Реферат на тему:
Конструкція і розрахунок устаткування для встановлення й обертання
конструкцій, що зварюються
Устаткування для встановлення й обертання виробів, що зварюються,
застосовується при складанні, зварюванні, наплавленні, обробці, контролі
й інших операціях зварювального виробництва.
Шви в зварених конструкціях можуть займати саме різноманітне положення.
Однак найбільш зручним для зварювання є нижнє положення шва, а для
кутових швів – положення «у човник». У процесі зварювання необхідно
неодноразово обертати виріб у просторі. Такі переміщення виробу в
просторі викликали потребу в механізмах, що забезпечують швидке
встановлення виробу в зручне для виконання зварювальних або інших
операцій положення. Крім того, до таких механізмів може пред’являтися
вимога по забезпеченню обертання виробу зі зварювальною швидкістю. Такі
механізми утворюють групу устаткування для встановлення й обертання
виробів, що зварюються. При цьому механізми, що забезпечують обертання
виробу зі зварювальною швидкістю і можливість її регулювання, називають
обертачами, а механізми, що мають тільки одну нерегульовану (маршову)
швидкість обертання виробу – кантувачами.
Варто враховувати, що привод обертача, на відміну від кантувача, значно
складніше.
Устаткування для встановлення й обертання виробів, що зварюються, може
бути класифіковане в такий спосіб: одностоякові обертачі (кантувачі),
двостоякові обертачі (кантувачі), ланцюгові кантувачі,
важільно-домкратні кантувачі, роликові обертачі і кільцеві кантувачі.
Пристрої, що мають фізичну вісь обертання у вигляді шпинделя, затискних
центрів або опорних цапф, називають центровими обертачами (кантувачами).
У безцентрових кантувачів фізична вісь відсутня, вони мають лише
геометричну вісь обертання. При цьому, як правило, положення такої
геометричної вісі обертання не фіксовано й у деяких конструкціях
безцентрових кантувачів вісь обертання в процесі кантування
переміщається паралельно самої собі. Для зварювальних обертачів таке
переміщення вісі неприпустимо.
Найбільш прості конструкції кантувачів з фіксованою віссю обертання
планшайби – вертикальних, горизонтальних або нахиленою (як правило, на
45 градусів). Разом з тим, ряд конструкцій дозволяє виконувати нахил
планшайби на визначений кут, тобто устаткування має дві взаємно
перпендикулярні вісі обертання: для повного обертання планшайби на 360
градусів із настановної (маршової) або зварювальною швидкістю і для
нахилу планшайби на кут від 90 до 135 градусів із настановною швидкістю.
У цьому випадку двохосьові кантувачі називають позиціонерами, а
двохосьові обертачі – універсальними обертачами.
Вертикальні обертачі (кантувачі)
Обертачи призначені для обертання циліндричних виробів зі зварювальною
швидкістю при автоматичному зварюванні. Загальний вигляд одностоякового
обертача з вертикальною віссю обертання представлений на рис. 1.
Рис. 1. Загальний вигляд обертача з вертикальною віссю обертання
планшайби.
Виріб під час зварювання закріплюється на планшайбі за допомогою
фіксуючих пристроїв. Розташування і фіксація пристроїв на поверхні
планшайби здійснюється за допомогою Т – подібних пазів, в яких
кріпляться голівки болтів. Встановлення виробу на планшайбу і зняття
його після зварювання виконується вручну.
Конструкція обертачів з вертикальною віссю обертання планшайби
представлена на рис. 2. Вони складаються із корпуса 1, планшайби 2 та
механізму обертання, змонтованого в корпусі. Планшайба приводиться в
обертання електродвигуном постійного струму 3 через циліндричні 4 і
черв’ячну 5 передачі. Швидкість обертання планшайби плавно регулюється
шляхом зміни числа обертів електродвигуна за допомогою потенціометра.
Рис. 2. Вертикальні обертачі вантажопідйомністю 2.5, 5.0, 20 та 40 кН.
а – загальний вигляд обертачів ВВ-0,25 та ВВ-0,5;
б – загальний вигляд обертачів ВВ-2 та ВВ-4;
в – кінематична схема обертача ВВ-0,25;
г – кінематична схема обертача ВВ-0,5;
д – кінематична схема обертача ВВ-2;
е – кінематична схема обертача ВВ-4.
Планшайба обертачів ВВ – 0,25 і ВВ -0,5 може нахилятися на кут 45
градусів.
У нахиленому положенні планшайба закріплюється важелями або болтами. У
обертачів ВВ – 2 і ВВ – 4 планшайба нахилу не має.
Горизонтальні обертачі (кантувачі)
Такі кантувачі використовуються для порівняно невеликих по довжині і
досить компактних зварних виробів зі швами, які можна встановити у
потрібне положення обертанням тільки навколо однієї (горизонтальної)
вісі.
Конструкція одностоякового обертача (кантувача) з горизонтальною віссю
обертання представлена на рис.3.
Рис. 3. Горизонтальний одностояковий обертач
1 – корпус обертача з механізмом привода;
2 – планшайба;
3 – кріпильні пристрої;
Обертач складається з корпуса 1, у якому закріплений шпиндель. На
консольному хвостовику шпинделя закріплена планшайба з пристосуваннями
для кріплення виробу, що зварюється. Шпиндель приводиться в обертання
двигуном через однозаходний черв’ячний редуктор і зубчасту пару, ведений
вінець якої прикріплений до планшайби.
Істотними перевагами одностоякових кантувачів є їхня простота і
надійність, зокрема, простота конструкції приводного механізму. У таких
кантувачах швидкість обертання планшайби не регулюється і вибирається в
межах від 4 до 8 об/хв.
Універсальні обертачі
В універсальних обертачах планшайба кріпиться в опорній стійці на
поворотних цапфах, що дає можливість плавно змінювати кут нахилу
планшайби стосовно горизонту.
На рис. 6.4. представлено конструкцію універсального обертача.
Рис. 4. Універсальний обертач
1 – корпус (опорна стійка);
2 – планшайба;
3 – механізм приводу планшайби;
4 – механізм нахилу планшайби;
5 – обертова цапфа нахилу планшайби;
6 – зубчастий сектор.
Нахил планшайби здійснюється за допомогою окремого механізму, що
приводить у рух зубчастий сектор. Кут нахилу планшайби може плавно
змінюватися від 0 до 120 градусів (рис.5.)
Рис.5. Зміна кута нахилу планшайби.
Останнім часом широке поширення одержали конструкції обертачів,
скомпоновані з уніфікованих вузлів. Так, наприклад, на уніфікованому
механізмі привода планшайби компонується гама устаткування, що
представляє собою модельний ряд одностоякових обертачів-кантувачів.
На рис.6. зображений загальний вигляд приводу обертання планшайби, що
складається з електродвигуна, редуктора і опорних обертових цапф..
Рис.6. Загальний вигляд привода обертання планшайби обертача.
Привод змонтований на поворотних цапфах, що забезпечують нахил
планшайби. При використанні приводу на універсальному обертачі
необхідно встановлення додаткового механізму нахилу планшайби.
На рис.7 – 10. представлені приклади устаткування, які скомпоновані з
уніфікованих вузлів.
Обертач з фіксованою віссю обертання показаний на рис. 7.
Рис.7. Обертач з фіксованою вертикальною віссю обертання.
Вісь обертача може бути нахилена на кут ± 45 градусів відносно горизонту
і закріплена (рис.8.).
Рис.8. Обертач із нахиленою фіксованою віссю обертання планшайби.
На рис.9. представлений загальний вигляд обертача із фіксованою
горизонтальною віссю обертання планшайби, складеного з уніфікованих
вузлів.
б)
Рис.9. Загальний вигляд горизонтального обертача.
а) вигляд спереду; б) вигляд ззаду.
На вигляді ззаду добре видно базовий уніфікований механізм привода
обертання планшайби.
На рис.10. представлений загальний вигляд універсального обертача,
скомпонованого із уніфікованих вузлів.
Рис.10. Універсальний обертач.
а) загальний вигляд; б) вид знизу.
Як видно з рисунка, на обертачі встановлений уніфікований привод
обертання планшайби і, крім того, змонтований привод нахилу планшайби,
що складається з черв’ячного редуктора, циліндричної шестерні і
зубчастого сектора. Такий обертач дозволяє розташовувати виріб під час
зварювання під будь-яким кутом до горизонту, а також обертати виріб зі
зварювальною швидкістю.
Розрахунок одностоякових кантувачів-обертачів
с фіксованою віссю обертання.
Зварювальні обертачі призначені для обертання виробу, що зварюється, зі
зварювальною швидкістю навколо постійної осі обертання. Можуть бути з
вертикальною віссю обертання, з горизонтальною віссю обертання, з
нахиленою віссю обертання.
Привод зварювального обертача значно складніше, ніж привод кантувача,
тому що обертач повинний забезпечувати великий діапазон регульованих
робочих швидкостей зварювання.
в)
Рис.11. Одностоякові центрові обертачі (кантувачі).
а – із вертикальною віссю; б – із горизонтальною віссю;
в – із нахиленою віссю.
Правила вибору моделі зварювального обертача:
Вибір моделі горизонтальних і вертикальних обертачів виконується по масі
виробів, що зварюються, і крутному моменту відносно вісі обертання.
Рис. 12. Силові фактори та геометричні параметри, що враховуються
при виборі обертача.
Параметри нахилених обертачів і одностоякових горизонтальних у випадку
значної довжини виробу, що зварюється (без підтримуючої опори),
визначаються по масі виробу, крутному моменту відносно вісі обертання, і
відносному перекидаючому моменту відносно опорної поверхні.
Н – відстань від центра тяжіння до найближчої точки перекидання.
Привод таких обертачів складається з циліндричної зубчастої (З.П.) і
черв’ячної (Ч.П.) передач. Кінематична схема представлена на рис.
Рис. 13. Кінематична схема приводу обертача.
Привод у таких обертачах здійснюється двигуном постійного струму, а
швидкість і напрямок обертання регулюється потенціометром і перемикачем.
Дуже часто для роботи з горизонтальним обертачем використовується друга
холоста опора або проміжна підтримуюча опора – люнет (рис ).
а)
1 – приводна опора;
2 – зварюваний виріб;
б)
1 – горизонтальний обертач;
2 – планшайба;
3 – виріб, що зварюється;
4 – проміжні опори.
Рис. 14. Варіанти використання горизонтальних обертачів із другою
холостою (а) та проміжними (б) опорами.
Розрахунок кантувачів (обертачів) і
з вертикальною віссю обертання
Потужність привода кантувача (обертача) і його міцність розраховуються
по діючим на нього зусиллям і моментам і обраній швидкості обертання.
Визначення цих зусиль і моментів виконується в залежності від заданого
навантаження, тобто від ваги і геометрії виробу, що зварюється.
Розрахункові зусилля визначаються також виходячи з кінематичної схеми
кантувача (обертача) і його приводного механізму.
У цьому випадку необхідно враховувати наявність підпірного підшипника на
якому встановлений шпиндель.
Рис. 15. Розрахункова схема одностоякового обертача
із вертикальною віссю.
Згинальний момент, що діє на шпиндель в опорі А, являє собою суму двох
моментів: від дії ваги виробу G на плечі e і від дії окружного зусилля
Q на зубчастому планшайби:
Радіальні реакції опор шпинделі також визначаються сумарною дією цих
сил.
;
; Мкр – крутний момент, переданий на привод кантувача. При
сталому обертанні на вертикальному обертачі крутний момент дорівнює
тільки моментові від сил тертя в підшипниках.
де: f и fуп – коефіцієнти тертя у підшипниках;
A, B и Ауп – реакції опор;
dA , dB и dуп – діаметри шпинделя (підшипників).
Осьова реакція підпірного підшипника дорівнює ваги всіх обертових частин
( виробу, кріпильних пристосувань, планшайби і шпинделя).
Еквівалентний розрахунковий момент в опорі А:
Тоді діаметр шпинделя в опорі А :
[?]доп для сталі 40Х приймають рівним 60 – 80 МПа.
У зв’язку з невизначеністю значення сили Q розрахунок ведемо методом
послідовних наближень.
Потужність електродвигуна:
[кВт]
;
n – частота обертання планшайби [ об/хв.] ;
V – швидкість зварювання, м/хв.;
DH – діаметр виробу, м ;
;
# h
j h
ao
% h
h
h
h
j h
g h
h
h
h
h
h
h
j h
jT’ h
# h
j3/4? h
h
h
# h
# h
# h
# h
h
@-@ @(@*@,@.@4@6@:@?@?@a@a@?A¦AfBhBiUAiU?F‘‚p‘^‘FO@O0 h
h
h
# h
# h
# h
h
j i h
j ss h
j?§ h
h
h
h
h
?
&
ao
&
N
+
h
h
h
h
j h
h
VAEVEVEVIVOVOeVUeV„W?W¦W¬WUWiaI3/4¤‘I3/4ia3/4‚reUrEr‚5 h
h
h
h
ao
\P\R\T\V\Z\`\d\j\p\ississ?A?A?A?A?A???…r??bUEb h
h
h
ao
h
h
h
h
h
xA?hV?F?F?F?F?A?” h
h
h
j h
h
h
h
h
h
” h
e’eEeIe6fif?f&g?gag
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
