­но-по­ворот­ные.

Конс­трук­ция ти­пово­го по­ворот­но­го сто­ла (рис. 4.8) вклю­ча­ет в се­бя ос­но­вание 3 с опо­рой, по­ворот­ную ко­лон­ку 2 с у­креп­ленной на ней план­шайбой 1, фрик­ци­он­ный ме­ханизм 4 фик­са­ции и кол­чан 6 для элек­тро­дов. Для креп­ле­ния сва­рива­емых уз­лов в план­шайбе вы­пол­не­ны че­тыре ра­ди­альных па­за. Для по­воро­та план­шайбы к ниж­ней час­ти ко­лон­ки при­варен диск 5. Для сто­поре­ния сто­ла не­об­хо­димо на­жать на пе­даль ме­ханиз­ма фик­са­ции, ко­торая зак­ли­нива­ет диск.

Рис. 4.8.Поворотный стол сварщика ССП-0,08:
1 — планшайба; 2 — поворотная колонка; 3 — основание с опорой; 4 — фрикционный механизм фиксации; 5 — диск; 6 — колчан для электродов

Подъем­но-по­ворот­ный стол от­ли­ча­ет­ся от по­ворот­но­го сто­ла на­личи­ем подъем­но­го вин­та, рас­по­ложен­но­го в по­ворот­ной ко­лон­ке и поз­во­ля­юще­го ре­гули­ровать вы­соту план­шайбы.

Кан­то­вате­ли име­ют только мар­ше­вую ско­рость и пред­назна­чены для ус­та­нов­ки и по­воро­та из­де­лий вок­руг го­ризон­тальной оси при свар­ке. Кан­то­вате­ли клас­си­фици­ру­ют­ся по конс­трук­тивно­му ис­полне­нию (двух­сто­еч­ные, кольце­вые, цеп­ные, ры­чаж­ные, дом­крат­ные, чел­ночные, книж­ные и с по­ворот­ной ра­мой), по ко­личес­тву дви­жений (обес­пе­чива­ющие только по­ворот из­де­лия вок­руг пос­то­ян­ной оси, по­ворот с подъемом ли­бо с го­ризон­тальным пе­реме­щени­ем из­де­лия).

Двух­сто­еч­ные кан­то­вате­ли с пос­то­ян­ной осью по­лучи­ли на­ибо­лее ши­рокое рас­простра­нение. Они име­ют ряд пре­иму­ществ по срав­не­нию с кан­то­вате­лями дру­гих ти­пов: уни­вер­сальны, прос­ты по конс­трук­ции, де­шевы, ком­пак­тны и тре­бу­ют меньшей мощ­ности при­вода (пос­кольку по­ворот из­де­лия про­ис­хо­дит вок­руг про­дольной оси, про­ходя­щей вбли­зи цен­тра тя­жес­ти). Эти кан­то­вате­ли — фак­ти­чес­ки уп­ро­щен­ные го­ризон­тальные вра­щате­ли, име­ющие только мар­ше­вую ско­рость вра­щения. Двух­сто­еч­ные кан­то­вате­ли от­ли­ча­ют­ся от вра­щате­лей ус­тройством при­вода вра­щения — обыч­но в нем при­меня­ет­ся асин­хрон­ный элек­трод­ви­гатель (как у по­зици­оне­ров).

Двух­сто­еч­ные кан­то­вате­ли мо­гут иметь еще од­но от­ли­чие от вра­щате­лей. Ес­ли вра­щате­ли со сва­роч­ной ско­ростью при­меня­ют­ся, как пра­вило, для вы­пол­не­ния кру­говых швов и тре­бу­ют воз­можнос­ти по­воро­та из­де­лия на 360°, то кан­то­вате­ли при­меня­ют для свар­ки раз­личны­ми шва­ми из­де­лий раз­ной фор­мы, что час­то не тре­бу­ет по­воро­та из­де­лия на 360°. При этом од­на из сто­рон из­де­лия, на ко­торой не вы­пол­ня­ет­ся свар­ка, мо­жет быть ис­пользо­вана для его за­креп­ле­ния. Это осо­бен­но важ­но при свар­ке длин­ных и не­жес­тких из­де­лий, ко­торые не­дос­та­точ­но за­кре­пить только за тор­цы на план­шайбах сто­ек, а так­же при не­воз­можнос­ти при­мене­ния до­пол­ни­тельных опор (лю­нетов) меж­ду стойка­ми. В та­ких слу­ча­ях из­де­лие за­креп­ля­ют на по­ворот­ной ра­ме, ус­та­нов­ленной на стойках кан­то­вате­ля.

На рис. 4.9 изоб­ра­жен двух­сто­еч­ный кан­то­ватель с пе­ред­ней при­вод­ной стойкой 1 и зад­ней неп­ри­вод­ной стойкой 4. Из­де­лие 2 за­креп­ля­ют на по­ворот­ной ра­ме 3. Рас­сто­яние h от ос­но­вания ра­мы до оси по­воро­та мож­но из­ме­нять в за­виси­мос­ти от раз­ме­ров из­де­лия, тем са­мым уменьшая мо­мент вра­щения. Шпин­дель пе­ред­ней стойки кан­то­вате­ля обо­рудо­ван ус­тройством для под­во­да сжа­того воз­ду­ха к кре­пеж­ным прис­по­соб­ле­ни­ям. Это поз­во­ля­ет при­менять пнев­ма­тичес­кие при­жимы для за­креп­ле­ния из­де­лия.

Рис. 4.9.Двухстоечный кантователь с поворотной рамой:
1 — передняя приводная стойка; 2 — изделие; 3 — поворотная рама; 4 — задняя неприводная стойка

Двух­сто­еч­ные кан­то­вате­ли с подъем­ны­ми цен­тра­ми кро­ме по­воро­та из­де­лия осу­щест­вля­ют так­же его подъем. Для ус­та­нов­ки и за­креп­ле­ния из­де­лия цен­тры опус­ка­ют­ся, для по­воро­та — под­ни­ма­ют­ся. Бњльшая часть швов вы­пол­ня­ет­ся при ниж­нем по­ложе­нии из­де­лия и опу­щен­ных цен­трах. Од­на из сто­ек — пе­ред­вижная. Уп­равле­ние кан­то­вате­лем — дис­танци­он­ное с пе­ренос­но­го пульта уп­равле­ния. Кан­то­вате­ли с подъем­ны­ми цен­тра­ми при­меня­ют­ся в ос­новном для пе­реме­щения плос­ких круп­но­габа­рит­ных рам­ных из­де­лий.

Кольце­вые кан­то­вате­ли мо­гут быть с цельны­ми и разъем­ны­ми кольца­ми. Кан­то­вате­ли с цельны­ми кольца­ми при­меня­ют­ся для за­креп­ле­ния рам­ных и кор­пусных из­де­лий на пли­те или в кон­дукто­ре, ко­торые рас­по­лага­ют­ся меж­ду кольца­ми. На рис. 4.10 при­веде­на прин­ци­пи­альная схе­ма та­кого кан­то­вате­ля для сбор­ки и свар­ки бло­ков теп­ло­воз­ных ди­зелей мас­сой до 5 т. Кан­то­ватель сос­то­ит из двух ко­лец 1, меж­ду ко­торы­ми за­креп­лен разъем­ный кон­дуктор. Вер­хняя часть 2 кон­дукто­ра съем­ная. Кольца опи­ра­ют­ся на ро­лико­вые опо­ры: две хо­лос­тые 7 и две при­вод­ные 6. На ва­лу при­вод­ных ро­лико­вых опор за­креп­ле­ны звез­дочки 3, вра­ща­ющи­еся от элек­трод­ви­гате­ля 4 че­рез двух­сту­пен­ча­тый чер­вячный ре­дук­тор 5.

Рис. 4.10.Кольцевой кантователь с цельными кольцами:
1 — кольца; 2 —верхняя часть кондуктора; 3 — звездочки; 4 — электродвигатель; 5 — двухступенчатый червячный редуктор; 6 — приводные роликовые опоры; 7 — холостые роликовые опоры

Кан­то­вате­ли с разъем­ны­ми кольца­ми ча­ще ис­пользу­ют­ся при свар­ке ба­лоч­ных конс­трук­ций. Разъем­ные кольца сос­то­ят из трех или че­тырех шар­нирно со­еди­нен­ных меж­ду со­бой сек­то­ров. В зак­ры­том сос­то­янии сек­то­ры об­ра­зу­ют сплош­ное кольцо. Рас­кры­тие и зак­ры­тие сек­то­ров воз­можно вруч­ную или ме­хани­зиро­ван­но. Для ус­та­нов­ки и съема из­де­лия один-два сек­то­ра от­кры­ва­ют­ся. Для по­воро­та на 90 или 180° при­меня­ют­ся кольце­вые кан­то­вате­ли с не­пол­ны­ми кольца­ми.

Кольце­вые кан­то­вате­ли име­ют ряд пре­иму­ществ по срав­не­нию с двух­сто­еч­ны­ми: воз­можность сбор­ки и свар­ки круп­но­габа­рит­ных кор­пусных из­де­лий в кон­дукто­ре; воз­можность дос­ту­па к тор­цо­вым час­тям этих из­де­лий; луч­шие ус­ло­вия креп­ле­ния длин­но­мер­ных ба­лоч­ных из­де­лий бла­года­ря раз­ме­щению опор­ных ко­лец меж­ду кон­ца­ми из­де­лия. Не­дос­татка­ми кон­це­вых кан­то­вате­лей яв­ля­ют­ся зат­руднен­ный дос­туп к тем мес­там из­де­лия, ко­торые рас­по­ложе­ны внут­ри ко­лец, а так­же уз­кая спе­ци­али­зация.

Цеп­ные кан­то­вате­ли прос­ты и на­деж­ны в ра­боте и не тре­бу­ют креп­ле­ния из­де­лия. Вмес­те с тем при­мене­ние цеп­ных кан­то­вате­лей при ав­то­мати­чес­кой свар­ке не­жела­тельно, так как пос­ле кан­то­вания из­де­лие, опи­ра­юще­еся только на це­пи, труд­но за­фик­си­ровать в не­под­вижном по­ложе­нии и ус­та­новить па­рал­лельно оси дви­жуще­гося сва­роч­но­го ав­то­мата.

Цеп­ной кан­то­ватель (рис. 4.11) име­ет нес­колько сто­ек 1, на каж­дой из ко­торых у­креп­ле­ны звез­дочки: при­вод­ная 2 и хо­лос­тые 5 и 6. На звез­дочки на­деты про­виса­ющие це­пи 3, слу­жащие опо­рой для кан­ту­емо­го из­де­лия 4. При­вод­ная звез­дочка свя­зана про­дольным при­вод­ным ва­лом с при­водом кан­то­вате­ля.

Рис. 4.11.Цепной кантователь:
1 — стойки; 2 — приводная звездочка; 3 — провисающие цепи; 4 — кантуемое изделие; 5, 6 — холостые звездочки

Цеп­ные кан­то­вате­ли мо­гут быть с опус­ка­ющи­мися це­пями. При ра­боте та­ких кан­то­вате­лей из­де­лие в ис­ходном по­ложе­нии на­ходит­ся на жес­тких опо­рах, це­пи в это вре­мя опу­щены ни­же уров­ня опор. Для кан­то­вания це­пи под­ни­ма­ют­ся и сни­ма­ют из­де­лие с опор, пос­ле кан­то­вания опус­ка­ют его на опо­ры. Во вре­мя свар­ки из­де­лие на­ходит­ся в не­под­вижном по­ложе­нии, что поз­во­ля­ет при­менить ав­то­мати­чес­кую свар­ку.

Цеп­ные кан­то­вате­ли при­меня­ют в ос­новном при свар­ке ба­лок с по­переч­ным се­чени­ем, близ­ким к квад­ра­ту. Кан­то­вате­ли с опус­ка­ющи­мися це­пями при­меня­ют так­же при свар­ке круп­но­габа­рит­ных из­де­лий, в час­тнос­ти ре­шет­ча­тых конс­трук­ций пря­мо­угольно­го се­чения.

Ры­чаж­ные кан­то­вате­ли при­меня­ют­ся для ус­та­нов­ки ба­лок и сос­то­ят из нес­кольких приз­ма­тичес­ких опор, двух про­дольных ва­лов, за­креп­ленных в вер­хней час­ти опор, и двух групп Г-об­разных ры­чагов — ле­вых и пра­вых. Ры­чаги рас­по­ложе­ны меж­ду опо­рами и свя­заны с при­вод­ны­ми гид­ро­цилин­дра­ми, раз­ме­щен­ны­ми в ниж­ней час­ти кан­то­вате­ля.

Ры­чаж­ный кан­то­ватель ра­бота­ет сле­ду­ющим об­ра­зом. В ис­ходном по­ложе­нии все ры­чаги опу­щены, их опор­ные плос­кости на­ходят­ся ни­же ра­бочих плос­костей приз­ма­тичес­ких опор. Бал­ка по­да­ет­ся кра­ном и ук­ла­дыва­ет­ся на опо­ры. Пос­ле вы­пол­не­ния пер­во­го шва ци­лин­дры под­ни­ма­ют со­от­ветс­тву­ющую груп­пу ры­чагов (для кан­то­вания вле­во — ле­вых), по­вора­чивая бал­ку на 45°, по­ка ее опор­ная плос­кость не ока­жет­ся в го­ризон­тальном по­ложе­нии. За­тем вклю­ча­ют­ся ци­лин­дры, под­ни­ма­ющие и под­во­дящие под бал­ку про­тиво­полож­ные ры­чаги. Пос­ле это­го ры­чаги опус­ка­ют­ся без бал­ки, за­тем ук­ла­дыва­ют на них бал­ку. Та­ким об­ра­зом, бал­ка ока­зыва­ет­ся по­вер­ну­той на 90° и под­го­тов­ленной к вы­пол­не­нию сле­ду­юще­го шва. При не­об­хо­димос­ти по­воро­та на 180° цикл пов­то­ря­ет­ся. Кан­то­вать мож­но в лю­бую сто­рону. Цикл по­воро­та ав­то­мати­зиро­ван с по­мощью ко­неч­ных вык­лю­чате­лей, уп­равля­ющих дви­жени­ями ры­чагов в за­дан­ной пос­ле­дова­тельнос­ти, и про­ис­хо­дит от од­но­го на­жатия кноп­ки. Кан­то­ватель це­лесо­об­разно ис­пользо­вать для ус­та­нов­ки ба­лок срав­ни­тельно не­большо­го по­переч­но­го се­чения (око­ло 500×500 мм), ко­торые не­об­хо­димо сва­ривать «в ло­доч­ку». Ры­чаж­ный кан­то­ватель, как и цеп­ной, не тре­бу­ет за­креп­ле­ния бал­ки, обес­пе­чивая ее не­под­вижность в про­цес­се свар­ки.

Дом­крат­ные кан­то­вате­ли пред­назна­чены для об­ра­бот­ки кон­крет­ных из­де­лий, в ос­новном круп­но­габа­рит­ных плос­ких рам­ных конс­трук­ций. Дом­крат­ный кан­то­ватель для по­воро­та плос­ких теп­ло­воз­ных рам на 90° в обе сто­роны (рис. 4.12) сос­то­ит из по­ворот­ной ра­мы 1, двух гид­равли­чес­ких дом­кра­тов 2 и че­тырех выд­вижных по­лу­осей 3 с ры­чагом 4. Выд­ви­жение по­лу­осей про­из­во­дит­ся гид­равли­чес­ки­ми дом­кра­тами. Ра­му 1 с за­креп­ленным на ней из­де­ли­ем мож­но по­вора­чивать вок­руг двух по­лу­осей, при этом две дру­гие по­лу­оси уби­ра­ют­ся.

Рис. 4.12.Домкратный кантователь для поворота плоских тепловозных рам на 90° в обе стороны:
1 — поворотная рама; 2 — гидравлические домкраты; 3 — выдвижная полуось; 4 — рычаги

Чел­ночные кан­то­вате­ли обес­пе­чива­ют не только по­ворот из­де­лий и ус­та­нов­ку их в удоб­ное для свар­ки по­ложе­ние, но так­же и тран­спор­ти­рова­ние из­де­лий с од­но­го ра­боче­го мес­та на дру­гое. Кан­то­ватель сос­то­ит из двух подъем­ных крыльев, не­сущей ра­мы с дву­мя ко­лес­ны­ми па­рами (хо­лос­той и при­вод­ной) двух бло­ков гид­ро­цилин­дров, гид­ропри­водов и пульта уп­равле­ния. Подъем­ные крылья мо­гут по­вора­чиваться раз­дельно или од­новре­мен­но на 90°. Для од­новре­мен­но­го по­воро­та крылья за­пира­ют­ся спе­ци­альным зам­ком с гид­ро­цилин­дром, раз­ме­щен­ным внут­ри ра­мы, и об­ра­зу­ют жес­ткий пря­мой угол. Кан­то­ватель пе­ред­ви­га­ет­ся по рельсо­вому пу­ти с по­мощью гид­родви­гате­лей. Уп­равле­ние кан­то­вате­лем — дис­танци­он­ное с вы­нос­но­го пульта.

Ря­дом с кан­то­вате­лем ус­та­нав­ли­ва­ют стел­ла­жи, уро­вень ко­торых на 30 мм вы­ше уров­ня крыльев кан­то­вате­ля в го­ризон­тальном по­ложе­нии, бла­года­ря че­му кан­то­ватель в ис­ходном по­ложе­нии мо­жет сво­бод­но пе­ред­ви­гаться под из­де­ли­ем, ле­жащим на стел­ла­жах. По­ворот из­де­лия воз­мо­жен в лю­бую сто­рону: для по­воро­та нап­ра­во под­ни­ма­ет­ся пра­вое кры­ло и кан­то­ватель подъез­жа­ет вплот­ную к из­де­лию; крылья за­пира­ют­ся зам­ком и оба од­новре­мен­но по­вора­чива­ют на 90° нап­ра­во вмес­те с из­де­ли­ем. Для по­воро­та на больший угол (180°, 270° и т. д.) кан­то­ватель при­водит­ся в ис­ходное по­ложе­ние (оба кры­ла опус­ка­ют­ся), про­ез­жа­ет под из­де­ли­ем в сто­рону по­воро­та и цикл пов­то­ря­ет­ся. По­ворот в ле­вую сто­рону про­ис­хо­дит ана­логич­но.

Для тран­спор­ти­рова­ния из­де­лия рас­по­лага­ют под уг­лом 45° (как и для свар­ки «в ло­доч­ку»). При этом ниж­няя точ­ка из­де­лия вмес­те с вер­ши­ной уг­ла, об­ра­зу­емо­го крыльями, при­под­ни­ма­ет­ся над стел­ла­жами на нес­колько де­сят­ков мил­ли­мет­ров, и из­де­лие сво­бод­но пе­ред­ви­га­ет­ся в не­об­хо­димое мес­то. Чел­ночные кан­то­вате­ли не тре­бу­ют за­креп­ле­ния из­де­лий, что зна­чительно уп­ро­ща­ет и ус­ко­ря­ет про­цесс кан­то­вания и яв­ля­ет­ся су­щес­твен­ным пре­иму­щес­твом.

Кан­то­вате­ли для кан­то­вания по­лот­нищ зна­чительно от­ли­ча­ют­ся от дру­гих кан­то­вате­лей.

Для кан­то­вания по­лот­нищ ши­риной до 2,5 м при­меня­ют двух­ры­чаж­ные пе­ред­вижные кан­то­вате­ли книж­но­го ти­па (рис. 4.13), ос­новны­ми эле­мен­та­ми ко­торых яв­ля­ют­ся две груп­пы ры­чагов 2 и 5. Ры­чаги мо­гут по­вора­чиваться вок­руг про­дольной оси 3 с по­мощью элек­тро­гид­ропри­вода. У ста­ци­онар­ных кан­то­вате­лей ось по­воро­та ры­чагов за­креп­ле­на не­под­вижно, у пе­ред­вижных — на те­леж­ках 4, пе­реме­ща­ющих­ся в плос­кости кан­то­вания. В ис­ходном по­ложе­нии I обе груп­пы ры­чагов 2 и 5 рас­по­ложе­ны го­ризон­тально по обе сто­роны от про­дольной оси 3 по­воро­та ры­чагов. По­лот­ни­ще 1 ук­ла­дыва­ют на од­ну из групп ры­чагов. Пе­ред кан­то­вани­ем вто­рая груп­па ры­чагов по­вора­чива­ет­ся и нак­ры­ва­ет по­лот­ни­ще (по­ложе­ние II), за­тем ры­чаги 2 и 5 с по­лот­ни­щем 1 по­вора­чива­ют на 90° до вер­ти­кально­го по­ложе­ния III и те­леж­ки 4 пе­реме­ща­ют­ся в сто­рону, про­тиво­полож­ную нап­равле­нию кан­то­вания (по­ложе­ние IV). За­тем про­дол­жа­ют по­ворот ры­чагов с по­лот­ни­щем еще на 90° — до го­ризон­тально­го по­ложе­ния VI, пос­ле че­го ры­чаги 5, рас­по­ложен­ные над по­лот­ни­щем 1, по­вора­чива­ют на 180° в об­ратную сто­рону, ос­во­бож­дая по­лот­ни­ще (по­ложе­ние V). У пе­ред­вижных кан­то­вате­лей пос­ле кан­то­вания по­лот­ни­ще рас­по­лага­ет­ся на том же мес­те, что и до кан­то­вания — за счет пе­реме­щения те­лежек 4. У ста­ци­онар­ных кан­то­вате­лей по­лот­ни­ще при кан­то­вании пе­рек­ла­дыва­ет­ся на дру­гое мес­то, что тре­бу­ет до­пол­ни­тельной пло­щади. Про­цесс кан­то­вания при этом уп­ро­ща­ет­ся, так как по­лот­ни­ще по­вора­чива­ет­ся сра­зу на 180° (из по­ложе­ния II в по­ложе­ние V).

Рис. 4.13.Схема работы двухрычажного передвижного кантователя книжного типа для кантования полотнищ шириной до 2,5 м:
1 — полотнище; 2, 5 — рычаги; 3 — продольная ось поворота рычагов; 4 — тележка; I—VI — положения полотнища в процессе кантования

Кро­ме двух­ры­чаж­ных кан­то­вате­лей су­щес­тву­ют од­но­рычаж­ные кан­то­вате­ли, в ко­торых ры­чаги рас­по­ложе­ны с од­ной сто­роны по­лот­ни­ща. В та­ких кан­то­вате­лях по­лот­ни­ще кре­пят к ры­чагам элек­тро­маг­ни­тами или ка­кими-ли­бо зах­ва­тами по кон­ту­ру по­лот­ни­ща.

Для кан­то­вания по­лот­нищ ши­риной до 8 м при­меня­ют кан­то­вате­ли с по­ворот­ной ра­мой (рис. 4.14). Кан­то­ватель сос­то­ит из ле­бед­ки 1, ко­лон­ны 3 и по­ворот­ной ра­мы (кас­се­ты) 6 с ро­лика­ми 7. Меж­ду сек­ци­ями кас­се­ты рас­по­ложе­ны рольган­ги 8. Трос 2 ле­бед­ки за­цеп­ля­ет­ся за цап­фы 4, рас­по­ложен­ные на кас­се­те око­ло ро­ликов. По­лот­ни­ще 5, пе­реме­ща­ясь по рольган­гам 8, вхо­дит в про­рези кас­се­ты (по­ложе­ние I). Кан­то­вание зак­лю­ча­ет­ся в подъеме ле­бед­кой кас­се­ты до вер­ти­кально­го по­ложе­ния II и опус­ка­ния ее до го­ризон­тально­го по­ложе­ния III. Кас­се­та вмес­те с по­лот­ни­щем по­вора­чива­ет­ся при этом на 180° на пло­щади, за­нима­емой по­лот­ни­щем пер­во­начально. Кан­то­ватель с по­ворот­ной ра­мой от­ли­ча­ет­ся прос­то­той конс­трук­ции и не тре­бу­ет за­креп­ле­ния из­де­лий.

Рис. 4.14.Схема работы кантователя с поворотной рамой для кантования полотнищ шириной до 8 м:
1 — лебедка; 2 — трос лебедки; 3 — колонна; 4 — цапфы; 5 — полотнище; 6 — поворотная рама (кассета); 7 — ролики; 8 — рольганги; I—III — положения кассеты в процессе кантования

Ро­лико­вые стен­ды пред­назна­чены для вра­щения с мар­ше­вой ско­ростью ци­лин­дри­чес­ких, ко­ничес­ких и сфе­ричес­ких из­де­лий при ус­та­нов­ке их в удоб­ное по­ложе­ние для сбор­ки и свар­ки про­дольны­ми шва­ми, а так­же для вра­щения из­де­лий со сва­роч­ной ско­ростью при свар­ке кольце­выми шва­ми. Ро­лико­вые стен­ды с мар­ше­вой ско­ростью при­меня­ют так­же при от­делке и кон­тро­ле.

Стен­ды клас­си­фици­ру­ют­ся по ком­по­нов­ке и по конс­трук­ции ос­новных уз­лов (хо­лос­тых и при­вод­ных ро­лико­вых опор и сек­ций). В сек­цию вхо­дят две ро­лико­вые опо­ры, рас­по­ложен­ные по обе сто­роны от про­дольной оси стен­да и смон­ти­рован­ные на од­ной ра­ме. Ком­по­нов­ка стен­дов за­висит от мас­сы, раз­ме­ров и фор­мы вра­ща­емых из­де­лий.

При оп­ре­деле­нии чис­ла опор и рас­сто­яния меж­ду ни­ми сле­ду­ет ис­хо­дить из рас­пре­деле­ния наг­ру­зок при ра­боте ро­лико­вого стен­да (рис. 4.15) и ру­ководс­тво­ваться сле­ду­ющи­ми по­ложе­ни­ями. Рас­сто­яние А меж­ду ро­лико­выми опо­рами по ши­рине стен­да оп­ре­деля­ет­ся в за­виси­мос­ти от ди­амет­ра из­де­лия та­ким об­ра­зом, что­бы цен­тральный угол a сос­тавлял 55…115°. Рас­сто­яние меж­ду опо­рами по дли­не стен­да за­висит от не­об­хо­димо­го чис­ла опор и дли­ны из­де­лий. Чис­ло опор рас­счи­тыва­ют по до­пус­ти­мой наг­рузке на од­ну опо­ру. Рас­кла­дывая вес из­де­лия на ра­ди­альные сос­тавля­ющие, по­луча­ем

 

(4.2)

где R — ра­ди­альная наг­рузка на од­ну опо­ру, Н; G — мас­са из­де­лия; n — чис­ло ро­лико­вых опор стен­да; a — цен­тральный угол, град.

Рис. 4.15.Схема распределения нагрузок при работе роликового стенда:
1 — изделие; 2 — роликовые опоры; R — радиальная нагрузка на одну опору; G — масса изделия; А — расстояние между опорами; a — центральный угол

По­лучен­ная ве­личи­на не дол­жна пре­вышать на­ибольшую до­пус­ти­мую ра­ди­альную наг­рузку на опо­ру. При оп­ре­деле­нии чис­ла опор 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 чис­ло до че­тырех. При этом зна­чительно об­легча­ет­ся об­слу­жива­ние стен­да и раз­ме­щение флю­совых по­душек, обес­пе­чива­ет­ся воз­можность дос­ту­па к из­де­лию в лю­бом мес­те.

Син­хро­низа­ция при­водов ро­лико­вых стен­дов (глав­ным об­ра­зом при сва­роч­ной ско­рос­ти) зат­рудне­на, что обус­ло­вило при­мене­ние для вра­щения из­де­лий на ро­лико­вых стен­дах од­но­го при­вода. Чис­ло же при­вод­ных ро­лико­вых опор обыч­но сос­тавля­ет не ме­нее 1/3 об­ще­го чис­ла опор. При­вод­ные опо­ры со­еди­ня­ют­ся меж­ду со­бой ва­лами.