содержание .. 32 33 34 35 ..

ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - часть 34

Изготовление элементов мостового крана (лист 109).
Несколько иные приемы изготовления главных балок мостовых кранов использованы в поточной

линии, схематично показанной на рис. 1. В отличие от рассмотренной выше технологии вертикальные

стенки собирают и сваривают целиком до сборки с "гребенкой". Поскольку при выполнении двухпро-
ходных швов поперечная усадка может иметь значительный градиент, искажающий заданное раскроем
листов значение строительного подъема, то для устранения таких искажений приходится или изменять

направление укладки вторых швов, как это показано на рис. 3, или использовать однопроходные швы.
В рассматриваемой поточной линии принят последний вариант. Все заготовительные операции выпол-
няются вне линии, и на склад 11 (рис. 1) поступают полностью обработанные заготовки. Портальный

кран 10 с электромагнитными захватами поочередно подает на роликовый конвейер 9 заготовки полок
и стенок. В сварочном стенде 8 осуществляют сборку поперечных стыков элементов балки и автомати-
ческую сварку под флюсом за один проход с обратным формированием шва на медной охлаждаемой

подкладке. При этом угловая ориентация собираемых листов с учетом заданного строительного подъема
обеспечивается применением специального стенда, показанного на рис. 2. Его использование исключает
влияние как серповидное™ листов, так и неточности обрезки торцов. По мере сварки поперечных сты-

ков элемент балки продвигается по роликовому конвейеру на участок рентгеновского контроля, обслу-
живаемый передвижной портальной установкой 7 (рис. 1). Обычно рентгенографическому контролю
подвергают все поперечные швы нижнего пояса, испытывающего напряжения растяжения, а швы ос-

тальных элементов контролируют выборочно.

Готовые элементы зачаливают эксцентриковыми захватами по кромке через каждые 4 ... 5 м, мос-

товым краном с помощью жесткой траверсы снимают со стенда и в вертикальном положении устанав-

ливают в накопители 6. Таким же образом осуществляют подачу этих элементов из накопителей к сбо-
рочным стендам.

Стенды I, 2, 3, 5 представляют собой систему козелков, размещенных параллельно друг другу на

расстоянии 1,5 ... 2 м.  На  стенде  5  собирают  и  сваривают  верхний  пояс  с  диафрагмами ("гребенку").
Транспортировку  "гребенки"  на  стенд  3  также  осуществляют  мостовым  краном,  зачаливая  ее  эксцен-
триковыми захватами за диафрагмы в нескольких местах с помощью жесткой траверсы. Центральные
козелки стенда 3 имеют регулировку по высоте. Это позволяет задавать верхнему поясу прогиб, равный
строительному  подъему.  При  сборке  этот  предварительный  прогиб  пояса  закрепляется  установкой  бо-

ковых стенок. Сборка осуществляется с помощью портальной самоходной установки 4.

Для сварки диафрагмы со стенками предусмотрена портальная установка 12, несущая четыре го-

ловки для одновременного выполнения четырех вертикальных угловых швов в среде СО

. Перемещая

установку вдоль балки, оператор сначала производит грубую ориентировку сварочных головок относи-
тельно диафрагм, а затем более точную корректировку их по шву. Кроме того, каждая головка имеет
копирующие ролики. Сварочные головки одновременно выполняют односторонние швы, присоединяю-

щие две диафрагмы к двум стенкам.

Сборка балки завершается на стенде 2, куда без кантовки передается мостовым краном собранная

на стенде 3 балка открытого сечения. Гидродомкратами 14 ее прижимают к стенду, мостовым краном

укладывают нижний пояс, с помощью самоходного портала 13 прижимают его к вертикальным стенкам
и прихватывают. Далее балку передают на стенд 1 для сварки поясных швов наклоненным электродом.
Вдоль стенда имеются рельсовые пути, по которым перемещаются два сварочных автомата 15, выпол-
няющих под флюсом одновременно два поясных шва. Автоматы снабжены выносными сварочными го-

ловками, закрепленными шарнирно (рис. 4). В процессе сварки пружины постоянно поджимают голов-
ку к балке, а копирующий ролик направляет электрод для укладки поясного шва. После кантовки балки
таким же образом выполняют вторую пару швов.

Концевые балки (рис. 5) обычно имеют коробчатое сечение. Технология изготовления концевой бал-

ки такого типа показана на рис. 6. На первом рабочем месте (рис. 6, а) выполняют сверление отверстий
на станке 1. Собранные из двух половин на болтах с помощью накладок нижние и верхние пояса и вер-

тикальные стенки переносят в накопитель 2. На втором рабочем месте (рис. 6, б) собирают корпус балки
без нижнего пояса, используя для этого тележку 4 для расстановки диафрагм и сборочный портал 3. На
третьем рабочем месте (рис. 6, в) устанавливают платики для буксы и сваривают все внутренние швы
балки, а на четвертом (рис. 6, г) — устанавливают нижний пояс. На пятом рабочем месте (рис. 6, д) в

кантователе сваривают все наружные швы и устанавливают ходовые колеса.

Соединение главной и концевой балок (лист 110)
может осуществляться или в одной плоскости (рис. 1, а, б), или при помощи "этажного" опирания

(рис. 2,3). В первом случае присоединение обычно выполняют с помощью накладок. При этом между

торцом вертикальной стенки главной балки и стенкой концевой балки может быть допущен монтажный
зазор в 10 ... 20 мм, позволяющий легко регулировать правильную установку элементов моста. Для

обеспечения горизонтальной жесткости кранового моста верхний пояс главной балки можно укладывать
внахлестку с уширением его в виде узловой косынки. Нижний пояс главной балки также присоединяют
внахлестку к листовому элементу 1 (рис. 1, а, б). При таком выполнении сопряжения балок моста с по-
мощью сварки концевые балки должны иметь разъемное болтовое соедиенение, учитывающее необхо-

димость доставки крана к месту эксплуатации по железной дороге.

Другой тип опорного узла (рис. 2) предусматривает уменьшение высоты главной балки уступом. В

верхней части главная балка опирается на верхний пояс концевой балки, а в нижней—присоединяется
с помощью развитых косынок. Крепление осуществляют разъемным на болтах. К верхней и нижней час-

тям уступа с помощью компенсаторов 1 приварены накладные листы 2, опирающиеся на аналогичные
листы концевой балки. Жесткость моста в горизонтальной плоскости достигается за счет постановки
косынок 3. По этой же схеме выполнен опорный узел, показанный на рис. 3. При такой конструкции
сопряжения балок моста концевая балка не имеет разъема и доставляется к месту монтажа отдельно. Из

двух рассмотренных вариантов сопряжении балок моста "этажный" является предпочтительным.

Серийное производство мостовых кранов предусматривает широкую номенклатуру типоразмеров

при небольшом числе изделий каждого из них. Поэтому установка для общей сборки крановых мостов,

показанная на рис. 4, может переналаживаться. Она состоит из двух поперечных опор — неподвижной
4 и передвижной 6

При сборке крана концевые балки ставят на суппорты опор и их ходовые колеса закрепляют в ло-

жементах по упорам винтовыми прижимами 1 строго в вертикальной плоскости. Кроме того, концевые
балки закрепляют накидными зажимами 2 и винтовыми прижимами 3. Затем по разметке на концевые
балки кладут пролетные балки, собранные с площадками обслуживания, и выполняют их сопряжение в
соответствии с одним из рассмотренных вариантов. Готовые мосты приподнимают домкратами 5 и

снимают мостовым краном.

При жестком сопряжении балок статическая неопределимость четырехопорного кранового моста

приводит к неравномерности распределения нагрузки на колеса, что нередко вызывает как возникно-
вение трещин в несущей конструкции, так и преждевременный износ ходовых колес. Этот недостаток
устраняется при использовании схемы, показанной на рис. 5, в которой в узлах А и В сопряжение вы-
полнено передвижным в виде блока роликов — опорного 1 (рис. 6) и ограничивающих 2. В результате

четырехопорный мост заменяется двумя Г-образными трехопорными шарнирно сопряженными полу-
мостами.

В шарнирном сопряжении полумостов главная балка поддерживается опорным роликом, а переме-

щение ее вдоль концевой балки ограничивается боковыми роликами. Благодаря переходу к статически
определимой системе нагружение каждого из ходовых колес становится вполне определенным.

Конструктивные схемы козловых кранов (лист 111).
Металлические конструкции козловых кранов (пролет до 30 м) и мостовых перегружателей (пролет

более 30 м) состоят преимущественно из решетчатого пролетного строения и опорных ног (рис. 1,2). При

малых пролетах обе ноги присоединяют к пролетному строению жестко (рис. 3, а), а при больших проле-
тах для исключения влияния температуры одну из ног присоединяют шарнирно (рис. 3, б). Схемы ре-
шетчатых опорных ног показаны на рис. 4, а, б, в.

Поперечные сечения пролетных строений зависят от типа грузовых тележек. При перемещении гру-

зовой тележки по верхнему поясу используют замкнутую четырехплоскостную систему (рис. 5, а, б). При
перемещении тележек в плоскости нижнего пояса (рис. 5, в, г, д) снизу пролетное строение остается от-
крытым. Если в качестве грузовой тележки используют тали, грузо-несущие балки подвешивают к про-
летному строению с замкнутым поперечным сечением в виде треугольника (рис. 5, е, ж, з, и) или трубы
(рис. 5, к, л).

РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким обра-

зом, что стержни испытывают главным образом растяжение или сжатие. К этому типу относят фермы,

мачты, арматурные сети и каркасы.

Стропильные фермы (листы 112, 113)
изготовляют трех основных типов: с параллельными поясами (лист 112, рис. 1,д, б), полигональные

(рис. 1,в) и треугольные (рис. 1, г). Крепление ферм к колоннам показано на рис. 2, а, б, в. Такие фермы
можно применять для перекрытия любых прилетов. Унифицированные фермы имеют прилеты 18, 24,
30 и 36 м. Типы сечений элементов приведены на рис. 3.

Работают стропильные фермы при статической нагрузке. В качестве стержней используют главным

образом прокатные и в меньшей степени гнутые замкнутые сварные профили и трубы. В общем объеме
производства около 90% составляют фермы из парных прокатных уголков. Стержни в узлах соединяют

или непосредственно, или с помощью вспомогательных элементов главным образом дуговой сваркой.
Перспективным является применение точечной контактной сварки.

При сборке ферм особое внимание уделяют правильному центрированию стержней в узлах (рис. 4),

предотвращающему появление изгибающих моментов, не учтенных расчетом. В случае составных эле-
ментов их совместная работа обеспечивается постановкой прокладок (рис. 5) на расстоянии l, равном

40 радиусам инерции сечения для сжатых стержней или 80 радиусам инерции для растянутых.

Конструкции стропильных ферм с поясами из широкополочных тавров по сравнению с типовыми

фермами из уголков получаются легче при меньшей трудоемкости и стоимости. Снижение массы фермы

достигается в основном благодаря существенному уменьшению размеров узловых косынок, а также из-

за отсутствия косынок в узлах крепления стоек к верхним поясам и исключения прокладок в поясах

ферм (рис. 6, а). Иногда удается крепить решетку непосредственно к поясу без косынок (рис. 6, б). В
этом узле элементы прикреплены к верхнему поясу эксцентрично. Такая расцентровка в данном случае
допустима благодаря малым усилиям в примыкающих раскосах и недонапряжения мощного верхнего

пояса этой панели. Трудоемкость при изготовлении фермы с поясами из тавров снижается вследствие
уменьшения числа деталей и сокращения длины сварных швов.

Целесообразно, чтобы конструкция узлов стропильных ферм с поясами из тавров и решеткой из

парных уголков позволяла полностью расчленить операции: сначала сборка, затем сварка. Концы угол-
ков раскоса рекомендуется смещать для этой цели вдоль оси раскоса на расстояния а

, а

, а

(рис. 6, а)

относительно парных им уголков, располагаемых с другой стороны косынки так, чтобы разделка стыко-

вого" шва, приваривающего узловую косынку к стенке поясного тавра, оказалась доступной для сварки
после сборки. При этом подварку корня стыкового шва с противоположной стороны выполняют только

на участках, свободных от уголков раскоса.

Уменьшить массу фермы позволяет использование трубчатых профилей. Однако для труб круглого

сечения непосредственное соединение в узле получается весьма трудоемким (рис. 7). Иногда концы труб

относительно небольших диаметров сплющивают, что упрощает их соединение в узлах дуговой сваркой.
Значительно проще оказывается соединение в узлах труб прямоугольного или квадратного сечения. Как
показано на рис. 10 (лист 113), в этом случае узлы можно формировать без косынок.

Производство сварных труб замкнутых профилей прямоугольного сечения осуществляют путем хо-

лодного профилирования рулонной заготовки и высокочастотной сварки в потоке стана (2 ... 8) X (100
...600). Оборудование этого стана (лист 113, рис. 8) включает сварочную установку, состоящую из уни-

версальной I, направляющей 2, шовнообжимной 3 клетей и сварочной головки 4 с граторассекателем и
гратоснимателем, а также правильно-калибровочные клети 5 и летучую пилу 6. Схема формовки профи-
ля показана на рис. 9, где а и б — сечения профиля, а /, 2, 3, 4 — валки сварочной и шовно-
направляющей клетей.

На рис. 11 представлены схема и узлы стропильной фермы из труб прямоугольного сечения, пока-

зано конструктивное оформление креплений элементов решетки к нижнему и верхнему поясам, а также
их монтажных стыков в середине пролета.

Изготовление ферм (листы 114, 116).
Разнообразие типов и размеров стропильных ферм иногда не позволяет использовать преимущества

сборки ферм в инвентарных кондукторах. В этих случаях при сборке ферм и других решетчатых конст-
рукций нередко применяется метод копирования. Этот метод заключается в следующем. Первую соб-
ранную по разметке ферму, сечение которой составляют одиночные уголки (лист 114, рис.1а), закреп-

ляют на стеллаже, она служит копиром. При сборке детали 2 (рис. 1, б) каждой очередной фермы рас-
кладывают и совмещают с деталями 1 копирной фермы. После скрепления деталей 2 прихватками соб-
ранную ферму (пока с односторонними уголками) снимают с копира, укладывают на стеллаже отдельно
и ставят на нее недостающие парные уголки 3 (рис. 1, в). Когда сборка требуемого числа ферм законче-

на, копир-ную ферму также дособирают и отправляют на сварку. Для увеличения точности сборки на
концах копира укрепляют специальные съемные фиксаторы 1 (рис. 2), которые определяют положение
деталей с монтажными отверстиями и ограничивают размеры конструкции в пределах заданных допус-

ков.

При достаточно большом числе выпускаемых ферм одного типоразмера становится экономически

целесообразным использование кондукторов и кантователей.

В кондукторе фермы собирают в один прием без кантовки. Для поворота их при сварке нередко

используют устройство, показанное на рис. 3, включающее сборочный кондуктор 1. С помощью рамки 2
собранную ферму сначала ставят в вертикальное положение, а затем передают на стенд 3, причем в

каждом из этих положений выполняют соответствующие швы. Одновременно со сваркой производят
сборку следующей фермы в кондукторе 1.

На рис. 4 показана схема кондуктора, смонтированного на базе сборочной плиты. По разметке гео-

метрической схемы фермы в соответствии с чертежом настройки кондуктора устанавливают и прихва-
тывают фиксаторы 7, 7 оперного узла, опоры 2, 4 уголков, фиксаторы 3 поясов, фиксаторы 5, 6 косы-
нок.

При использовании универсальных сборных сборочных приспособлений (УССП) кондуктор собира-

ют на базе плиты с Т-образными пазами (рис. 5), набранной из отдельных секций. Номера на схеме
фермы соответствуют номерам под рисунками узлов приспособлений. Регулируемые опоры обеспечива-

ют фиксацию деталей в горизонтальной плоскости; регулировка по высоте осуществляется при помощи
резьбы, фиксация — через отверстия в детали при помощи пробки. Детали, не имеющие отверстий, ус-
танавливают по упорам, уголки закрепляют зажимами. Сборка заключается в последовательной уста-

новке деталей фермы в кондуктор и соединении их прихватками. Поджимают детали перед прихваткой
с помощью инвентарных сборочных приспособлений: эксцентриковых зажимов, струбцин, вилок или
переносной пневмогидравлической струбциной.

Использованию механизированных поточных методов при изготовлении ферм препятствует не

только разнообразие типоразмеров и ограниченное число изделий в серии, но и малая технологичность

типовых конструктивных решений. Большое число деталей, составляющих ферму, усложняет сборочную

операцию, приводит к необходимости выполнения множества дуговых швов, различным образом ори-
ентированных в пространстве, и требует кантовки собранного изделия при сварке.

Эффективным способом, облегчающим создание автоматизированного производства по изготовле-

нию решетчатых конструкций, является контактно-дуговая точечная сварка. Сквозное проплавление
элементов суммарной толщиной 20 ... 40 мм без образования отверстия при этом способе обеспечивает-

ся предварительным их нагревом между электродами контактной машины. Это позволяет визуально
контролировать качество выполненных соединений. Достоинством метода является также возможность
резкого сокращения числа деталей путем выполнения бескосыночных соединений и исключение кан-

товки фермы, поскольку сварку производят с одной стороны.

На рис. 6 (лист 115) показана конструкция стропильной фермы из одиночных уголков с бескосы-

ночными точечными соединениями и узел монтажного соединения такой фермы.

Участок сборки и сварки ферм (рис. 7) включает две сварочные установки 7 с блоками пневмоав-

томатики 2 и пультами управления 3, тележку-кондуктор 9, механизм доводки 10, рельсовый путь 77,
источники питания 8 сварочной дуги, места для контроля 5 и складирования 12, 4 и 6, а также свароч-

ный пост 7 для исправления дефектов.

При сборке полуфермы на тележку-кондуктор последовательно по упорам укладывают поясные

элементы (рис. 8, а) стойки и раскосы (рис. 8,6), закрепляя их прижимами. Затем собранную ферму те-

лежка-кондуктор подает в зону сварки (рис. 8, в).

Сварку осуществляют на установке, смонтированной на базе контактной точечной машины МТ-

4001; ее схема показана на рис. 9. На корпусе 4 смонтированы механизм 6 подачи сварочной проволо-
ки, пневмоцилиндр 9 для перемещения нижнего электрода и пневмо- и электроаппаратура 2. Верхний

электрод 7 имеет канал для пропускания сварочной проволоки и мундштук для подвода тока. Нижний
электрод 8 имеет выемку сферической формы для удержания сварочной ванны и формирования ниж-
ней головки точки. Вторичный виток сварочного трансформатора выполнен с разъемом. Замыкание его

перед нагревом и размыкание перед дуговой сваркой осуществляется пневмоцилиндром 5. Возбуждение
дуги обеспечивает осциллятор 3, подачу и уборку флюса — флюсоотсос 1. Для обеспечения последова-
тельного перемещения и поворота, а также фиксирования ее положения в местах постановки сварных

точек машина установлена на тележке 10, перемещаемой в продольном направлении пневмоцилиндром
по направляющим платформы 11, которая, в свою очередь, поворачивается пневмоцилиндром 13 от-
носительно неподвижной рамы 12. Поворот машины для постановки точек по раскосу показан на рис.
8, г.

Процесс сварки всех точек узла можно осуществлять по программе без перерыва. При нажатии

кнопки "Пуск" машина перемещается в положение постановки первой точки, свариваемые детали сжи-

маются электродами и при пропускании тока происходит нагрев зоны точки и прихватка по кольцево-
му контуру (рис. 10, а). Затем верхний электрод поднимается на расстояние l (рис. 10, б), включается
подача флюса (рис. 10, в), присадочной проволоки (рис. 10, г) и выполняется первая проплавная точка
(рис. 10, д). После отвода нижнего электрода на расстояние l

(рис. 10, д) и шагового перемещения ма-

шины (рис. 10, е) дуговой сварочный цикл повторяется, но уже без подогрева (рис. 10, ж). Отсутствие
контактного подогрева снимает опасение шунтирования тока и позволяет располагать дуговые точки
близко друг к другу, обеспечивая получение соединений в узлах без косынок.

После сварки всех точек на стойке и уборки флюса (рис. 10, з) машина возвращается в исходное

положение, поворачивается и аналогично производит сварку точек раскоса. По завершении сварки
первого узла кондуктор перемещают на длину панели и производят одновременно сварку двух противо-

лежащих узлов.

Контроль качества состоит в визуальном осмотре и обмере геометрических размеров головок всех

точек. Усиление дефектных соединений осуществляют сваркой угловых швов в СО

по перу и обушку

уголка.

Для стропильных ферм небольшого пролета представляет интерес конструкция, показанная на рис.

11 (лист 116). Предусмотрено четыре типоразмера под разную нагрузку, отличающиеся сечением про-

филей, тогда как размеры l= 12м и h=1,5м остаются неизменными. Верхний пояс 2 состоит из двух го-
рячекатаных швеллеров, нижние пояса 5 и раскосы 4 - из одиночных гнутых швеллеров. Короткие от-
резки таких швеллеров использованы как диафрагмы 1 верхнего пояса, нижний узел объединен косын-

ками 3. Рациональная схема фермы из ограниченного числа элементов позволяет механизировать сбор-
ку и выполнять соединения дуговой или контактной точечной сваркой непосредственно в сборочном
кондукторе без кантовки фермы. Сборка таких ферм может быть автоматизирована следующим обра-
зом.

Нижний швеллер 1, входящий в состав верхнего пояса фермы, подается по роликовому конвейеру с

приводными роликами до упора, как показано на рис. 12, а, б. Элемент 3 нижнего пояса и раскос 2 по-
даются аналогично в соответствующие приемные секции сборочного кондуктора, расположенные ниже

уровня плоскости фермы. Приемные секции кондуктора вместе с раскосом и элементом нижнего пояса
автоматически приподнимаются, и каждая из них поворачивается вокруг соответствующей оси I или II
таким образом, чтобы концы повернутых элементов оказались под стенкой швеллера 1 и косынкой 4.

При опускании секций кондукторов происходит прижатие сопрягаемых поверхностей. Таким же обра-
зом устанавливаются элементы левой части фермы, а затем сверху подаются и прижимаются первые

содержание .. 32 33 34 35 ..