Подбор оптимального оборудования — целое испытание для людей, которые обращаются к нам за помощью. Недавно бригада наших специалистов отправилась на юг России, в город Краснодар, чтобы разрешить одну из таких трудных задач.
Ниже представлены фото объектов, на изготовлении которых специализируется наш заказчик.
Сваренный промышленный резервуар.
Цистерна для жидкостей и сыпучих веществ.
Техническое задание
На предприятии требовалось выполнить работы по сварке обечаек больших диаметров (от 3 метров). Для достижения максимального качества шва, процесс производится в нижнем положении, т.е. движение оборудования по обечайке вдоль шва исключалось.
Обечайка на роликовом вращателе, имеет овальность.
Несколько трудностей, которые необходимо было решить:
- Форма обечайки имеет овальность, а значит, зазор между горелкой и зоной сварки будет меняться во время вращения.
- Из-за неидеальной формы при вращении происходит движение заготовки по продольной оси, соответственно, и сварочный шов смещается либо влево, либо вправо от горелки.
Сварщику приходится несколько раз перенастраивать оборудование во время работы, а это отнимает слишком много времени и негативно сказывается на прямолинейности шва. Требуется автоматизировать данный процесс, тем самым, повысив качество и скорость выполнения сварки.
Сборка обечаек на шаблоне
Материалом для изготовления обечаек гитары может служить кленовая, буковая, березовая и другая доска без пороков, из которой пилят тонкие дощечки. Размеры дощечки принимают такие: толщина 3 мм (после острожки), ширина равна максимальной высоте корпуса гитары (в описываемом примере 100 мм), длину дощечки определяют по длине половины обечайки с запасом на обработку в 100 мм. Напиленные и отстроганные дощечки, кроме того, подбирают по текстуре и оттенку. Текстуру подбирают с учетом симметрии относительно продольной оси инструмента.
Обечайки можно выклеивать из трехслойной клееной фанеры. Качество фанеры должно быть очень высоким. Размеры фанерных заготовок такие же, как и дощечек, но рубашки фанеры располагают вдоль оси инструмента.
Обечайки гитары имеют довольно сложную геометрическую форму. Фанерные обечайки легко принимают эту форму, а обечайки, изготавливаемые из дощечек, требуют предварительной операции гнутья.
рис. 1
На заготовке обечайки отмечают поперечной линией центр изгиба. И, предварительно увлажнив, дощечку прижимают к прогретому нагревателю. Смещая дощечку по 10—15 мм вдоль своей оси, выгибают ее, постоянно контролируя получаемую поверхность по шаблону. Убедившись, что обечайка точно повторяет контур сугиба, ее переворачивают и выгибают левую и правую части в обратную сторону. Допускают увеличение радиуса сгибаемой обечайки (рис. 1), но нельзя делать радиус меньше требуемого.
Операцию повторяют еще раз для второй половины обечайки.
Тем же способом изготавливают заготовки для огибов. Их делают из дощечек толщиной 4 мм, длиной, равной длине обечайки, и шириной 20 или 60—80 мм. В первом случае огибы гнут каждый в отдельности, во втором выгибают дощечку как обечайку, а затем обрезным рейсмусом нарезают полоски шириной 20 мм. С внутренней стороны огибов снимают фаску под углом 45 , так как после приклейки это делать сложнее.
Огибы можно изготавливать и из более тонких дощечек, но в этом случае их приклеивают по два. Также возможно изготовление огибов из реечек толщиной 5—6 мм. В этом случае огибы приходится пропиливать на половину толщины, чтобы согнуть по профилю обечайки.
рис. 2
Половину обечайки 2 (рис. 2, а) вставляют в шаблон 1 и плотно прижимают правой рукой в зоне сугиба 3. Затем, прижимая обечайку к шаблону, отмечают центральную линию 4 на обечайке. Для более плотного прилегания обечайки ее опиливают с запасом 3—4 мм. Оставшуюся часть закрепляют двумя гвоздями (рис. 2,б). Тем же способом опиливают и закрепляют правый край обечайки и ее вторую половину, сохраняя 3—4 мм запаса.
рис. 3
Гвозди, крепящие обечайку, вытаскивают и с помощью средников обечайки устанавливают в шаблоне (рис. 3). Струбцинами средники прижимают к шаблону. Все щели между обечайкой и шаблоном должны исчезнуть.
рис. 4
Половинки обечаек соединяют клецами, которые изготовляют из ели без пороков (рис. 4). На этом же рисунке показано расположение слоев древесины в заготовках. Особое внимание обращают на качество обработки той поверхности клецов, которую приклеивают к обечайке, — здесь щели недопустимы.
Приклеивают клецы казеиновым клеем. Прижим к обечайке и шаблону осуществляют парой струбцин. Рекомендуют вбить в клецы небольшие гвозди, которые своими остриями удерживали бы их от сползания по клеевому слою. Также полезно между нижнем клецом и обечайкой при склейке вставить прослойку шпона, например орехового, со слоями, расположенными поперек слоев клеца.
рис. 5
Убедившись в прочности клеевого соединения, приступают к предварительной острожке корпуса. Снимают струбцины, прижимающие средники сугибов, и вместо них ставят клинья (рис. 5). На 10—15 мм выдвигают обечайку над шаблоном и строгают параллельно ему. Можно карандашом отчеркнуть на обечайке линию, параллельную плоскости шаблона, и вести острожку по ней. Выступающие части верхнего клеца спиливают. Затем выбивают клинья и выдвигают обечайку на другую сторону на 15—20 мм. Повторяют операцию острожки с другой стороны обечайки. В зоне клецов срезают больше, добиваясь ширины обечайки 85 мм, а в зоне сугиба оставляют высоту обечайки 90 мм. Такие размеры позволят придать дну гитары некоторую выпуклость.
Для того чтобы рубанок не пошел «в задор», обечайку строгают в направлении от сугибов к клецам. Торцы верхнего клеца строгают круговыми движениями рубанка.
рис. 6
После острожки снимают клинья, распирающие средники сугибов, и закрепляют один средник струбциной. Подготовленную реечку огиба прижимают в зоне сугиба к обечайке и, определив ее длину, обрезают. Запас длины огиба составляет 5—7 мм. Если этот запас длины выдержан, то на концах огиба делают фаску. В процессе прижима огиба к обечайке фаска врежется в тело клецов (рис. 6, а). Если при определении длины огиба допущена ошибка и он короче требуемого, то между огибом и клецом вставляют прокладку из шпона (рис. 6,б).
На два огиба и на обечайку наносят казеиновый клей и, установив огибы на свои места, средником с помощью струбцины сжимают их. Операцию приклейки огибов повторяют для второй половины обечайки.
Источник: неизвестная советская книга по гитаростроению
Подбор оборудования
Для того, чтобы правильно подобрать оборудование, надо составить список требований:
- Поддержка системы слежения за сварочным швом.
- Корректировка положения горелки как по вертикали, так и по горизонтали.
- У каретки должна быть возможность выполнять колебательные движения, чтобы равномерно заполнять соединения.
Каретка, которая подойдет под все вышеперечисленные пункты, — Rail Titan. На ней мы и остановились.
Дополнительно необходимо укомплектовать трактор:
- датчиком слежения за швом.
- электроприводом перемещения горелки по вертикали.
- рельсом с магнитами, чтобы установить и закрепить каретку.
В Rail Titan есть встроенная система колебаний, позволяющая настраивать скорость, амплитуду, задержку в крайних точках и т.д. Здесь дополнительно докупать ничего не нужно.
Характеристики и технология изготовления обечаек
Обечайка — открытая деталь цилиндрической или конической формы, применяемая в строительстве, машиностроении и других сферах. В сечении имеет вид кольца. Используется как составной элемент, узел конструкции, заготовка (труба, кольцо, обод, короткая труба, барабан).
Элементы обечайки:
- днище — листовая конструкция, расположенная с торцов;
- пояс — отдельный замкнутый элемент;
- диафрагма — перегородка, полностью или частично перекрывающая поперечное сечение.
Области использования
Обечайки находят применение в машиностроении, ракето-, авиа- и судостроении, химической, нефтегазовой, оборонной промышленности.
Использование:
Сборка и установка каретки
После составления списка требуемой продукций мы все упаковали, прибыли на предприятие и приступили к сборке.
Установка Rail Titan на направляющий рельс.
Настройка и подключение каретки.
Сначала распаковываем каретку и направляющий рельс. Устанавливаем магниты на рельс и фиксируем на нем трактор. Затем подключаем к каретке дополнительные модули, о которых мы писали выше. Стоит отметить, что все делается максимально просто и интуитивно. К комплекту прилагается руководство, где есть подробные картинки по сборке.
Схема сборки сварочной каретки.
В конце подключаем кабели. Ошибиться здесь тоже невозможно, кабели размечены, каждому соответствует свое гнездо. Не забываем про подключение и пульта управления — его потом можно будет снять с каретки (он на магните) и управлять процессом дистанционно.
Сборка и сварка вакуумной колонны К-5, страница 8
— Зачищается собранный стык металлической щеткой или шлифовальной машинкой.
— Подается заготовка на сварку продольного стыка.
2.3.2 Сборка обечаек между собой в корпус
Сборка кольцевого стыка между обечайками является наиболее трудоемкой операцией.
Требования к изготовлению корпусов по ОСТ 26 291-94:
1. После сборки обечаек в корпус без днищ длина L корпуса должна отвечать следующим требованиям:
1.1 Отклонение по длине цилиндрической части ± 0,3%, но не более ± 75 мм.
1.2. Отклонение от прямолинейности корпуса не должно быть более 2 мм на 1 м длины, но не более 20 мм при длине корпуса меньше либо равной 10 м и не более 30 мм при длине корпуса более 10м.
1.3 Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса сосудов за исключением теплообменных аппаратов, не должно быть более ± 0,3%, номинального диаметра.
Относительная овальность А корпуса сосудов, за исключением теплообменных аппаратов, а также аппаратов, работающих под вакуумом или наружным давлением, не должна превышать 1%.
Сборка осуществляется на специальной установке (рисунок 12) последующим наращиванием обечаек в корпус. Предварительно все обечайки данного корпуса подвергают измерению периметра с обеих сторон. Сборку обечаек в корпус производят на механизированном стенде в горизонтальном положении в следующей последовательности:
— Устанавливаются на роликовый стенд первые две обечайки (рисунок 12). Согласно требованиям ОСТ 26.291-94, продольные стыки обечаек не должны быть продолжением друг друга, смещаться на расстояние не менее 3-х кратной толщины металла, но не менее 100 мм.
Причем продольные стыки должны располагаться в одной плоскости. Это связано с тем, что продольные стыки отвечают за прочность конструкции и поэтому должны находиться в зоне осмотра.
Согласно ОСТ 26.291-94 перекрещивающиеся швы не допускаются в сосудах работающих под давлением более 1,6 МПа из-за сложного напряженного состояния в них. В некоторых случаях, при давлении менее 1,6 МПа и условии 100% автоматической сварки всех швов и 100% ультразвукового или рентгеновского контроля перекрещивающиеся швы могут быть допущены.
Вакуумная колонна работает под давлением вакуума 60 мм.рт.ст., но целесообразно будет избежать перекрещивающихся швов. Согласно вышеперечисленным требованиям ОСТ 26.291-94 величину смещения продольных стыков обечаек в корпусе принимаем равным 100 мм.
1 — сборочная скоба; 2 — винт; 3 — винт с наконечником; 4 — пневмоцилиндр винта; 5 -пневмоцилиндр, который совместно с винтом обеспечивает устранение превышения кромок; 6 — роликовый стенд; 7 – гидротолкатель; 8-тележка; 9 и 10 -собираемые обечайки; 10 — тележка сборочной установки; 11 — привод вращения роликового стенда.
Рисунок 12 — Установка для сборки обечаек в корпус
— Устанавливаются первые две обечайки так, что бы их стык находился на линии винта 3 с зазором, несколько превышающим требуемый зазор в стыке. Величина зазора в стыке должна бытьЗатем винтом 2 и пневмоцилиндром 4 закрепляют левую обечайку 10, предотвращая ее перемещение при установке зазора в стыке. Устанавливается в зазор щуп толщиной 2 мм и гидротолкателем 7 обечайка 9 передвинется к обечайке 10, таким образом, устанавливая зазор в стыке. После этого отпускается винт 3 вниз до предела.
— Устанавливается минимальное превышение кромок не превышающее допустимое.
Согласно ОСТ 26.291-94 превышение кромок для кольцевых стыков обечаек изготовленных из биметалла составляет — Δ ≤ 10% от S металла, но не более 3мм и не более 1/2 от S плакирующего слоя т.е для S=25 Δ ≤ 1,5мм.
Согласно ОСТ 26.291-94 превышение кромок для кольцевых стыков обечаек изготовленных из монометалла составляет — при S≤20 мм —
— Δ ≤ 10% от S+1мм т.е для S=20 Δ ≤ 3мм.
Для равномерного распределения ожидаемого превышения кромок, по всему периметру стыка пользуясь щупами, устанавливается в точке 1 щуп той величины, которая ожидается при общей сборке, не допуская удвоения превышения кромок в противоположной точке 2 (рисунок 13).
Настройки режимов
Размещаем горелку и датчик на необходимой высоте над швом. Сейчас удобно воспользоваться зубчатой рейкой, а более точную настройку затем выполнить с помощью пульта управления. Выставляем необходимый зазор между горелкой и заготовкой по высоте, равняем ее по центру шва, по горизонтали.
Правильное расположение: горелка следует за швом, каретка корректирует ее положение по необходимым осям, щуп ровно погружен в шов.
После этого приступаем к настройке колебаний. Настраиваем амплитуду и скорость, задержки в крайних и центральной точках ставим на минимум (при использовании датчика задержка слева и справа минимум 0,2 сек). Запускаем каретку и вращение обечайки. Проверяем работу оборудования без сварки, уже после чего начинаем рабочий процесс.
Настройка положения горелки и колебаний.
Подготовка конструкции для сварки.
Примеры выбора специальной сборочно-сварочной оснастки
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!
Выбор сборочно-сварочной оснастки рассмотрим на примере изготовления воздушного баллона трактора Т-150К.
Технология изготовления воздушного баллона предусматривает сборку обечайки на прихватках, автоматическую сварку продольного шва обечайки, сборку обечайки на прихватках с донышками, автоматическую сварку донышек с обечайкой.
Исходя из условий производства и технологии изготовления воздушного баллона возникла необходимость в проектировании специализированной оснастки, состоящей из приспособлений: для сборки обечайки, для автоматической сварки продольного шва, для сборки и калибровки донышек с обечайкой, для автоматической сварки двух донышек с обечайкой (рис. 38—45).
Калибровка и прихватка обечайки воздушного баллона под автоматическую сварку выполняется в специализированном приспособлении (рис. 38).
Обечайка 1 устанавливается на призмы 2, центрируется призматическими канавками а прижимных колец 3 и закрепляется пневмоцилиндрами 11 через систему рычагов 10. Пневмоцилиндры расположены внутри металлоконструкции 12.
Соосность призм 2 и стоек 8 обеспечивается шпонками 4 и 9, которые расположены в общем шпоночном пазу верхней плиты металлоконструкции. Призмы 2 и стойки 8 посредством болтов закреплены на верхней плите металлоконструкции приспособления.
Для облегчения монтажа силового привода в крышке 6 стойки 8 сделано резьбовое отверстие б, а в ползуне 7 — конусная цековка. При введении в резьбовое отверстие крышки 6 монтажного винта с конусным направляющим концом происходит взаимная ориентация (стопорение) ползуна 7 относительно стойки 8. Затем ползун, через систему рычагов соединяется с силовым приводом, имеющим в опорных кронштейнах продольные (установочные) пазы. После закрепления силового привода на металлоконструкции монтажный винт вынимают, и ползун получает свободу перемещения. От действия сварочных брызг ползун 7 защищен кожухом 5.
Собранная на прихватках обечайка воздушного баллона устанавливается в приспособление (рис. 39) для автоматической сварки (в СО2) продольного шва автоматом АДПГ-500.
Обечайка надевается на основной (неподвижный) полуцилиндр 5 и поджимной полуцилиндр 10, который, перемещаясь под действием штока 7 пневмоцилиндра 6, формирует и закрепляет обечайку в приспособлении. В продольном положении обечайка фиксируется упором 12. При раскреплеиии обечайки возврат поджимного полуцилиндра в исходное положение осуществляется пружинами 9, взаимное центрирование основного и подвижного полуцилиндров — направляющими 8.
Формирующие полуцилиндры размещены на кронштейне 4, который крепится к металлоконструкции 1.
Сварочный трактор перемещается по направляющим на стойлах 2 и 11, для ограничения зоны перемещения в начале и в конце направляющих установлены конечные выключатели 3 (ВПК 1112).
После автоматической сварки продольного шва происходит сборка на прихватках обечайки с донышками. Сборка выполняется в приспособлении (рис. 40), в котором совмещена операция запрессовки двух донышек с операцией калибровки обечайки. При этом обечайка баллона устанавливается в приспособление на ложементы 10, фиксируется фиксатором 6 и закрепляется откидным прижимом 8 при помощи двух прихватов 9. Донышки баллона центрируются на пальцах 4 и закрепляются электромагнитами 3. Запрессовка донышек в обечайку осуществляется поджимными головками 2 и 7, которые перемещаются по направляющим призмам 11. С запрессовкой донышек в обечайку происходит и одновременная ее калибровка по кольцу 5. Привод поджимных головок — от пневмоцилиндров 1.
Автоматическая сварка двух кольцевых швов воздушного баллона выполняется в приспособлении (рис. 41), установленном на станине станка Р-964.
Центрирование воздушного баллона в приспособлении осуществляется плавающими (самоустанавливающими) центрами 2 и 6 (конус Морзе 3), закрепление — пневмоцилиндром 8.
Пневмоцилиндр и плавающие центра не препятствуют свободной деформации изделия при нагреве и охлаждении, снижая тем самым упругопластические деформации в зоне нагрева.
В дополнение рассмотрим несколько технических решений сборочно-сварочной оснастки.
Для стыковки кромок обечаек под сварку продольного шва может быть рекомендовано приспособление, изображенное на рис. 42.
На основании 10 приспособления крепятся стойки —левая 1 и правая 9. В средней части приспособления расположены ролики 11. Левая стойка 1 подвижная, настраивается в зависимости от длины обечайки 2 и закрепляется на основании при помощи болтов 12. На левой стойке установлено нажимное кольцо 3 и фиксирующая оправка 4. Кольцо 3 имеет уклон 15°, обеспечивающий легкую установку обечайки в приспособлении.
На правой стойке приспособления смонтирован цилиндр 6, на шток которого посажены кольцо 3, фиксирующая оправка 4 и распределительный кран управления 7. При подаче воздуха по шлангу 8 шток 5 цилиндра 6 перемещается и стыкует обечайку, после чего происходит прихватка в трех местах, по длине стыкуемых кромок. Внедрение приспособления позволяет значительно поднять производительность труда при сборке.
Для приварки фланцев к патрубкам могут быть рекомендованы приспособления, представленные на рис. 43 и 44.
Приспособление для приварки фланцев к патрубку (рис. 43) обеспечивает горизонтальную установку фланца 5 на центрирующем кольце 6 опорной плиты 7 и вертикальное положение трубы 1 во фланце. Труба автоматически центрируется тремя шариками 2 при помощи подпружиненного конуса. Шарики устанавливаются в сменной головке 3, которая закрепляется на направляющем стержне 4.
Как вариант сборки фланца с патрубками, может быть рекомендована ступенчатая жесткая оправка (рис. 44) с двумя цилиндрическими поверхностями, служащими базой для обеих собираемых деталей.
При сборке фланец устанавливается на поверхность 1 и фиксируется по поверхности 2. Патрубок устанавливается на плоскость 4 и центрируется по поверхности 5. Для обеспечения установки фланца и патрубка в сборочном приспособлении предусмотрены конусные участки оправки — поверхности 3 и 6. Конусная поверхность 3 предотвращает приварку к приспособлению собираемых деталей во время прихватки. Для облегчения съема собираемого узла с приспособления в нем предусмотрены канавки 7.
Быстрорегулируемая по высоте универсальная стойка (рис. 45) представляет собой опору, предназначенную для установки крупногабаритных деталей под прихватку. Упор 1, перемещаясь под нагрузкой вниз, нажимает на планки 2, прижимая связанный с планками зубчатый упор 3 к зубчатой рейке 4. Чем больше нагрузка на упор 7, тем сильнее сцепляются зубчатый упор и рейка.
Результат
Фотографии готового ровного шва говорят о том, что мы успешно выполнили поставленную задачу.
До:
После:
Конечно, для получения идеального результата необходимо более точно настроить параметры сварочного источника и каретки. Но в целом, можно сказать, что конфигурация прекрасно справилась с поставленной задачей. Трактор самостоятельно следит за швом, и оператору не приходится ничего менять в процессе.
Так же хотелось бы обратить внимание, что данный комплект оборудования позволит выполнять и другие задачи, например сварка длинных прямых (продольных) швов в любых положениях.
Обечайка
Обечайка — это открытый цилиндрический или конический элемент металлоконструкции (типа обода, барабана, кольца, короткой трубы). Обечайки изготавливаются методом. Гибка листа осуществляется в вальцах (листогибочной машине), толстолистовая сталь деформируются с предварительным подогревом.
Обечайки находят применение в строительной, металлургической, нефтеперерабатывающей промышленности. Самое большое количество заказов на производство обечайки мы получаем от машиностроительных предприятий.
Обечайки производятся для дальнейшего использования:
- в сварных металлоконструкциях: аппаратов, труб, котлов, баков, силосов, резервуаров, емкостей;
- в качестве заготовки: стальных бандажей, фланцев, бандажных колец, крановых барабанов, тормозных барабанов, конвейерный барабанов, роликов, патрубков, подбандажной обечайки вращающихся печей и других элементов промышленного нестандартного оборудования;
- в кожухах магистралей и конструкций опор мостов, водоводов, канализаций, переходов;
- для изготовления промышленных дымовых труб, вентиляционных труб, газоходов.
- деталей технологических трубопроводов: отводы сварные, тройники, переходы, патрубки из нержавейки, компенсаторы, опоры трубопроводов.
Технология вальцовки листового металла.
В сварочно-сборочном цехе имеется более десяти единиц вальцовочного оборудования, в том числе трех и четырехвалковая листогибочная машина позволяющая гнуть листы стали 09Г2С длинной до 2000 мм., толщиной до 40 мм при холодной гибки и до 80 мм- при горячей. При этом минимальный внутренний диаметр получаемой заготовки 400 мм. Возможности оборудования позволяют вальцевать лист в различные формы обечайки: цилиндрическую, коническую, сферическую. Раскрой листового металла производится на портальной машине газо-плазменного раскроя металла. Операции сварки обечайки производится с использованием опорных роликовых вращателей, сварочных позионеров и манипуляторов. Сварка продольного и кольцевого шва может производится полуавтоматические установки для сварки под флюсом. Термическое оборудование представлено газовыми печами для нормализации и нагрева заготовки. В соответствии с требованиями к качеству продукции и технических условий заказчика на предприятии производится 100% контроль сварных швов ультразвуком (УЗК). По требованию заказчика на предприятии может быть произведена мехобработка торцев обечайки под сварку на токарных и токарно-карусельных станках.
