Оборудование для укладки и кантовки свариваемых изделий

Если изделие подается на сварочную установку в собранном виде, то эта установка должна иметь устройства для укладки и фиксации изделий в удобном для сварки положении. В таких случаях могут быть применены универсальные или специализированные стенды. Однако эти стенды не обеспечивают кантовку и поворот изделий в процессе работы, что затрудняет сварку громоздких и тяжелых узлов, поэтому в состав сварочных установок входит специальное оборудование, а именно: кантователи, вращатели, роликовые стенды, манипуляторы и позиционеры.

Кантователи. Для кантовки изделий при сварке не всегда удобно пользоваться цеховыми кранами, так как может произойти разрушение сборочных прихваток или искривление элементов. Кроме того, сварщик теряет время на ожидание крана. Поэтому современные сварочные установки оборудуют разного рода кантователями. Кантователи представляют собой стационарные приспособления, в которых свариваемые элементы не только закрепляют, но и поворачивают вокруг горизонтальной или наклонной оси с целью установки их в удобное для сварки положение, а иногда и для перемещения во время сварки. Кантователи обеспечивают маршевое вращение изделия вокруг неизменно расположенной оси либо вокруг ряда осей, лежащих в одной плоскости. Кантователи имеют ручной или механический привод. В зависимости от типа поворотного устройства различают кантователи роликовые, цевочные, цапфовые (центровые) и цепные.

Роликовые кантователи (рис. 1,а) предназначены для сварки громоздких конструкций большой длины (балки, колонны, сосуды и др.). Изготовляемые конструкции закрепляют в сборочных кольцах, число которых определяется длиной изделия. Сборочное кольцо состоит из двух скрепляемых между собой половин. После установки изделия, одевания верхнего полукольца и его закрепления изделие фиксируется при помощи прижимов. Сборочные кольца покоятся на роликовых опорах, что позволяет поворачивать изделие вокруг оси колец на 360°. Роликовые опоры могут быть холостыми или приводными. В зависимости от габаритов, массы изделий и характера производства гнезда сборочных колец могут соответствовать определенным изделиям или быть универсальными, со сменными или настраиваемыми фиксаторами или прижимами.

Поскольку связь между роликовой опорой и сборочным кольцом осуществляется за счет трения, на роликовых кантователях свариваются в основном изделия, центр тяжести сечения которых совпадает с центром вращения.

Цевочные кантователи (рис. 1,б) характеризуются тем, что связь между ведущим роликом и сборочным кольцом осуществляется за счет цевок, которые крепятся к ободу кольца приспособления. Жесткая связь между цевками сборочного кольца и ведущей

звездочкой роликовой опоры позволяет кантовать изделия, центр тяжести сечения которых значительно удален от оси вращения. Цепные кантователи (рис. 1, в) применяют для сварки громоздких изделий большой длины. Они состоят из нескольких опорных стоек, в каждой из которых имеется провисающая бесконечная цепь. Перемещение цепи производится приводной звездочкой. При этом изделие поворачивается по цепи на любой угол. Иногда цепи заменяют ремнями или другими гибкими элементами.

Рис. 1. Схемы кантователей:
а - роликовый, б - цевочный, в - цепной, г - цапфовый, д - рычажный

Цапфовые кантователи (рис. 1, г) применяют, главным образом, для кантовки на 360° сравнительно коротких и жестких изделий различной конфигурации. Их снабжают специализированными столами, кондукторами и устройствами для фиксации деталей в различных положениях. Применяют двустоечные и одностоечные кантователи различных назначений с переменным расстоянием между стойками и с переменной высотой центров. Поворот изделия может выполняться механическим или ручным приводом.

Рычажные кантователи (рис. 1, д) предназначены для поворота плоскостных и рамных конструкций на угол до 180°.

Рычажные кантователи с телескопическими домкратами позволяют поворачивать стол с закрепленным на нем изделием вокруг горизонтальной оси на угол до 90°. На рис. 2 показан такой кантователь с двумя рабочими столами 1 и 3, каждый из которых под действием гидродомкратов 4 может поворачиваться на угол до 90°. Рабочие столы расположены на общей самоходной платформе 2, которая перемещается по рельсовому пути.

Вращатели - это устройства для вращения свариваемого изделия с рабочей или с маршевой и рабочей скоростью вокруг оси, не изменяющей своего положения в пространстве. Различают вращатели с вертикальной, наклонной или горизонтальной осью вращения. Схема двустоечного вращателя с горизонтальной осью вращения показана на рис. 3. Он содержит переднюю ведущую бабку 1 с планшайбой 2 для крепления изделия. При сварке изделий большой длины последние фиксируются в роликоопоре 3 или в планшайбе 4 задней бабки 6.

Рис. 2. Схема рычажного кантователя: 1, 3 - рабочие столы, 2 - платформа, 4 - гидродомкрат

Рис. 3. Схема двустоечного вращателя:
1 - передняя бабка, 2, 4 - планшайбы, 3 - роликоопоры, 5 - выдвижная пиноль, 6 - задняя бабка, 7 - фиксатор

 В универсальных вращателях этого типа конструкция планшайбы и шпинделей передней и задней бабок предусматривают возможность установки различных фиксаторов и зажимов. Кроме того, задняя бабка может снабжаться выдвижной пинолью 5. Для сварки изделий разной длины задняя бабка выполнена передвижной и снабжена фиксатором 7. Вращатели с вертикальной или наклонной осями вращения содержат, как правило, одну приводную планшайбу.

Вращатели снабжены механическим приводом. Скорость вращения планшайбы определяет скорость сварки шва определенного диаметра. Поэтому вращатели так же, как и ходовые механизмы сварочных аппаратов, должны обеспечивать возможность настройки этой скорости. Вращатели снабжают контактирующими устройствами для подвода сварочного напряжения к вращающемуся изделию, так как подвод напряжения через подшипники и другие сочленения приводит к значительным потерям напряжения и выходу из строя этих элементов. На рис. 4 показана схема скользящего токоподвода к передней бабке вращателя. К бронзовому

Рис. 4. Схема скользящего токоподвода;
1 - пружина, 2 - провод, 3 - рычаг, 4 - щетка, 5 - наконечник, 6 - кольцо

кольцу 6, жестко прикрепленному к планшайбе, пружиной 1 прижимаются рычаги 3 со щетками 4, соединенными с наконечником 5 сварочного провода 2. Щетки выполнены, как правило, из спрессованной медной сетки.

«Типажом механического сварочного оборудования» предусмотрено серийное изготовление вращателя с горизонтальной осью вращения для сварки изделий массой от 125 до 12 500 кг, с высотой центров вращателя от 630 до 1600 мм и вращателей с вертикальной осью вращения для изделий массой от 125 до 8000 кг, с высотой поверхности планшайбы от основания вращателя в пределах от 630 до 1000 мм.

Роликовые стенды или, иначе, роликовые вращатели или роликовые постели предназначены для поворота и установки изделия в удобное для сварки положение и для вращения изделия с рабочей скоростью. Вращение изделия (рис. 5) производится приводными, обычно обрезиненными роликами, сцепленными с изделием. Существенное преимущество роликовых стендов в том, что скорость вращения изделия, независимо от его диаметра, равна окружной скорости вращения роликов. Обычный роликовый стенд состоит из системы холостых и приводных роликоопор, смонтированных на общей фундаментной плите.

На первой схеме (рис. 5) стенд имеет два ряда роликов, из которых один ведущий, а другой - холостой. Ведущие ролики имеют резиновые бандажи для лучшего сцепления с изделием и равномерного распределения массы изделия на все ролики. На второй схеме представлен роликовый стенд для вращения изделия с эксцентрично расположенными массами. Все ролики этого стенда

Рис. 5. Типовые схемы роликовых стендов

приводные и имеют резиновые бандажи. Сила сцепления в этом стенде вдвое больше, чем в стенде, приведенном на первой схеме. На третьей схеме представлен роликовый стенд, применяемый для вращения конических или ступенчатых изделий сравнительно небольшой длины. Он имеет только два приводных ролика, расположенных в одной поперечной плоскости, остальные ролики - холостые.

Расстояние между роликовыми опорами выбирается в зависимости от диаметра свариваемых изделий таким образом, чтобы центральный угол 2се находился в пределах 50 - 110°. Меньший угол вызовет сползание изделия со стенда, больший - заклинивание изделия.

Если на одном стенде необходимо сваривать изделия, диаметр которых изменяется в большом диапазоне, применяются передвижные или перекидные роликовые опоры (рис. 6).

Несущая способность роликовых стендов, т.е. наибольший вес вращаемого изделия, определяется допустимой нагрузкой на каждый ролик, числом несущих роликов и мощностью привода вращения. Типаж механического сварочного оборудования предусматривает выпуск одинарных роликовых опор с наибольшей допустимой радиальной нагрузкой, равной 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 кГ и перекидных роликовых опор с нагрузкой 500 - 4000 кГ.

Рис. 6. Колонны и тележки для крепления сварочных автоматов:
а, 6 - консольные, в - портальная;
1 - сварочная головка, 2 - выдвижная консоль, а - вертикальная штанга, 4 - гильза с суппортом, 5 - верхний рельс, 6 - портал, 7 - нижний рельс, 8 - тележка. 9 - поворотное основание колонны, 10 - влита, И - перекидная роликоопора

Роликовые стенды бывают стационарные и передвижные, горизонтальные или наклоняющиеся. Передвижные роликовые стенды (см. рис. 61) снабжены ходовой частью для передвижения по рельсовому пути.

Для подвода сварочного напряжения к вращающемуся изделию служат скользящие токоподводы или другие приспособления. На рис. 7 показан вращающийся токоподвод, состоящий из двух полумуфт. Одна из них прикрепляется к изделию при помощи болтового зажима 1, вторая связана со сварочным проводом 3, Полумуфты прижимаются друг к другу цилиндрической пружиной 2.

Роликовые стенды применяются не только для сварки, но и для сборки.

Манипуляторы и позиционеры. Манипуляторами называют универсальные (обычно стационарные) приспособления, предназначен -

Рис. 7. Вращающийся токоподвод:
1 - зажим изделия, 2 - пружина, 3 - подвод провода

вые для вращения изделия вокруг оси, занимающей различные положения в пространстве. Различают установочные и сварочные манипуляторы. Установочные манипуляторы или позиционеры служат как для закрепления изделия, так и для установки в удобное для сварки положение. Все позиционеры сходны по конструкции. Они имеют две или три взаимно перпендикулярные оси, вокруг которых планшайба с изделием может поворачиваться или наклоняться

Рис. 8. Схемы настройки позиционеров

(рис. 8). Стол позиционера вращается и наклоняется при помощи ручного или электрического привода; он имеет только маршевую скорость перемещения. Позиционеры для изделий массой более 1, - 5 т обычно имеют электрический привод.

Сварочные манипуляторы (рис. 9) предназначены не только для установки изделия в различные положения, но и для вращения его с рабочей скоростью. Универсальный сварочный манипулятор состоит из основной станины 1, подвижной станины 2, планшайбы 3, механизма 4 поворота планшайбы, механизма 5 наклона планшайбы и привода подъема планшайбы вместе с подвижной станиной. Станина имеет опорные лапы 6; обеспечивающие устойчивость манипулятора с изделием в различных положениях. Управление приводами механизмов поворота, наклона и подъема планшайбы размещено в пульте управления.

В планшайбе имеются пазы для крепления изделия или сборочно - сварочного приспособления. Приспособление может также устанавливаться и вместо планшайбы.

В манипуляторе, показанном на рис. 9, все движения механизированы; в других конструкциях наклон и подъем стола могут осуществляться вручную. В некоторых из них может отсутствовать механизм подъема стола. Эксплуатационные характеристики манипулятора

Рис. 9. Универсальный сварочный манипулятор:
1 - основная станина, 2 - подвижная станина, 3 - планшайба, 4 - механизм поворота планшайбы, 5 - механизм наклона планшайбы, 6 - опорные лапы

Рис. 10. Допускаемые нагрузки на сварочные манипуляторы:

а - в зависимости от положения центра тяжести изделия относительно осей X и У, б - в зависимости от угла наклона планшайбы

 определяются его грузоподъемностью при горизонтальном положении планшайбы, наибольшими габаритами изделия, моментом на оси вращения планшайбы и на оси ее наклона и числом степеней свободы ее перемещения. Как видно из рис. 10, а, с удалением центра тяжести от поверхности планшайбы (по оси X) или с удалением центра тяжести от оси вращения (по оси У) допускаемый вес Р изделия уменьшается. Также уменьшается допускаемый вес изделия при наклоне планшайбы манипулятора (рис. 10,6). Манипуляторы бывают универсальными и специализированными. Универсальные манипуляторы имеют, как правило, широкий диапазон регулирования оборотов планшайбы, так как скорость сварки зависит не только от этих оборотов, но и от диаметра изделия. Типаж механического оборудования» предусматривает выпуск манипуляторов грузоподъемностью 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 кГс 25 - кратным диапазоном регулирования скорости вращения. Момент на оси вращения планшайбы изменяется от 6,3 до 3150 кГ·м, а момент относительно опорной плоскости планшайбы от 10 до 6300 кГ·м. Высота от уровня пола до оси вращения планшайбы при вертикальном ее положении может равняться для разных типов манипуляторов 630, 800, 1000,1250 и 1600 мм.