Сборочные и сварочные стенды

Сборочные стенды представляют собой конструкции с базовой поверхностью, на которой производится сборка и сварка изделий. При ручной сварке часто применяют универсальные сборочно - сварочные плиты с пазами для различных крепежных устройств или

Рис. 1. Стеллаж для сборки и сварки

Рис. 2. Схема универсального стенда для сварки балок:
1 - опора, 5 - стойка, 3 - сварочный трактор

стеллажи (рис. 1). Различные балки собирают и сваривают на козлах такого стеллажа, установленных на небольшом расстоянии друг от друга по всей длине, или на универсальном стенде, показанном на рис. 2, состоящем из ряда неподвижных стоек 2, к которым крепятся, в зависимости от конфигурации балки, сменные опоры 1.

Перечисленные стенды относятся к беззажимным приспособлениям. К ним относятся столы для сварки сравнительно мелких деталей (см. рис. 1). Стенд или стол подключаются, как правило, к источнику питания дуги и обеспечивают подвод тока к свариваемому изделию.

Универсальное приспособление для сварки рамных конструкций (рис. 3) содержит ряд плит 2 с пазами, в которые в зависимости от конфигурации свариваемого изделия 4 крепятся различные упоры 3, фиксаторы и зажимы 1. Такие стенды снабжают набором универсально - наладочных приспособлений, которые могут фиксироваться в различных сочетаниях в Т - образных пазах базовых плит. Для сборки и сварки аналогичных конструкций могут также применяться специализированные стенды для определенных изделий. Они снабжены плитой, на которой укреплен ряд постоянных фиксаторов, определяющих взаимное положение собираемых под сварку деталей.

Весьма прогрессивными являются стенды и приспособления, в которых совмещены операции сборки и сварки. Такие приспособления бывают стационарными, передвижными и накладными.

Рис. 3. Универсальные сборочно - сварочные стенды из нормализованных элементов:
1 - зажим, 2 - плита, 3 - упор, 4 - свариваемое изделие

На рис. 4 показано универсальное сборочно - сварочное приспособление для сварки мелких узлов из профильного проката. Приспособление состоит из платформы 1, на которой размещены две поворотные струбцины 2; положение струбцин фиксируется винтами 4. Свариваемые детали зажимаются призмами 3. Поворачивая струбцины на разный угол, можно собирать и сваривать детали в различных сочетаниях.

Примером универсальных стендов для сборки и сварки плоских листовых конструкций могут служить электромагнитные стенды. Такой стенд представляет собой плоскую или лекальную постель со встроенными электромагнитами, между которыми расположены флюсомедная или флюсовая подушки с пневматическим прижимом.

Рис. 4. Универсальное приспособление для сварки мелких узлов:
1 - платформа, 2 - струбцина, 3 - призма, 4 - винт - фиксатор

Электромагниты, расположенные вдоль шва (см. рис. 2,6), плотно притягивают кромки стыкуемых листов к сборочному стенду и воспринимают усилие от давления флюсовой подушки. Расположение магнитов и флюсоподушек определяется раскроем листов и их количеством в секции. Электромагнитный стенд позволяет: фиксировать собираемые листы для обеспечения параллельности свариваемых кромок; удерживать листы от деформаций при сварке; предотвращать протекание жидкого металла и формировать обратный валик с помощью флюсовых или флюсомедных подушек.

Рис. 5. Схема сборочно - сварочного кондуктора для сварки трактором балок двутаврового сечения:
1 - неподвижная опора, 2 - передвижная опора, 3 - сварочный трактор, 4 - опора стенки балки

На рис. 5 приведена схема кондуктора с винтовыми зажимами, который применяют для сборки элементов двутаврового сечения высотой от 400 до 1800 мм. Сварка элементов осуществляется сварочным трактором.

Механизированная сварка чаще всего выполняется в сборочно - сварочных или сварочных кондукторах. В этих приспособлениях элементы кондуктора не мешают движению сварочного автомата; сам кондуктор может наклоняться, придавая шву положение, удобное для автоматической сварки.

Стенды, кондукторы и другие приспособления состоят из деталей и устройств, предназначенных для базирования свариваемых деталей и прижатия их к базовым поверхностям, а также из несущих конструкций. Кроме того, в состав стендов и приспособлений входят устройства для удерживания ванны расплавленного металла и флюса в зоне сварки, для формирования шва и т. д.

Фиксаторы - элементы, определяющие положение свариваемых деталей относительно всего приспособления. К фиксаторам (рис. 6) относятся: упоры (постоянные, съемные, откидные), установочные пальцы и штыри (постоянные, съемные), призмы (жесткие и регулируемые) и шаблоны.

Съемные упоры применяются в настраиваемых по типу деталей приспособлениях или при сварке деталей, съем которых невозможен из - за упоров. В последнем случае предпочтение заслуживают откидные быстродействующие упоры.

Рис. 6. Фиксаторы:
а - карман б - упор жесткий, в - упор съемный, г - упор откидной, д - палец жесткий, е - палец откидной, ж - призма регулируемая, и - шаблон

Как правило, упоры служат и опорными базами, а в некоторых случаях могут служить одновременно шаблонами для приварки сопряженных деталей. Они могут быть силовыми (ограничивающими) и направляющими (ненагруженными).

Фиксаторы в виде пальцев или штырей обеспечивают точную установку деталей и применяются в деталях с обработанными поверхностями. Призмы, регулируемые и нерегулируемые, применяют для сварки труб, профилей и т. п.

Шаблоны предназначены для фиксирования устанавливаемых при сборке деталей по сопрягаемым деталям узла или по каким - либо опорным контурам изделия. В этом случае само изделие является несущим элементом приспособления.

Прижимы - элементы приспособлений, обеспечивающие прижим деталей друг к другу, к фиксаторам или несущим поверхностям приспособлений. Прижимы бывают механические, пневматические, гидравлические и магнитные. Некоторые типы прижимов были рассмотрены ранее.

Механические прижимы конструктивно просты и поэтому наиболее распространены. Клиновые прижимы (см. рис. 1) используют для сжатия собираемых элементов, для выравнивания кромок и установки деталей при сборке. Усилие, развиваемое клиновым прижимом, зависит от усилия вколачивания клина и угла его скоса. Изменяя угол скоca, можно получить очень большие Рис. 7.

Рис. 7 Схема эксцентрикового прижима

Эксцентриковые прижимы (рис. 7) действуют аналогично клиновым. Их применяют для зажатия деталей в приспособлениях. Необходимым условием работоспособности клинового или эксцентрикового прижима является его самоторможение. Условие самоторможения эксцентрика в любом его положении выражается зависимостью 2е/D ≤ f, где D - диаметр, е - эксцентриситет, и  f - коэффициент трения между эксцентриком и прижимаемой деталью (0,1 - 0,15). Таким образом, для самотормозящего эксцентрика е≤0,075D, а с учетом трения в подшипниках цапф е ≤ 0,05D.

Рис. 8. Винтовые прижимы: а - фиксированный, 6 - откидной, в - поворотный

Винтовые прижимы наиболее универсальны и их применяют в самых различных сочетаниях. Фиксированный прижим (рис. 8, о) снабжен кронштейном, неподвижно прикрепленным к приспособлению. Винтовой прижим может быть откидным (рис. 8,6) или поворотным (рис. 8, в) для удобства установки и снятия свариваемых деталей. Для предохранения поверхности зажимаемой детали и увеличения площади соприкосновения концы винтов снабжены самоустанавливающимися башмаками. Винтовые прижимы применяют в основном в ручных приспособлениях.

Пружинные прижимы применяют для зажатия небольших тонких деталей. Их основные достоинства заключаются в быстроте действия и упругом характере приложения нагрузки, что позволяет компенсировать тепловые деформации. На рис. 9 показан прижим, содержащий упор 1, стакан 5 и спиральную пружину 2. Предварительное сжатие пружины позволяет сразу же после нажатия на деталь получить необходимое сжимающее усилие.

Рис. 9. Пружинный прижим:
1 - упор, 2 - пружина, 3 - неподвижный стакан

Рис. 10. Рычажный прижим

Наряду с перечисленными механическими прижимами, применяют комбинированные приспособления (винт с клином, винт с пружиной и т. д.). Наибольшее распространение получили разнообразные приспособления с передачей прижимного усилия через рычаг.

Рычажные прижимы представляют собой рычаги 1 - го или 2 - го рода или их комбинацию и используются как усилители приводов зажима. Пример, такого зажима показан на рис. 10. Он состоит из стойки 1, на оси 2 которой имеется ведущий рычаг 3 и промежуточное звено 4, действующие на силовой рычаг 5. Прижим детали осуществляется упором 6. Как правило, такие прижимы имеют регулируемые или упругие звенья, позволяющие крепить детали различных толщин. Весьма перспективными являются рычажно - винтовые, рычажно - эксцентриковые и другие комбинированные приспособления.

Пневматические прижимы имеют преимущества перед механическими: быстрота действия, возможность управления несколькими зажимами с одного места, различное положение в пространстве и т.д. Особенно ценно то, что пневматический прижим обладает значительной упругостью, что компенсирует деформации свариваемых деталей.

Рабочими органами прижима могут быть пневмоцилиндры, пневмокамеры и пневмошланги. Пневмоцилиндры (рис. 11, а, б) осуществляют прижим деталей сжатым воздухом, воздействующим на поршень 3 и через поршень на шток 1. Шток может действовать непосредственно на детали или через рычаги. Пневмоцилиндры могут быть одностороннего действия (рис. 11,а), с возвратом штока в исходное положение под действием пружины 2; или двустороннего действия (рис. 11,6), когда сжатый воздух может подводиться в соответствующую полость цилиндра.

Недостатком пневмоцилиндров является быстрый износ уплотнений и громоздкость. В тех случаях, когда ход штока невелик, предпочтение заслуживают пневмокамеры (рис. 11,в), снабженные гибкой плотной резиновой диафрагмой 7, зажатой между крышкой 6 и корпусом 9 камеры. Сжатый воздух подается через отверстие в крышке камеры. Возврат штока производится пружиной 8.

Весьма эффективным многоточечным пневматическим прижимом, применяемым часто в сварочных приспособлениях, является шланговый (рис. 11, г). При подаче воздуха в шланг 5 последний воздействует на опорные поверхности клавишного 4 или рычажного прижима.

Пневмоприжимы подключаются, как правило, к цеховой сети сжатого воздуха через систему, предназначенную для распределения в заданной последовательности воздуха к исполнительным механизмам и для регулирования и контроля давления воздуха, поступающего в эти механизмы. На рис. 12 показана типовая схема питания пневмосистемы. Воздух через обратный клапан 1, вентиль 2, влагоотделитель 3, масленку 4 и клапан 5 поступает в цилиндр 6, В автоматизированных установках применяют электромагнитные клапаны, управляемые схемой станка (выключатель 7). Могут применяться также и ручные краны. Пневмоприжимы применяют, главным образом, в высокомеханизированных установках массового и крупносерийного производств.

Рис. 11. Схемы пневматических прижимов:
а, 6 цилиндры, в - камера, г - шланг;
1 - шток, 2 - возвратная пружина, 3 - поршень, 4 - клавишный толкатель, 5 - шланг, в - крышка, 7 - диафрагма, 8 - пружина, 9 - корпус

Рис. 12. Схема питания пневмоприжимов воздухом:
1 - обратный клапан, 2 - вентиль, 3 - влагоотделитель, 4 - масленка, 5 - клапан, 6 - пневмоцилиндр, 7 - выключатель

Гидравлические прижимы применяют в сборочно - сварочных приспособлениях довольно редко, главным образом, в тех приспособлениях, где требуются значительные усилия.