ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - часть 32

 

  Главная      Учебники - Разные     ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - 1989 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - часть 32

 

 

 

1

4. БАЛОЧНЫЕ И РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 91 ... 126) 

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 91... 126 

БАЛКИ 

Типы  поперечных  сечений  и  размеры  сварных  балок  весьма  разнообразны.  Если  нагрузка  прило-

жена в вертикальной плоскости, чаще всего используют балки двутаврового сечения. При приложении 

нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также при действии крутящего момента более 
целесообразно использование балок коробчатого сечения. 

Сборка и сварка двутавровых балок (листы 91 ... 93). 
 Обычно сварной двутавр состоит из трех ос-новых листовых элементов: стенки и двух полок. Сбор-

ка балки (лист 91, рис. 1) должна обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стен-
ки, прижатие их друг к другу и закрепление прихватками. При использовании сборочных кондукторов 

(рис. 2) это достигается соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки с после-
дующей постановкой прихваток. На  установках  с  самоходным  порталом  (рис. 3) зажатие  и  прихватку 

осуществляют последовательно от сечения к сечению. Для этого портал 1 подводят к месту начала сбор-
ки  (обычно  это  середина  балки),  включением  вертикальных  2  и  горизонтальных  3  пневмоприжимов 
прижимают лист стенки к стеллажу, а пояса к стенке балки и в собранном сечении ставят прихватки. 
Затем прижимы выключают, портал перемещают вдоль балки на шаг прихватки, и операция повторя-

ется. Наличие у портала вертикальных прижимов позволяет собирать балки значительной высоты Н, не 
опасаясь потери устойчивости стенки от усилий горизонтальных прижимов. На рис. 4 показан универ-
сальный сборочный кондуктор для сборки балок. 

Сборочное устройство с самоходным порталом показано на рис. 5. На жесткой раме 1 смонтирова-

ны две продольные балки 5 и 6, из которых одна балка 5 закреплена неподвижно, а другая 6 может пе-
ремещаться  поперек  рамы.  Настройка  такой  установки  на  определенную  высоту  собираемой  балки 
осуществляется  перемещением  продольной  балки  6  с  помощью  винтов  10,  приводимых  во  вращение 

электродвигателем 2 через редукторы 3 и 8 и вал 4. Сборочный портал состоит из ригеля 20 и ног 15 и 
24  и  имеет  два  неподвижных  пневматических  прижима  21  и  25  и  два  подвижных  прижима  17  и  19, 
установленных на тележках 16 и 18, закрепляемых винтами. Перемещение портала по рельсам 7 осуще-
ствляется с помощью приводных колес 13 от электродвигателя 22 через редуктор 23 и цепную передачу. 
Захваты  26  устраняют  опасность  подъема  портала  при  включении  вертикальных  прижимов.  Элемент 

стенки  укладывают  на  балки 5 и 6, полки — на  поддерживающие  винты 12, их  установке  помогают 
стойки 11. Сборщик садится на сиденье 14 и подводит портал к месту начала сборки. 

Вертикальными  прижимами  лист  вертикальной  стенки  прижимается  к  раме  установки,  горизон-

тальными прижимами к кромке вертикальной стенки прижимаются пояса, и в собранном сечении ста-

вят прихватки. Затем прижимы выключаются, портал пермещают на 500 ... 700 мм, и операция повто-
ряется. После окончания сборки портал отводят в крайнее положение и пневматическими толкателями 

9 собранную балку поднимают над рамой установки. 

При сборке балок большой высоты (например, при сборке элементов мостовых пролетных строений) 

может использоваться подобная сборочная установка, но с большим числом вертикальных пневматиче-

ских прижимов (лист 92,рис.6) . 

В  неподвижных  кондукторах  прихватки  обычно  ставят  только  с  одной  стороны  балки  (рис. 7, а). 

Сборочные поворотные кондукторы сложны, зато в них после поворота можно производить прихватку и 

с другой стороны (рис. 7,б,в). 

При  изготовлении  двутавровых  балок  основной  сварочной  операцией  является  выполнение  пояс-

ных  швов,  свариваемых  обычно  автоматами  под  слоем  флюса.  Приемы  и  последовательность  наложе-

ния    швов  могут  быть  различными.  Приемы  сварки  наклоненным  электродом  (рис. 8, а,  б)  позволяют 
одновременно сваривать два шва, однако имеется опасность возникнования подреза стенки или полки. 
Выполнение швов "в лодочку" (рис. 8, в) обеспечивает лучшие условия их формирования и проплавле-

ния,  но  поворачивать  изделие  приходится  после  сварки  каждого  шва.  Для  поворота  используют  пози-
ционеры и кантователи. 

В  некоторых  случаях  для  сварки  балок  удобны  кантователи  с  кольцами  (рис. 9). Собранная  балка 

укладывается на нижнюю часть 1 кольца, откидная часть 2 замыкается с помощью откидных болтов 3, 
и балка закрепляется системой зажимов 4. В том случае, если длина балки велика и необходимо предот-
вратить ее прогиб, можно между опорами расположить опорные разъемные кольца. На рис. 10 показан 
универсальный кантователь такого типа. 

Для  сварки  балок  малой  жесткости  используют  кантователь  (лист 93, рис. 11) с  жесткой  рамой  1, 

опирающейся на две неподвижные опоры 2 с помощью цапф 3. Цепной кантователь (рис. 12) состоит из 
нескольких фасонных рам 5, на каждой из которых смонтированы две цепные звездочки (холостая 1 и 
ведущая 4) и натяжная звездочка 6. Свариваемую балку 3 укладывают на провисающую цепь 2. Веду-

щие звездочки имеют общий приводной вал и обеспечивают поворот балки в требуемое положение. 

 2 

При сварке двутавровых балок значительной высоты иногда используют простейшие приспособле-

ния (рис. 13), являющиеся составной частью сборочного стеллажа. В рабочем положении балка 2 (рис. 
13,  а)  опирается на съемный  упор  5 и поддерживается  подставкой  1  с помощью  стойки  3 и  гнезда  4. 
Нерабочее положение устройства показано на рис. 13, б. Более целесообразны полуповоротные кондук-

торы (рис. 14)   с перекатными порталами для поджатия горизонтальных листов, обеспечивающие после 
сборки сварку двух поясных швов. При этом рама 1 кондуктора наклоняется на 45° в ту или иную сто-
рону  с  помощью  гидравлических  цилиндров 2. Однако  применение  таких  кондукторов  требует  допол-

нительных  приспособлений  и  транспортных  операций  для  сварки  "в  лодочку"  второй  пары  поясных 
швов. Поэтому при изготовлении балок мостов нашли применение повортные кондукторы для сборки и 
сварки балок длиной до 34,2 м и высотой от 1,6 до 3,8 м при ширине поясов до 1 м. Мост 2 (рис. 15, а) 
кондуктора поворачивается в подшипниках, а в средней части имеет поддерживающее кольцо, состоя-

щее из двух половин 8 (рис. 15, б) и 11, которое опирается на ролики 1 (рис. 15, а). Прижатие горизон-
тальных листов к вертикальному осуществляют передвижным порталом 5, имеющим боковые и вер-
тикальные 6 прижимы. Кроме того, положение листов фиксируется опорными элементами 3 и 10, при-
хватками и прижимами упоров 9. По завершении сборки портал уводят за пределы моста кондуктора, 

устанавливают верхнее полукольцо 8, наклоняют кондуктор и выполняют первый шов с помощью сва-
рочного трактора 7 (рис. 15, б). После выполнения второго шва- (рис. 15, в) кондуктор переводят в гори-
зонтальное положение (рис. 15, г), устанавливают поддерживающие балки 12, сдвигают опоры 3 и вы-
полняют третий и четвертый швы в положениях, показанных на рис. 15, д, е. 

Поточная линия изготовления двутавровых балок (лист 94). 
 Схема расположения оборудования при изготовлении сварных двутавровых балок в поточной ли-

нии показана на рис. 1. Если стенку двутавра приходится составлять по длине из двух листов, то на по-

зиции 1 осуществляют обрезку кромок и сварку их с одной стороны. Для этого оператор, управляя при-
водом роликового конвейера, располагает листы I и 2 (рис. 2, а) по обе стороны от упора 3, выдвигаемо-
го над поверхностью роликового конвейера пневмоцилиндром. Затем включением шлепперного устрой-
ства 4 оба листа сдвигаются до упора 5, упор 3 убирается ниже поверхности роликового конвейера, и 
самоходная  тележка  с  двумя  резаками,  перемещаясь  по  направляющим 6, одновременно  обрезает 

кромки листов 1 и 2. С помощью роликового конвейера листы устанавливают стыкуемыми кромками по 
оси флюсовой подушки, зажимают и сваривают автоматом под флюсом. Далее сваренную заготовку 1 
(рис. 2, б) подают роликовым конвейером до упора 2 и резаком по направляющим 3 обрезают под раз-
мер L по длине. Сваренную с одной стороны заготовку стенки кантователем 2 (рис. 1) передают с пово-

ротом на 180° на параллельный роликовый конвейер и сваривают стыковой шов с другой стороны. На 
позиции  4  осуществляют  правку  волнистости  в  многоваликовой  правильной  машине.  На  позиции 7 
ножницы  с  двумя  парами  дисковых  ножей  обрезают  продольные  кромки  под  размер  высоты  стенки. 

Подъемные столы 5 (рис. 1 и 2, в), с поперечным перемещением от ходовых винтов 1 (рис. 2, в), при-
поднимают заготовку стенки над роликами роликового конвейера (рис. 1 и 2, в), ориентируют ее и ус-
танавливают вдоль оси 

симметрии ножниц. Прямолинейность обрезаемых кромок обеспечивается захватом заднего конца 

заготовки пневмозажимом 4 (рис. 2, в), скользящим по направляющей 3. Такой же пневмозажим 2 за-
хватывает передний конец стенки на выходе из ножниц. Готовая стенка роликовым конвейером пода-
ется в питатель 11 (рис. 1) сборочного участка. 

Для  полок  используют  полосы  универсальной  стали  длиной,  равной  длине  свариваемой  балки.  По 

роликовому  конвейеру  8  их  подают  в  многовалковую  правильную  машину 9, затем  с  роликового  кон-
вейера 10 готовые полки в горизонтальном положении с помощью магнитных захватов, подвешенных к 

траверсе крана, подают в питатель 11. 

Сборочный  участок  имеет два последовательно расположенных рабочих  места:  питатель  11 и  сбо-

рочный стан 12. 

Задачей питателя является прием трех листовых элементов в горизонтальном положении, поворот 

полок на 90° и подача всех трех элементов в сборочный стан с помощью роликов 7, 2, 3, расположение 

которых  показано  на  рис. 3, а,  б.  Выдача  всех  трех  элементов  из  питателя  осуществляется  приводом 
опорных роликов и 3. 

Общая компоновка узлов питателя предусматривает два жестких суппорта, несущих правую и ле-

вую группы роликов; их взаимное перемещение (сближение или раздвижка) обеспечивает наладку пита-

теля на различную высоту собираемой балки. 

В  сборочном  стане  элементы  балки  принимаются  системой  роликов,  повторяющих  расположение 

роликов  питателя  (рис. 6, а),  привод  движения  обеспечивается  вращением  первой  пары  прижимных 
роликов 2. При опускании роликов 1 стенка балки ложится на магнитный стол 4 (рис. 6, б). Подъемники 
5  приподнимают  полки  над  роликами  3  (рис.  б,  д),  обеспечивая  симметрию  их  расположения  относи-
тельно  стенки.  Сборка  завершается  зажатием  элементов  по  всей  длине  гидроцилиндрами  роликов 2 и 
постановкой прихваток. После выключения магнитного стола и отхода прижимных роликов 2 ролики 

приподнимают  балку  6  (рис. 6, в),  и  она  выдается  из  стана  после  поджима  и  включения  вращения 
крайней пары прижимных роликов 2. 

 

3

Механизмы сборочного стана представлены на рис. 4. Справа на рисунке показано положение эле-

ментов при приемке их из питателя, а слева - положение элементов перед выполнением прихваточного 
шва. 

Из сборочного стана 12 (рис. 1) двутавр поступает на роликовый конвейер 13 сварочного участка, 

где к двутавру приваривают выводные планки. Так как в этой поточной линии поясные швы выполня-
ют в положении "в лодочку" и первый из них укладывают со стороны, где нет прихваток, то на свароч-

ном участке балку приходится последовательно устанавливать в положения, показанные на рис. 5. Кан-
тователь  14  перекладывает  балку  с  роликового  конвейера  13  на  параллельный  роликовый  конвейер  с 
поворотом  на 180°, подавая  ее  к  первой  сварочной  установке 75, с  последующей  подачей  ко  второй 
сварочной  установке.  Затем  шлепперным  устройством 76 без  кантовки  балку  передают  на  роликовый 

конвейер 13, откуда кантователем 14 с поворотом на 180° возвращают на роликовый конвейер к треть-
ей сварочной установке с последующей подачей к четвертой установке. 

Схема кантователя для поворота балки на 180° показана на рис. 8, а, б. Кантователь имеет общий 

вал с жестким присоединением к нему трех рычагов 1, на которых расположены упоры 2 и магниты 3, 
устанавливаемые в зависимости от высоты балки. Поворот балки осуществляется перемещением зубча-
той рейки 5 (рис. 8, б), соединенной с зубчатым колесом 6, закрепленным на валу. По длине вала распо-
лагаются две пары рейка-колесо. Плавность опускания балки на роликовый конвейер после прохожде-

ния  мертвого  положения  достигается  использованием  гидроцилиндров  4  двустороннего  действия.  На 
рис. 7 показана схема кантователя, обеспечивающего съем балки с роликового конвейера с поворотом 
на 45° для сварки поясного шва в положении "в лодочку" и возвращение ее на роликовый конвейер по-

сле сварки. 

После сварочного участка балка попадает на участок отделки, где последовательно проходит через 

две машины 77 (рис. 1) для правки грибовидности полок (рис. 9) и два торцефрезерных станка 18 (рис. 

1) для обработки торцов. 

Непрерывное производство сварных балок (лист 95). 
 При изготовлении тавровых и двутавровых балок операции сборки и сварки можно совместить во 

времени. Схема установки, осуществляющей такой процесс, показана на рис. 1. Взаимное центрирова-
ние заготовок, перемещение со сварочной скоростью и автоматическая сварка под флюсом обоих швов 
осуществляются одновременно. Прижатие стенки тавра к поясу обеспечивает пневматический цилиндр 

через нажимной ролик 3. Центрирование элементов тавра производится четырьмя парами роликов 1 и 
2. Каждая пара имеет устройство для регулирования расстояния между роликами в зависимости от ши-
рины пояса и толщины стенки. Движение свариваемого элемента осуществляется приводным роликом 

4. Концы балки поддерживаются роликами опорных тележек 5. Второй пояс для получения двутавровых 
балок может привариваться при повторном пропуске тавра через установку. 

Для высокопроизводительного изготовления сварных балок в непрерывных автоматических линиях 

большое значение приобретает применение сварки токами высокой частоты, обеспечивающей скорость 
сварки 10 ... 60 м/мин, т.е. на порядок выше, чем при сварке под флюсом. 

В 60-х годах в США были выпущены агрегаты  win производства сварных двутавров из рулонного 

проката 

или обычных полос и листов с использованием сварки ТВЧ. Рулонные заготовки для стенки и полок 

двутавра подают к сварочному агрегату из трех разматывателей 1 (рис. 4). Гибочное устройство 4 обес-
печивает подачу полок в зону сварки под углом 4 ... 7° к кромкам стенки. Скользящие контакты 7 и 2 

(рис. 2) подводят  ток  к  одной  из  полок  и  отводят  от  другой,  что  обеспечивает  протекание  сварочного 
тока  вдоль  поверхности  стыкуемых  элементов  и  через  место  их  контакта  под  обжимными  роликами. 
При  непосредственной  приварке  полки  к  стенке  (рис. 3, а)  сварное  соединение  приобретает  неблаго-

приятную форму. Холодная высадка кромки стенки с увеличением ее толщины с зачисткой соединения 
после сварки в горячем состоянии позволяет обеспечить плавный переход от стенки к полке (рис. 3, б). В 
соответствии с этим в рассматриваемом агрегате  (рис. 4) кромки проходят предварительную осадку в 

машине 3 и свариваются с полками в сварочной установке 5. Затем балка проходит огневую зачистку 
6,  зону  охлаждения 7, правку S, дефектоскопию 9 и  на  отводящем  роликовом  конвейере  разрезается 
летучей пилой 10. В случае значительной толщины полок их жесткие заготовки подают не из рулонов, а 
из питателей 2 поштучно. В процессе сварки эти заготовки проходят сварочный агрегат плотно прижа-

тые торцами друг к другу. Большого распространения эти установки не получили. 

Сварные балки из прокатных двутавров (листы 96 ... 97).  
В
 связи с пуском в нашей стране в 1978 г. стана горячей прокатки широкополочных двутавров с 

параллельными  гранями  полок  появилась  возможность  использования  их  при  изготовлении  сварных 

конструкций, в том числе сварных балок. 

Согласно ТУ 14-2-27 — 72 двутавры с параллельными гранями полок подразделяют на нормальные 

Б  (лист 96, рис. 1, а),  широкополочные  Ш  (рис. 1, б)  и  колонные  К  (рис. 1, в).  Тавры  соответственно 
имеют обозначения БТ (рис. 2, а), ШТ (рис. 2, б), КТ (рис. 2, в), их получают разрезкой двутавров в по-
точной линии (рис. 3). 

 4 

Со склада двутавры поступают на тележках 1. Перекладчики 2 укладывают их по шести штук на 

сталлажи  3,  снабженные  переналаживаемыми  упорами  и  досылателями.  Оба  стеллажа  3  обслуживает 
одна газорезательная машина 4 с шестью резаками. Разрезанные тавры с помощью перекладчиков 2 и 
роликового конвейера 5 подают в универсальную сортоправильную машину 6 и после правки с выход-
ного роликового конвейера 7 перекладчиком 8 переносят на тележку 9. 

Разрезка двутавра по зигзагообразной линии с последующей раздвижкой и сваркой выступов стен-

ки существенно (в 1,5 ... 2 раза) повышает несущую способность таких сквозных двутавров по сравне-
нию с исходным двутавром. Поэтому сквозные двутавры и разнообразные конструкции из них получили 

значительное распространение. 

Схема участка изготовления сквозных двутавров показана на рис. 4. Со склада 1 по рельсовому пу-

ти 4 двутавры подают в манипуляторы 2, имеющие центральные поворотные 5 и боковые 6, подвижные 

в горизонтальной плоскости, траверсы. Между траверсами 5 и б укладывают два двутавра и прижима-
ют их полками к соответствующим траверсам пневматическими прижимами 7 для закрепления половин 
двутавров после разрезки, а также с целью предотвращения деформаций от резки. После одновремен-

ной разрезки двух балок газорезательной машиной 3 по копиру, крайние траверсы 6 вместе с полови-
нами двутавров перемещаются горизонтально в поперечном направлении на расстояние, равное высоте 
выступов  стенки,  а  центральная  траверса 5 вместе  с  двумя  другими  половинами  поворачивается  на 

180°  вокруг  продольной  оси  до  совмещения  стыка,  подлежащего  сварке.  После  этого  производится 
сварка на формирующей медной подкладке. 

В зависимости от назначения и требуемой несущей способности облегченные балки (рис. 5) можно 

формировать или из двух одинаковых широкополочных двутавров, или из профилей разных размеров и 
марок стали. 

Использование широкополочного проката обеспечивает возможность изготовления сварной двутав-

ровой балки со сплошной стенкой путем вварки листовой вставки 2 (лист 97, рис. 6) между двумя тав-
рами 1 и  3.  Специальное  сборочное  устройство  предусматривает  подачу  нижнего  тавра 5 (рис. 7, а) 
включением  транспортирующих  роликов 6. Парные  направляющие  ролики  4  обеспечивают  центровку 
ребра тавра 5 и листовой вставки 3. Положение верхнего тавра 1 задают опорные ролики 2 и верхняя 

пара направляющих роликов (на рис. 7, а не показаны). Взаимное расположение собираемых элементов 
закрепляется приваркой заходных и выходных планок 1 (рис. 7,б). Перемещение балки в вертикальном 
положении позволяет одновременно выполнять сварку под флюсом всех продольных стыков с двух сто-
рон четырьмя сварочными головками 2. Схема удержания флюса и сдвиг сварочных головок вдоль сты-

ка показаны на рис. 7, в, г. Типовая конструкция подкрановой балки пролетом 12 м и высотой 1100 ... 
1600 мм с ребрами жесткости и поясами из тавров приведена на рис. 8. 

Элементы промышленных зданий (лист 98).  
Широкополочные  прокатные  двутавры  и  тавры  рекомендуется  широко  использовать  при  изготов-

лении подкрановых балок, колонн и других элементов строительных конструкций (лист 98, рис. 1). Меж-
ду собой подкрановые балки соединяют болтами, пропущенными через торцовые ребра жесткости, вы-

ступы этих ребер опирают на колонны (рис. 3). 

Колонны  могут  быть  постоянного  и  переменного  сечения,  сплошные  и  решетчатые.  Их  сечения 

обычно выполняют составными с использованием широкополочных прокатных профилей (рис. 2). К из-

готовлению колонн условия монтажа предъявляют следующие требования: перпендикулярность оси ко-
лонны к опорной плоскости плиты башмака и соблюдение расстояния между колоннами, правильность 

расположения  монтажных  отверстий.  Характерные  конструктивные  решения  колонн,  предусматри-
вающие их изготовление на специальных механизированных поточных линиях, показаны на рис. 4...6. 

Стержни коробчатого сечения (лист 99).  
Сварные  элементы  коробчатого  сечения  (рис. 1,а ... д)  нашли  применение  в  качестве  стержней 

ферм железнодорожных мостов. Для окраски внутренней полости в одном (рис. 2, а, б, г) или двух (рис. 
2, в) горизонтальных листах делают перфорацию, т.е. овальные отверстия, равномерно расположенные 
вдоль  продольной  оси.  Размеры  этих  элементов  унифицированы,  они  имеют  ширину 526 мм,  высоту 

450, 600 и 880 мм, а длину до 17 м. Элементы не имеют диафрагм, что затрудняет их сборку, поэтому в 
серийном  производстве  для  их  сборки  используют  специальные  кондукторы,  фиксирующие  детали  по 

наружному контуру. Кроме того, с целью предотвращения винтообразного искривления сварку осуще-
ствляют наложением одновременно двух симметрично расположенных в одной плоскости угловых швов 
наклоненными электродами. Для этого используют двудуговые тракторы типа ТС-2ДУ. Внутренние раз-

меры коробки обеспечивают пропуск такого трактора. 

Схема сборочного кондуктора показана на рис. 3. 
На раме 1 с помощью ходовых винтов 2 передвигаются упоры 3 с пневмоприжимами 4 для закреп-

ления стенки 5. Овальные отверстия в листе б позволяют использовать подставки 7. Последовательность 
операций показана на рис. 4. После установки нижнего перфорированного и двух боковых листов (рис. 
4,  а)  через  отверстие  в  нижнем  листе  вводят  подставку  и  поворачивают  ее  на 90°. Подставка  имеет 
разжимные кулачки, с помощью которых боковые листы прижимают к опорным стойкам (рис. 4, б). За-

тем трактором с наклоненными электродами выполняют первую пару внутренних швов, причем по ме-

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..