Выбор сборочно-сварочного оборудования

Р₂ – усилия развиваемые винтовыми прижимами

Рисунок 10 – Схема закрепления при  сборке ребра жесткости со швеллером  длиной 2000 мм.

Рисунок 11 – Эскиз детали, получаемой на второй технологической операции

    3. Третья технологическая операция  – это окончательная сборка  узла переходного мостика (рисунок  1). На данной технологической  операции необходимо к имеющемуся  узлу (рисунок 11) приварить швеллера  длинной 707 мм, которые представлены  на рисунке 3. Финальная технологическая  операция также осуществляется  в несколько этапов. На первом  проводятся мероприятия по подготовке  деталей к сварке. На втором  – детали и узел закрепляются  согласно схеме закрепления, представленной на рисунке 12. После производится прихватка деталей. Прихватки, соответственно, протяженностью 20 – 30 мм также ставятся через каждые 200 – 250 мм будущего сварного соединения. На третьем этапе – осуществляется контроль качестве сборке изделия целиком. На четвертом предпоследнем этапе осуществляется обварка сварных швов по ГОСТ 11534-75-У1. Общий вид соединения представлен на рисунке 6, геометрические параметры приведены в таблице 3. На пятом и последнем этапе осуществляется контроль качества полученных сварных соединений. 
 
 
 
 

Р₃ – усилия развиваемые винтовыми прижимами

Рисунок 12 – Схема закрепления при сборке узла переходного мостика 

    4 Выбор приспособлений для сборки  и сварки

    На  основании приведенных принципиальных схем закрепления, и исходя из последовательности сборки и сварки данной конструкции, а так же способа сварки, типа производства и требований, которые  предъявляются к сварочным швам конструкции выбираем следующие  приспособления для сворки и сварки :

    1. Универсальное сборочно-сварочное поле [6] . Универсальное сборочно-сварочное поле формируется из универсальных сборочно-сварочных плит. Сборочная плита предназначена для сборки под сварку, то есть для работ по обеспечению удобного взаимного расположения подлежащих сварке деталей и закреплению их друг с другом с помощью специальных приспособлений. Сборочно-сварочная плита представляет собой      опорное      приспособление    горизонтального   расположения.

Металлическая сборочная плита имеет пазы, позволяющие использовать это универсальное приспособление для сборки и последующей сварки изделий самого широкого профиля и различных размеров. Пример формирования сборочно-сварочного поля представлен на рисунке 13.  

1 - зажим, 2 - плита, 3 - упор, 4 - свариваемое изделие

Рисунок 13 - Универсальные сборочно-сварочные стенды из нормализованных элементов 

    Для закрепления детали при сборке и  сварке узла переходного мостика  главной палубы судна «Химовоз»  предлагается использовать стандартные  прижимы и упоры, которые входят в комплектность сварочной плиты. Однако для ряда операций могут понадобится и прижимы, которые не входят в комплектацию сварочной плиты. К таким можно отнести струбцины различной конфигурации [7], которые представлены на рисунке 14. 

      
 

1 – ручка, 2 – винт, 3 – гайка, 4 – пята, 5 – корпус, 6 – упор,                          7 – штырь, 8 – талреп

Рисунок 14 – Ручные струбцины различной  конфигурации

 

    2. Источник питания для ручной дуговой сварки [8]. В качестве источников питания при ручной дуговой сварке чаще всего используют сварочные инверторы, в основе работы которых лежит метод высокочастотного преобразования электрической энергии.  Данные источники питания выпускаются широким сортаментом и служат для различных целей. Используя сварочные инверторы можно осуществлять сварку средне- и низкоуглеродистых сталей на различных номинальных токах в пределах от 20 до 350 А. На рисунках 15 – 18 представлен ряд сварочных инверторов различной конфигурации, комплектности и назначения. Для данного варианта в качестве источника питания выбираем ВДИ-306, который представлен на рисунке 18. Технические данные ВДИ-306 приведены в таблице 5.

 

Рисунок 15 – Универсальный сварочный инвертор для ручной дуговой сварки постоянным и переменным током, покрытым или не плавящимся электродом 

 

Рисунок 16 – Источники питания серии Master Tig  для ручной дуговой сварки сварки на переменном и постоянном токах

Рисунок 17 – Сварочный инвертор ARC 160 для ручной дуговой сварки плавящимся электродом 

 

Рисунок 18 – ВДИ-306 для ручной дуговой  сварки плавящимся электродом на постоянном токе 

Таблица 5 – Технические данные ВДИ-306 с  цифровым индикатором

 

    3. Электрододержатель [9]. Поскольку электрододержатели не входят в комплектность источников питания для ручной дуговой сварки то иго необходимо выбрать. Он предназначен для крепления электрода, подвода к нему сварочного тока и манипулирования электродом при сварке. Электрододержатель должен быть по возможности легким, обеспечивать хороший электрический контакт, позволять вести работу без приложения сварщиком длительного усилия. Кроме того, электрододержатель должен обеспечивать надежное крепление электрода в различных положениях, чтобы исключить возможность изгиба последнего при сварке в труднодоступных местах. Электрододержатели различаются по способу крепления электрода. Наибольшее распространение получили электрододержатели вилочные и пластинчатые. Они просты в изготовлении, имеют небольшую массу и позволяют быстро менять и устанавливать электрод под разными углами. Наряду с универсальными разработано много специализированных электрододержателей, предназначенных для сварки определенных швов или изделий. На рисунках 18 – 20 представлены электрододержатели разных конфигураций.

Рисунок 18 – электрододержатели PRIMA 

Рисунок 18 – электрододержатели OPTIMUS 

Рисунок 18 – электрододержатель ESAB 

     5 Расчет  усилий прижимов приспособлений

     Обеспечение необходимых условий для сборки и сварки конструкции достигается за счет усилий зажимных (фиксирующих) приспособлений. Исходя из приведённых выше принципиальных схем закрепления (рисунки 8, 10 и 12) предлагается выбрать в качестве зажимных приспособлений винтовые прижимы, которые входят в комплект универсальной сборочно-сварочной плиты. Соответственно силы Р₁, Р₂  и Р₃, показанные на принципиальных схемах закрепления (рисунки 8, 10 и 12), являются силами, развиваемыми винтовыми прижимами.

     Силы Р₁, Р₂, и Р₃ рассчитываются по формуле [11]:

     ,                                                (1)

где – сила, развиваемая прижимом, Н;

     – давление  на рукоятку винтового прижима, Па;

     – площадь распространения давления, м².

      Минимальное значение принимаем равной 2 Па, поскольку усилие к рукояти винтового прижима прикладывается человеком и приложение данного по величине усилия не будет проблематичным и не будет связано со значительными мышечными напряжениями. За площадь распределения силы принимаем 0,008 м² . Тогда минимальная величина усилий, развиваемых прижимами, будет равна:  

     За  максимальное значение принимаем 8 Па, поскольку приложение большего усилия будет связано со значительными мышечными напряжениями и проблематично для человека. Тогда максимальная величина усилий, развиваемых прижимами, будет равна: 
 

      Поскольку максимальное усилие, развиваемое винтовым прижимом, равно 1000 Н, а минимальное – 250 Н, то следовательно величина усилий Р₁, Р₂ и Р₃ не должны быть меньше 250 Н. Максимальные же значения усилий Р₁, Р₂ и Р₃ будут различны и будут определяться, как габаритами и геометрическими особенностями конструкции прижимаемых деталей, так и механическими свойствами материала, из которого изготовлены прижимаемые детали и  сами фиксирующие устройства.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Список  использованных источников

     1 Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин. -  М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

     2 ГОСТ 8240-72. Швеллера стальные горячекатанные. Сортамент. Введ. 01-01-1973.- М: Издательство стандартов, 1973.

     3 ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Введ. 01-01-1997.-М: Издательство стандартов, 1997.

     4 ГОСТ 11534-75. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под тупыми и острыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Взамен ГОСТ 11534-65. Введ. 01-07-77. - М: Издательство стандартов, 1977.

     5 ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Взамен ГОСТ 5264-69. Введ. 01-07-87. - М: Издательство стандартов, 1987.

     6 Портал о сварке//WELDING.SU : Сборочные и сварочные стенды. 2005. URL: http://www.welding.su/articles/additional/additional_284.html (дата обращения: 18.05.2010).

     7 Сварка. Технология и оборудование//SVAROG.IN.UA : Сварка. Технология и оборудование. 2007. URL: http://svarog.in.ua/ (дата обращения: 9.05.2010).

     8 Сварочное оборудование. Все для сварки//SPECELEKTROMAS.RU: Каталог продукции. 2006. URL: http://www.specelektromash.ru/catalogue (дата обращения: 12.05. 2010)

     9 Инструменты сварщика//GAZSS.RU: Каталог продукции. 2008. URL: http://www.gazss.ru/c-p-esab_instr_svar_1.htm (дата обращения 12.05.2010)

     10 Прох, Л. Ц. Справочник по сварочному оборудованию / Л.Ц. Прох. – М.: Техника, 1982. - 207 с. 

      11 Рыморов, Е. В. Новые сварочные приспособления / Е. В. Рыморов. – Л.: Стройиздат,. Ленингр. отд-ие, 1988. - 125 с., ил.

     12 РД КнАГТУ 013-09. "Руководящий нормативный документ". РД КнАГТУ 01.10.-96. Введ. 01.10.09.