Клавишный стенд для сварки продольных швов



учеба / Мухин В.Ф / Лаб.раб.прав

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

МЕХАНИЧЕСКОЕ СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

Методические указания по выполнению лабораторных работ

Омск Издательство ОмГТУ

Составитель В. Ф. Мухин , канд. техн. наук, доцент

Методические указания содержат лабораторные работы по разделу «Сварочные приспособления, вспомогательное механическое оборудование и промышленные роботы» дисциплины «Производство сварных конструкций». Лабораторные стенды представляют собой наиболее часто используемое при производстве сварных конструкций вспомогательное механическое оборудование и дают возможность изучить их устройство, а также определить их параметры расчетным путем. Для проверки усвоения материала и качества выполнения работы имеются контрольные вопросы.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 151701.65 «Проектирование технологических машин и комплексов» и направлению бакалавриата 150700.62 «Машиностроение».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КЛАВИШНОГО СТЕНДА ДЛЯ СВАРКИ ОБЕЧАЕК

Знакомство с конструкцией клавишного стенда; определение экспериментальным и расчетным путями усилий на клавишах зажимного устройства.

Оборудование и приборы

1. Клавишный стенд.

2. Устройство для измерения перемещения клавиши с индикатором часового типа, линейка, штангенциркуль.

Для сборки и сварки продольных стыков обечаек широкое применение нашли клавишные зажимные устройства с пневмошланговым приводом. Такие зажимные устройства обычно входят в состав специализированных сварочных стендов для сварки тонкостенных обечаек. Стенды в этом случае называют клавишными. Пневмоклавишные зажимные устройства весьма просты по своей конструкции, портативны и при сравнительно небольших размерах могут развивать достаточные усилия на прижимах.

Существенным недостатком пневмошланговых клавишных устройств являются сравнительно малый рабочий ход и зависимость полезного усилия шланга от степени его сплющивания, т. е. от высоты внутренней полости шланга, а следовательно, и от рабочего хода шланга. Кроме того, в них отсутствуют приспособления для боковогообжатия обечайки и сближения стыкуемых кромок.

Клавишную систему в сборочно-зажимных устройствах с частым расположением клавишей применяют для прижатия относительно гибких, склонных к волнистости элементов к более жестким, чаще всего к подкладкам, предохраняющим от прожогов, а также формирующим обратный валик шва. Чем жестче прижимаемый элемент, тем реже могут быть расставлены клавиши по его длине. Кроме этого, клавиши могут играть роль теплоотвода при сварке тонкостенных обечаек.

Клавишный стенд представляет собой сварную раму с продольными боковыми балками, на которых расположено пневмоклавишное зажимное устройство. Зажимные концы клавиш сходятся на нижней опорной балке, установлен-

ной на оси рамы. Нижняя балка имеет одну убирающуюся опору для съема сваренной обечайки. На балке закреплена медная подкладка с отверстиями по линии стыка для защиты обратной стороны сварного шва при сварке в среде защитного газа обечаек из нержавеющей стали, алюминиевых и титановых сплавов. Стенд предназначен для сварки тонкостенных обечаек с толщиной стенки для нержавеющих сталей до 0,1 мм и алюминиевых сплавов до 0,5 мм. В связи с этим медная подкладка имеет водяное охлаждение, а клавиши выполнены из бронзы и установлены по длине стенда с минимальным зазором.

Одна из половин клавишного зажимного устройства с пневмошланговым приводом и схема измерения перемещения клавиши представлены на рис. 1.

Рис. 1. Клавишное зажимное устройство с пневмошланговым приводом и устройством для замера перемещения клавиши и усилия прижима: 1 – каналы охлаждения; 2 – опорная балка; 3 – медная подкладка;

4 – свариваемые кромки обечайки; 5 – струна; 6 – основание пластинчатого динамометра; 7 – упругая стальная пластина; 8 – индикатор; 9 – пневмошланги

Верхний из шлангов 9 является нажимным, он создает рабочее давление на клавише через рычаг с плечами c и d . В качестве шланга обычно применяют пожарный рукав с внутренним диаметром 56 мм. Для возврата клавишей в исходное положение и обеспечения максимально возможного зазора для удобства съема полотнища обечайки служит нижний шланг, который в некоторых конструкциях стендов заменяют рядом пружин или другими устройствами.

Стенд установлен под направляющими сварочной головки, образуя таким образом сборочно-сварочную установку.

Сборка стыка обечайки на стенде производится следующим образом. Прежде всего необходимо убедиться, что подвижная опора установлена и опорная балка опирается на обе опоры. После этого, подавая воздух в нижние шланги кранами управления, расположенными на торце стенда с неподвижной опорой, поднимают клавиши вверх. Затем одну сторону обечайки заводят на медную подкладку, выравнивают по линии стыка и прижимают, переключая кран на подачу воздуха в верхний шланг. После этого с другой стороны заводят вторую кромку, устанавливая, если нужно, зазор в стыке, и прижимают другим краном. Далее производят прихватку (если есть вероятность сдвига) и сварку или сразу сварку без прихватки. По окончании сварки поднимают клавиши, убирают подвижную опору и стягивают обечайку с опорной балки.

Читайте также:  Измерительный трансформатор напряжения имеет обмотки с числом витков

Оценить величину усилия на клавише можно из следующих соображений. Силовое подъемное действие шланга, наполненного сжатым воздухом, аналогично действию любого пневматика. При давлении воздуха q полезное усилие шланга на единицу его длины:

где b – ширина площадки давления (площадка смятия шланга);

b = π (d ш – h – δ) / 2,

где d ш – внутренний диаметр шланга; h – вертикальный ход шланга; δ – остаточный зазор внутри полости сплющенного шланга, δ = 3…5 мм.

Максимальное расчетное погонное усилие зажимного пневмоклавишного устройства с учетом (1) и (2):

Q = π/2 (d ш – h – δ) q.

Усилие на рычаге:

где L – ширина рычага одной клавиши.

Это усилие передается на кромку обечайки в виде силы P с изменением или без него в зависимости от соотношения длин плеч рычагов a , b , c , d (рис. 1).

Таким образом, усилие на клавише, согласно (3), тем больше, чем меньше ход шланга. Расчетная схема пневмошлангового привода приведена на рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема пневматического привода в рабочем ( а ) и нерабочем ( б ) состоянии

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией клавишного стенда и средствами управления зажимным устройством.

2. Получить у преподавателя задание на расчетное давление q в пневмосети.

3. Измерить все необходимые для расчета усилия P параметры согласно формулам (3) и (4), а также плечи рычагов a , b , c , d , передающих усилие прижатия клавиши на кромку обечайки (точность измерений ± 1 мм).

4. Определить расчетное давление P на клавише.

5. Убрать подвижную опору, если она установлена. Убедиться, что клавиша, которая подцеплена тросиком к упругой стальной пластине 7 (рис. 1), при перемещении к нижней опорной балке 2 всегда остается на весу.

6. Включить компрессор и при достижении заданного давления уточнить вертикальный ход h шланга.

7. Рассчитать усилие P и предъявить преподавателю результаты расчетов.

8. При поднятых клавишах установить измерительный индикатор часового типа 8 (рис. 1) и записать его показания (желательно, чтобы его малая стрелка была около нуля, а большая установлена на 0).

9. Опустить клавиши и по индикатору определить величину перемещения.

10. Определить реальное усилие на клавише, умножив полученную вели-

чину перемещения в миллиметрах на коэффициент К = 45 Н/мм (4,92 кгс/мм).

11. Сравнить реальное и расчетное усилия и определить относительную ошибку в процентах.

12. Предъявить результаты расчетов преподавателю.

13. Определить величину хода шланга при установленной опоре.

14. Рассчитать величину усилия при прижатии кромки обечайки (величину h уменьшить на толщину кромки обечайки, заданную преподавателем).

15. Рассчитать максимально возможное усилие исходя из максимального давления 1 мПа.

1. Название работы.

2. Схема замера усилия на клавише с размерами со стенда.

3. Исходные данные для расчета по давлению в пневмосети и толщине кромки обечайки.

4. Результаты расчетов.

1. Расскажите и покажите порядок установки обечайки на стенде.

2. Какие недостатки имеют клавишные зажимные устройства?

3. Что произойдет во время сварки при резком падении давления (падении усилия прижатия) – прожог или непровар?

4. В каких случаях необходимо делать прихватки при сварке на клавишном стенде?

5. Почему давление в пневмосистемах ограничивают (как правило 0,6 мПа)?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ЗАЖИМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СВАРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Знакомство с конструкцией некоторых зажимных механизмов и расчет пневматических зажимных устройств.

Оборудование и приборы

Для закрепления установленных в приспособлениях деталей применяют ручные и механизированные зажимные устройства: для единичного и мелкосерийного производства – ручные (струбцины, клинья, эксцентрики), а для механизированного – наиболее часто пневматические (пневмоцилиндры, пневмокамеры, пневмошланги). Внешний вид зажимных механизмов представлен на рис. 3, 4, их ориентировочное быстродействие – в табл. 1. Прижимы выбирают по требуемой производительности и заданному усилию прижатия.

Рис. 3. Зажимные механизмы: винтовой ( а ), эксцентриковый ( б ), клиновой ( в )

Рис. 4. Пневматические прижимы:

пневмокамера ( а ), пневмоцилиндр ( б ), сильфон ( в ), пневмошланг ( г );

Читайте также:  Дрель да 800 зубр

D – расчетный диаметр пневмопривода; D 1 – диаметр тарелки штока; d – диаметр штока; 1 – гофра сильфона; 2 – тарелка штока; 3 – наружная камера

Быстродействие зажимных механизмов

Вид зажимного механизма

Время закрепления, с

Плунжерного типа с пневмоили гидроприводом

Ручной эксцентриковый или байонетный

Винтовой с рукояткой или маховиком

Винтовой с ключом

Тиски или кулачковый патрон с ключом

Пневматические прижимы обладают высоким быстродействием, просты по конструкции, удобны в управлении, надежны и стабильны в работе. Недостатком всех пневматических устройств являются неплавное перемещение штоков, большие габаритные размеры силовых агрегатов, низкое давление воздуха, так как увеличение давления требует увеличения уплотнения, а это приводит к росту потерь на трение. Кроме того , недостатком является и шум при выпуске воздуха во время работы, а также необходимость в блокировках усилий, особенно при возникновении аварийных ситуаций, когда резкое снижение давления может привести к падению или рассыпанию собранной конструкции. В таких случаях пневмоустройством производят не прижатие, а заклинивание дополнительными клиновыми прижимами.

Источником сжатого воздуха является цеховая или заводская компрессорная установка, сжатый воздух из которой подается в пнемоцилиндр, преобра-

зующий энергию сжатого воздуха в усилие на штоке. Для управления пневмоприводом требуются дополнительные устройства: краны, или электрические клапаны управления, предохранительные и дроссельные (снижающие скорость перемещения поршня в конце хода для исключения жестких ударов его о стенку цилиндра) клапаны, воздуховоды и контролирующие приборы. Кроме этого, на установках с несколькими пневмоустройствами обычно располагают влагоотделитель для обезвоживания воздуха и маслораспылитель (лубрикатор) для смазки трущихся частей привода (работает по принципу пульверизатора, подающего масло вместе с воздухом).

Наибольшее распространение в качестве зажимных устройств получили пневмоцилиндры. Пневмоцилиндры бывают одностороннего действия, в которых рабочий ход производится сжатым воздухом, а холостой – усилием пружины, и двухстороннего, где сжатый воздух поступает поочередно с одной или с другой стороны поршня. Одностороннее действие применяется тогда, когда не требуются большой ход штока и большие усилия для отвода зажимных элементов в исходное положение. В случае, если рабочий ход штока велик и обратное усилие значительно, оба хода должны быть рабочими.

При проектировании пневмоприжимов пневмоцилиндр выбирается согласно ГОСТ 15608–81 по рассчитанному диаметру поршня при заданном рабочем давлении и требуемом усилии на штоке. Определение усилия на штоке имеющегося пневмоцилиндра (обратная задача) производится согласно рис. 5. Исходя из конструкции пневмоцилиндра, показанного на рис. 6, усилие на штоке при двухстороннем действии в случае толкающего движения:

Источник

Стенд для сборки продольного стыка обечаек Советский патент 1980 года по МПК B23K37/04

Описание патента на изобретение SU772776A1

Изобретение относится к сварке, в частиости к приспособлениям для сборки и сварки продольного стыка обечаек цилиндрической и конической формы. Известен стенд для сборки продоль ного стыка обечаек, содержащий раму, на которой смонтированы суппорты с поворотными узлами зажима кромок обе чаек, охватывающими кромки стыка обе чайки по всей длине и перемещаеьелми в двух взаимно—перпендикулярных направлениях Llj . НёдЬстат| вм этого стенда является сложность конструкции и низкая производительность из-за необходимости множества настроечных операций, при этом стенд не пригоден для сборки конических обечаек. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является стенд для сборки ПРОДОЛЬНОГО стыка обечаек, с держащий раму, на которой смонтированы подвижные суппорты с узлами за жима кромок о 5ечайки, каждый узел зажима кромки обечайки выполнен в в де раздвижного консольного ложемен та с неподвижной я подвижной частями и закрепленными на них прижимными клавишами, при этом неподвижная часть закреплена на раме, а подвижная связана суппортами, на подвижной части ложемента и его клавише шарнирно установлены опорные планки, а на поверхности неподвижного ложемента установлены упоры для торца обечайки. Обечайка укладывается на неподвижную и подвижную части ложемента. Если левая кромка торца обечайки уходит от оператора, то обечайка прижимается к упору, расположенному ближе к станине, если наоборот, то обечайка прижимается к упору, расположенному на конце ложемента. При подаче воздуха в пневмоцилиндаы кромки обечайки прижимаются кложементдм, выбирается зазор вдоль стыка и йыравниваются торцовые кромки обечайки, затем проводится прихватка кромок сваркой р . Однако данный стенд не обеспечивает за одну установку сборку обечаек с технологическими пластинами у концов стыка, служащими началом и окончанием сварочного процесса, что снижает качество сварки и производительность.

Читайте также:  Каким током заряжать 12 вольтовый аккумулятор шуруповерта

Цель изобретения — повьаиение качества сварки путем обеспечения сборки под сварку обечаек с технологическими пластинами.

Эта цель достигается тем, что один из упоров для торца обечайки установлен с возможностью перемещения вдоль консольного ложемента, при этом в обоих упорах выполнены пазы для. технологических пластин и смонтированы подпружиненные торцовые фиксаторы и винтовые зажимы для технологических пластин обечайки.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — сечение В-В на фиг. 2.

На раме 1 закреплен продольный суппорт 2, на котором размещен ложемент 3 и прижимная клавиша 4, установленная на шарнире 5 и связанная с паевмоцилиндром 6. На опорной поверхности ложемента 3 i на раме 1 установлены упоры 7 и 8, в 1 оторых ра змещены подпружиненные горизонтальные фиксаторы 9 и винтовые вертикальные зажимы 10, настраиваемые на нужную толщину технологической пластины, под которую в упорах 7 и 8 выполнены пазы 11. Упор .8 при помощи сксшок 12, винта 13 и гайки 14 может перемещаться вдоль ложемента 3, параллельно которому на продольном 15 и поперечном 16 суппортах закреплен ложемент 17 с почоротно опорной планкой 18, установленной при помощи цилиндрического шарнира 19. Над ложементом 17 расположена поворот ная относительно оси 20 клавиша 21 с установленной на шарнире 22 планкой 23. Клавиша 21 связана с пневмоцилиндром 24. Продольные 2 и 15 и поперечный 16 суппорты перемещаются при помощи пневмоцилиндроп 25 и 26.

Длл контроля за усилием, при котором гарантируется сведение кромок, подводящая магистраль каждого пневмоцилиндра имеет пневмореле, автоматически обеспечивающее необходимую последовательность операций.

Стенд работает следующим образом. Подвижный упор 8 при помощи винта 13 настраивается на нужную длину обечайки, а винтовые вертикальные зажимы 10 выставляются на толщину технологической пластины. Затем технологические пластины укладываются в пазы 11 упоров 7 и 8, а обечайка — на ложементы 3 и 17 до соприкосновения ближайшего к оператору торца обечайки с технологической пласти.ной, прилегающая к ложементу 3 кромка обечайки выставляется параллельно ложементу 3. При подаче воздуха в пневмоцилиндры 6 и 24 кромки обечайки прижимаются к ложементам 3 и 17. После достижения нужного давления в пневмоцилиндрах 6 и 24, при котором гарантируется выравнивание кромок и надежное их прижатие к ложементам, подается воздух в пневмоцилиндры 25 и 26. В результате -перемещения кромок выбирается зазор вдоль стыка и выравниваются торцовые кромки обечайки. При сокращении расстояния между упорами 7 и 8 технологические пластины уходят в пазы 11, сжимая пружины горизонтальных фиксаторов 9 и обеспени.вая передачу усилий торцовых кромок обечайки на упоры 7 и 8. Вертикальные зажимы 10 не дают технологическим пластинам выскочить из пазов 11 вверх как во время сборки, так и при короблении во время сварки. Во время движения ложемента 17 опорная планка 23 и клавиша 21 могут разворачиватьс вокруг своих осей, исключая остановку ложемента 17 раньше выборки всего зазора вдоль стыка. По достижении нужного давления в пневмоцилиндрах 25 и 26, при котором гарантируется выбирание зазора и выравнивание торцовых , подается световой сигнал, разрешающий проведение прихвато кромок стыка и технологических пластин.

Использование предлагаемого стенда, обеспечивающего сборку обечаек с технологическими пластинами, позволяет повысить качество сварки и производительность.

Стенд для сборки продольного стыка обечаек, содержащий смонтированные на раме клавишные прижимы и раздвижной консольный ложемент с упорами для торца обечайки, отличающийся тем, что, с целью повьопения качества сварки путем обеспечения сборки .под сварку обечаек с технологическими пластинами, один из упоров для торца Обечайки установлен с возможностью перемещения вдоль .консольного ложемента, при этом в обоих упорах выполнены пазы для технологических пластин и смонтированы подпружиненные торцовые фиксаторы и винтовые зажимы для технологических пластин обечайки.

Исгочники информации/ принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидете71ьство СССР

207822, кл. В 23 К 37/04, 14.11.66.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 588090, кл. В 23 К 37/04, 12.08.74.

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector