Реферат на тему:
Обладнання для закріплення та переміщення
зварювальних апаратів
Устаткування для встановлення і переміщення зварювальних апаратів і
переміщення зварників забезпечує розташування зварювальних апаратів на
початку шва, розміщення самохідних апаратів у процесі зварювання,
відведення апаратів у вихідне положення після зварювання для зняття
звареного виробу й установки нового, переміщення несамохідних
зварювальних апаратів з робочою швидкістю зварювання, підйом і опускання
зварювальних апаратів при зварюванні різних по висоті виробів,
переміщення зварювального апарата від одного виробу до іншого при
зварюванню декількох швів на одному виробі.
До цього устаткування відносяться колони, візки і напрямні для
зварювальних апаратів; пристрої для переміщення зварювальної апаратури
при механізованому зварюванні, площадки для зварювальників.
Виробничий досвід показує, що велика частина цього устаткування може
бути створена шляхом застосування уніфікованих вузлів і деталей.
Розглянута група устаткування (колон, велосипедних, глагольних і
портальних візків) компонується з уніфікованих вузлів і детелей,
застосовуваних практично у всіх моделях устаткування, що дозволяє звести
до мінімуму їхню номенклатуру.
КОЛОНИ
Колони служать для встановлення і переміщення зварювальних апаратів при
зварюванні кільцевих і прямолінійних швів. При зварюванні кільцевих швів
застосовуються колони з консоллю для закріплення несамохідних
зварювальних апаратів. Швидкість зварювання при цьому забезпечується за
рахунок обертання виробу на обертачі або роликовому стенді.
При зварюванні прямолінійних швів застосовуються колони із самохідними
зварювальними апаратами, що можуть переміщатися по консолі колони.
Виріб, що зварюється, при цьому залишається нерухомим.
На рис. 1. представлені конструкції поворотних колон типу ПК.
Колони призначени для настановних переміщень зварювальних апаратів
(підвісних голівок) при зварюванні.
г) Колона поворотна ПК-4.
Рис. 1. Загальний вигляд і конструктивні особливості поворотних колон.
Колони складаються (рис. 1,а) з основи 9, стояка 7, консолі 4, каретки
6, приводу підйому й опускання консолі. Вертикальне переміщення каретки
з консоллю здійснюється від електродвигуна 1 через двоступінчасту
зубчасту передачу 2, ходовий гвинт 3 і гайку 5, закріплену на каретці.
Каретка переміщається по вертикальним напрямним стояка на чотирьох
роликах. Стояк з консоллю повертають навколо осі основи вручну і
закріплюють фрикційним затискачем 8.
На рис 2. представлено конструкцію основи поворотної колони. Обертання
колони виконується за допомогою упорних підшипників, встановлених в
опорній п’яті колони. Фіксація колони в потрібному положенні виконується
фрикційним стопором за допомогою рукояті (б).
Рис.2. Основа поворотної колони
Основні відмінності в конструкції і призначенні колон наступні. Колона
ПК-2 відрізняється від колони ПК-1 тім, що консоль колони виконана у
вигляді направляючої для зварювального апарата. Консоль колони не має
механізму висування, а може змінювати своє положення тільки по висоті.
Зварювання прямолінійних швів виконується самохідним зварювальним
апаратом, що переміщується по напрямним консолі. Довжина зварених швів
обмежена габаритами консолі колони.
Для колони ПК-3 основною відмінністю є наявність балкону, розміщеного на
каретці. Каретка з балконом має тільки вертикальне переміщення. На
балконі можуть бути змонтовані напрямні для підвісної зварювальної
голівки типу АБС або для зварювального трактора типу ТС. Тоді
прямолінійні шви можна зварювати при переміщенні зварювального апарата
по напрямних, встановлених на балконі (довжина швів обмежена довжиною
напрямних).
Колона ПК-4, як і колона ПК-2, призначена для переміщення самохідних
зварювальних апаратів по напрямних консолі. Відмінність колон полягає в
їхніх габаритних розмірах і конструкції консолі.
Прямолінійні шви зварюють, переміщуючи зварювальний апарат по консолі з
робочою швидкістю зварювання. Кільцеві шви зварюють при нерухомому
зварювальному апараті й обертанні виробу на обертачі або роликовому
стенді з робочою швидкістю зварювання.
Колона з поворотною напрямною (рис. 3.) призначена для переміщення
зварювального апарата при зварюванні прямолінійних швів, розташованих у
горизонтальній площині під різними кутами. Вона складається зі стояка 2,
консолі 3, кронштейну 4, рамки 5 та приводу підйому й опускання консолі
1. За допомогою шарніру 6 рамка з автоматом встановлюється і фіксується
в необхідному положенні в горизонтальній площині.
Рис. 3. Колона з поворотною напрямною.
Настроювання рамки по висоті здійснюється за допомогою приводу, що
складається з електродвигуна, редуктора і вертикального ходового гвинта.
Консоль зрівноважена противагою.
Візки для зварювальних апаратів.
Візки для зварювання кільцевих швів (для несамохідних зварювальних
апаратів) і кільцевих і коротких прямолінійних швів (для самохідних
зварювальних апаратів) мають тільки маршову швидкість пересування. Візки
для зварювання кільцевих і довгих прямолінійних швів мають поряд із
маршової і робочу (зварювальну) швидкість пересування.
По конструкції візки поділяють на три основні групи:
Велосипедні візки.
Велосипедні візки переміщаються по двох рейках, розташованих у
вертикальній площині одна над іншою. Візки монтують із колон,
встановлених на самохідні двоколісні платформи, що переміщаються по
нижній рейці; у верхній частині колони є ролики, що переміщаються по
верхній (направляючій) рейці, і утримують візок від перекидання.
Ці візки займають порівняно невелику виробничу площу, але можуть
розташовуватися тільки біля стіни цеху, тому що при їхньому розміщенні в
середині прольоту потрібний монтаж спеціальної металоконструкції для
кріплення верхньої рейки. У деяких випадках верхня рейка закріплюється
на цехових колонах. Цей спосіб може бути застосований тільки при
достатній жорсткості колон, тому що в іншому випадку, при проході
мостового крану, коливання колон будуть передаватися зварювальному
апарату, що знизить якість шва. Щоб уникнути цього, іноді кріплення
кронштейнів, що підтримують верхню рейку, до цехових колон, здійснюють
за допомогою амортизуючих гумових прокладок.
Велосипедний візок ВТ – 1 (рис. 4.) складається з платформи 9, стояка 8,
консолі 5, каретки 7 і трьох електроприводів – пересування візка,
вертикального і горизонтального переміщення консолі. Візок переміщається
електродвигуном 11 через редуктор 10, зубчасту 17 та черв’ячну 18
передачі, що встановлені на платформі. Візок рухається по нижній рейці
на котках 12 і верхнім напрямним, закріпленим на колонах.
Рис. 4. Конструкція велесипедного візка ВТ-1
Вона може пересуватися з робочою зварювальною і маршовою швидкостями.
Робоча швидкість плавно регулюється зміною числа обертів електродвигуна
постійного струмуу за допомогою реостату. Перемикання з робочої
швидкості на маршову здійснюється за допомогою електромагнітної муфти з
дистанційним керуванням. Вертикальне переміщення каретки з консоллю
здійснюється електродвигуном 1 через двоступінчасту зубчасту передачу 2,
ходовий гвинт 3 і гайку 6, закріплену на каретці. Каретка переміщається
по вертикальним напрямним стояка на чотирьох роликах. Горизонтальне
пересування консолі здійснюється електродвигуном 13, через
двоступінчасту зубчасту передачу 14, ходовий гвинт 15 і гайку 16,
закріплену на напрямній 4. Консоль переміщається по напрямній по
роликах. Прямолінійні шви зварюють за рахунок переміщення візка із
зварювальним апаратом по рейковому шляху з робочою зварювальною
швидкістю. Кільцеві шви зварюють при нерухомому візку й обертанні виробу
на обертачі або роликовому стенді з робочою швидкістю зварювання.
Фактично велосипедні візки являють собою гаму устаткування, коли на
двоколісний самохідний візок установлюється поворотна колона
відповідного типу.
2. Глагольні візки
Ці візки відрізняються від велосипедних тім, що пересуваються по двох
рейках, розташованих на підлозі цеху. Глагольні візки монтують із колон,
встановлених на самохідні трьох- або чотирьохколісні платформи. По суті
справи – це візок із консоллю. Візки досить універсальні, можуть бути
встановлені в будь-якому місці цеху, алі мають дві істотних нестачі –
займають значно більшу виробничу площу, ніж велосипедні візки, що
особливо позначається при їхньому застосуванні для виробів із невеликими
розмірами поперечного перетину (наприклад, балок), а також мають
недостатню жорсткість, особливо, візки великих розмірів. Глагольні візки
можуть бути поворотними і неповоротними.
Візки типу ГТ призначені для переміщення несамохідних зварювальних
апаратів АБ, А-184 та інших при зварюванні прямолінійних і кільцевих
швів.
Візок ГТ-1 (рис. 5.) складається з платформи 9, стояка 8, каретки 7,
консолі 5 і трьох електроприводів – пересування візка, вертикального і
горизонтального переміщення консолі. Візок переміщається на котках 12
електродвигуном 11 через редуктор 10, зубчасту 17 і черв’ячну 18
передачі, які встановлені на платформі колони.
Рис. 5. Конструкція глагольного візка типу ГТ.
Візок може переміщатися з робочою і маршовими швидкостями. Робоча
швидкість регулюється зміною числа обертів електродвигуна постійного
струму за допомогою потенціометра. Робоча швидкість перемикається на
маршову за допомогою електромагнітної муфти з дистанційним керуванням.
Вертикальне переміщення каретки з консоллю здійснюється від
електродвигуна 1 через двохступінчасту зубчасту передачу 2, ходовий
гвинт 3 і гайку 6, закріплену на каретці. Каретка переміщається по
вертикальним напрямним стояка на чотирьох роликах. Горизонтальне
переміщення консолі по роликах напрямної 4 здійснюється від
електродвигуна 13 через двоступінчасту зубчасту передачу 14, ходовий
гвинт 15 і гайку 16, закріплену на напрямній.
Візок ГТ-2 для несамохідних зварювальних апаратів (рис 6.) складається з
платформи 9, стійки 8, каретки 7, консолі 5 і трьох електроприводів –
пересування візка, вертикального і горизонтального переміщення консолі.
Візок переміщається на котках 12 електродвигуном 11 через редуктор 10,
зубчасту 17 і черв’ячну 18 передачі, установлені на платформі. Візок
може переміщатися з робочою і маршовою швидкостями. Робоча швидкість
регулюється зміною числа обертів електродвигуна постійного струмові за
допомогою реостату. Робоча швидкість перемикається на маршову за
допомогою електромагнітної муфти з дистанційним керуванням.
Рис. 6. Глагольний візок ГТ-2
а – загальний вигляд; б – кінематична схема механізму горизонтального
переміщення консолі; в – кінематична схема підйому та опускання консолі;
г – кінематична схема механізму пересування візка.
Вертикальне переміщення каретки з консоллю здійснюється від
електродвигуна 1 через двоступінчасту зубчасту передачу 2, ходовий гвинт
3 і гайку 6, укріплену на каретці. Каретка переміщається по вертикальним
напрямним стійкі на чотирьох роликах. Горизонтальне переміщення консолі
по роликах напрямної 4 здійснюється від електродвигуна 13 через
двоступінчасту зубчасту передачу 14, ходовий гвинт 15 і гайку 16,
укріплену на напрямній. Візок ГТ-2 може повертатися навколо
вертикальноївісі на 360 градусів на основі 19. Для закріплення стійки в
основі використовується фрикційний затиск 20.
3. Портальні візки
Вони являють собою напольні візки, що пересуваються по двох рейках,
розташованих по обидва боки від виробу. Ці візки мають найбільшу
жорсткість у порівнянні з іншими і можуть бути розміщені в будь-якому
місці цеху. Нестача портальних візків – складність і громіздкість
конструкції, що охоплює виріб з обох бічних сторін. Типові портальні
візки призначені в основному для зварювання циліндричних виробів.
Крім типових, застосовують спеціалізовані портальні візки для зварювання
конкретних виробів, наприклад балок. У порівнянні з глагольними візками
портальні, в цих випадках, займають менше місця по ширині.
Портальний візок ПТ-1 призначений для переміщення самохідних
зварювальних апаратів при зварюванні зовнішніх прямолінійних і кільцевих
швів. У якості зварювальних апаратів застосовуються зварювальні трактори
типові ТС різних модифікацій. При додатковій установці спеціального
рейкового шляхові на балконі можуть бути застосовані підвісні голівки
типові АБС і інші. Портал візка ПТ-1 (рис. 7.) складається з платформ 1,
колон 2 і верхньої балки 6. На каретках 3, що переміщаються по колонах,
закріплений балкон 4.
Рис. 7. Конструкція портального візка ПТ-1
Привод 5 підйому й опускання балкону розміщений на верхній балці 6.
Портал переміщається за допомогою двох електроприводів. Синхронна робота
приводів пересування забезпечується системою електричного валу.
Зварювання поздовжніх швів здійснюється при пересуванні зварювального
трактора в межах довжини балкона по напрямним або безпосередньо по
виробу. При зварюванні кільцевих швів виріб обертається на роликовому
стенді, а зварювальний трактор закріплюється нерухомо на балконі.
Портальний візок, зображений на рис 8, призначений для переміщення
зварювального апарата АБС при зварюванні поздовжніх і поперечних
прямолінійних швів. Він складається з металоконструкцій 1 із напрямними
3 та механізму пересування 2, який включає електродвигун, коробку
передач, систему трансмісійних валів з конічними шестернями і дві парі
циліндричних шестерень, що обертають головні котки.
Рис. 8. Спеціалізований портальний візок.
При зварюванні поперечних швів зварювальний апарат переміщається по
напрямним 3, зварювання поздовжніх швів здійснюється при переміщенні
порталу з робочою швидкістю. Робоча швидкість пересування візка
регулюється змінними шестернями 4.
До портальних візків можуть бути віднесені і мостові візки (котучі
балки). Типові котучі балки Інституту електрозварювання ім. Е. О. Патона
НАН України (рис. 9.) призначені для автоматичного зварювання
прямолінійних швів листових секцій, балок, колон, елементів
металоконструкцій, а також інших подібних виробів. При наявності в
складі комплексно-механізованого робочого місця обертача або роликового
стенда, можливе зварювання і кругових швів. Проліт балки і довжина
рейкового шляху на ній вибираються залежно від довжини зварюваних
виробів і швів. У моделі КБ-1 (рис. 9.) цей проліт не перевищує 10 м. На
балці 3 закріплений рейковий шлях для зварювального автомату 5, а також
легка монорейка 6 для підвішування гірлянди проводів для живлення
зварювальної апаратури. Котуча балка переміщається по рейках,
встановлених на колонаді 1, висота якої визначається габаритами виробів,
що зварюються, та встановленого під балкою допоміжного устаткування. У
залежності від довжини зварюваного виробу обирають конструктивний
варіант виконання балки.
Рис. 9. Котуча балка (мостовий візок) КБ-1.
Переміщення балки по колонаді здійснюється або вручну за допомогою
штурвалів 2, закріплених на приводному валі 4, або електроприводом
кранового типу. У більшості випадків більш доцільним є ручний привод,
тому що він дозволяє більш точно встановити котучу балку над зварюваним
швом, тім більше, що зусилля для її пересування за допомогою штурвалів
(маховичків) незначне.
У ходовому механізмі візка (рис. 10.), як і в багатьох інших механізмах
зварювального руху, остання кінематична ланка виконана у вигляді
черв’ячної передачі замість циліндричної. Завдяки цьому різко
зменшується небезпека виникнення пульсації в зварювальному русі голівки.
У більшості випадків наявність наприкінці кінематичного ланцюга
черв’ячної або гвинтової пари цілком виключає пульсації, особливо при
великому передаточному відношенні цієї пари. При цьому дія одноходової
передачі більш ефективна, ніж двох- або трьохходової, тому що останні
мають відповідно в два – три рази менше передаточне відношення. Тому,
незважаючи на порівняно низький К.К.Д. одноходових передач (черв’ячних і
гвинтових), їхнє застосування в механізмах зварювального руху
(наприкінці кінематичного ланцюга) все ж доцільно.
Рис. 10. Ходовий механізм візка із приводом на два колеса.
Однак, необхідно зауважити, що можливі пульсації руху відносяться тільки
до порівняно важких (понад 3000 Н) візків або рухливих мас. Переміщення
легких мас зазвичай відбувається без пульсації, незалежно від типу
зубчастих передач механізму руху. На рис. 10. подана конструкція
ходового механізму з приводом на обидва колеса візка. Можливий варіант і
з одним приводним колесом. Черв’ячні редуктори ходових коліс зв’язані
жорстким валом 7, що обертається від електроприводу, вихідні шестерні
якого через паразитну шестерню зчіплюються з зубчастим колесом 5,
насадженим на хвостовик черв’яка.
Устаткування для закріплення зварювальних напівавтоматів
8
THa6
8
4конструкції, що зварюється, у радіусі 12 – 14 м.
Рис. 11. Консоль для підвіски зварювального напівавтомата для
зварювання у вуглекислому газі
1 – укосина; 2 – «кішка»; 3 – дріт; 4 – пальник; 5 – площадка;
6 – подавальний механізм зварювального напівавтомата; 7 – шланг;
8 – електродний дріт.
Замість консолей іноді застосовують візки, на яких встановлені
подавальний механізм напівавтомата і касета з електродним дротом і які
переміщують по підлозі вручну.
Пристрої для встановлення зварювальної апаратури для механізованого
зварювання можуть являти собою стаціонарні або переносні колони з
консолями, на кінці яких розташовані подаючий механізм напівавтомата, а
також касета з електродним дротом.
Рис. 12. Пристрої для встановлення напівавтоматів.
На колоні 1 (рис. 12, а) шарнирно закріплені дві секції 2 і 3 „ламкої”
консолі. На кінці консолі розташований подавальний механізм 4
напівавтомату, а біля шарниру – касета 5 із зварювальним дротом.
Колона обладнана механізмом підйому консолі, що складається з
електродвигуна 6, редуктора 7, ходового гвинта 8 і гайки 9. Для
встановлення касети, консоль опускається в нижнє положення. При
зварюванні довгих виробів подавальний механізм напівавтомату і касету з
електродним дротом розміщають на візку 10, що переміщається по монорейці
11, розташованої уздовж зварюваного виробу (рис.12, б).
При стаціонарному розміщенні колони зі зварювальним напівавтоматом вона
може компонуватися вентиляційним пристроєм для видалення шкідливих
аерозолів із зони зварювання.
Рис. 13. Загальний вигляд колони для встановлення зварювального
напівавтомату, оснащеної обладнанням для видалення шкідливих аерозолів.
Іноді буває доцільно конструктивно сполучати окремі види устаткування.
Так, підвіски напівавтоматів (рис. 14.) зручно розміщати на стійці
консольно-поворотного крана.
Рис 14. Підвіска для зварювального напівавтомату.
Підвіска (рис. 14.) у цьому випадку на має приводу підйому консолі по
висоті, що істотно спрощує й здешевшує конструкцію.
Для підвищення продуктивності праці можливе розміщення двох підвісок на
одному консольно-поворотному крані (рис. 15.). Підвіски, на яких
встановлені зварювальні напівавтомати, тельфером крана можуть
виставлятися з крайнього нижнього положення до верхнього на висотах з
інтервалами величини кроку в 200 мм.
Рис. 15. Кран консольно-поворотний 6456 із підвісками.
Засувка, що фіксує положення консолі по висоті, самозахватна і може
вийти із зачеплення тільки за умови підтримки консолей на гаку крана.
Устаткування для підйому і переміщення зварників
Основним видом устаткування для підйому і переміщення зварників є
піднімальні і підйомно-висувні площадки з механізованим приводом.
Підйомно-висувні площадки можуть не тільки піднімати, але і переміщати
горизонтально робочий балкон із зварювальником (при нерухомій основі
площадки). Площадки можуть бути стаціонарними, пересувними і
переносними.
Стаціонарні площадки необхідні для обслуговування спеціалізованих
робочих місць у випадках, коли рух тільки верхньої частини площадки
(робочого балкона) при нерухомій основі забезпечує зручну роботу при
зварюванні усіх швів виробу. Переносні площадки (зазвичай дуже невеликі)
застосовуються в обмежених цехових умовах.
Найбільш універсальні пересувні, механізовані площадки, що дозволяють
швидко переміщати зварювальника разом з апаратурою і матеріалами
безпосередньо до місця зварювання. Це особливо важливо при зварюванні
великогабаритних виробів на кантувачах та інших поворотних пристроях,
коли зварювальник змушений швидко переміщатися при кожному повороті
виробу.
Рис. 16. Схеми пересувних площадок для зварювальників.
Механізовані площадки дозволяють розширити область застосування
механізованого зварювання, зварювати шви великої протяжності в нижньому
положенні і «у човник», зручно і безпечно розташовуватися зварювальнику
на висоті, значно скорочувати допоміжний час на його переміщення.
Пересувні піднімальні площадки забезпечують переміщення зварювальника в
двох напрямках: по вертикалі – за рахунок підйому балкона і по
горизонталі – пересуванням усієї площадки. Пересування візка може
здійснюватися як уздовж (рис. 16, а), так і поперек фронту робіт (рис.
16, б).
Підйомно-висувні площадки виготовляються по двох схемах –
шарнірно-важільної (рис. 16, в) і координатної (рис. 16, г).
Шарнірно-важільна схема забезпечує підйом і висування балкону за рахунок
обертальних рухів секцій стріли, а координатна – за рахунок
прямолінійних рухів каретки по вертикалі та консолі по горизонталі.
Площадки, виконані за шарнірно-важільною схемою, більш компактні, їхня
конструкція більш технологічна в порівнянні з координатними.
Шарнірно-важільна площадка ( рис 17.) складається із самохідного візка
1, двоколінної стріли 2, балкона 3 і гідростанції, змонтованої на візку
(рис. 17.). Площадка переміщається по рейковому шляху за допомогою
гідродвигуна 1, що передає рух через відкриту циліндричну передачу
ходовим колесам .
Шарнірна двоколінна стріла складається з нижньої і верхньої секцій.
Нижня секція, яка укріплена на візку, може переміщатися в шарнірі на кут
у межах 45 – 120 градусів до горизонталі й утримуватися в кожному із
проміжних і крайніх положень.
Рис. 17. Шарнірно-важільна площадка.
Верхня секція, за допомогою гідроциліндру і ланцюгової передачі, може
переміщатися навколо верхнього шарніра нижньої секції на кут від + 35 до
– 55 градусів до горизонталі й утримуватися в кожному із проміжних і
крайніх положень. Обидві секції можуть рухатися незалежно одна від
одної. Балкон при будь-яких положеннях стріли знаходиться в
горизонтальному положенні за рахунок паралелограмної підвіски. Приводами
стріли і візка керує зварювальник з балкона.
Координатна площадка (рис. 18.) складається з основи1, піднімальної
стояка 2 із рамою 3, балкона 4 із механізмом висування 5 і механізму
підйому й опускання.
Механізм підйому й опускання складається з електродвигуна 9,
клинопасової передачі 8, черв’ячного редуктора 7 і циліндричної шестерні
6, що входить в зчеплення з рейкою, укріпленою на стояку.
Рис. 8. Підйомна площадка з електромеханічним приводом.
Висування балкону здійснюють вручну ручкою через зубчасту рейку.
Керування механізмом підйому й опускання балкона дистанційне – з місця
роботи зварювальника.
РОЗРАХУНОК ЗВАРЮВАЛЬНИХ КОЛОН І ВІЗКІВ
Розрахунок механізму підйому каретки.
Рис 19. Розрахункова схема
Опорні реакції напрямних роликів:
– плече (може бути дорівнене нулю при розташуванні точки підвісу по
вісі колони, або може бути негативною величиною – при розташуванні точки
підвісу ліворуч від колони).
Опір обертанню ролика при підйомі:
;
де: fp – коефіцієнт тертя в підшипниках роликів;
kp = 1.5 – 2 – коефіцієнт, що враховує тертя в ребордах роликів
каретки;
?k – коефіцієнт тертя кочення.
Необхідне піднімальне зусилля:
;
де Dp – діаметр ролика;
d – діаметр вісі ролика в підшипнику.
Якщо замість роликів каретка має опори ковзання, то піднімальне зусилля
буде дорівнювати:
де: fc = 0.1 – коефіцієнт тертя ковзання в опорах.
При ковзних напрямних і порівняно великому вильоті консолі виникає
небезпека заїдання вертикальної гільзи на колоні, тобто її
самогальмування. Це може відбутися, якщо:
Отже, умова надійності проти заїдання гільзи при її підйомі запишеться
так:
де: kз = 1.5 – коефіцієнт запасу.
Умова надійності є дійсною і для кареток з роликовими напрямними, але у
формулі замість fc необхідно підставити приведений коефіцієнт тертя:
Якщо ролики змонтовані на шарикопідшипниках, те цей коефіцієнт тертя
буде настільки малий, що небезпека заїдання каретки практично
виключається.
Потужність електродвигуна механізму підйому:
, квт
де: Vп – швидкість підйому консолі , м/хв.
(зазвичай приймають Vп = 1 – 2 м/хв.).
Якщо маса, що переміщається, цілком або частково урівноважена
контрвантажем, то розрахункова сила Р відповідно зменшується. Однак,
збільшення маси частин, що рухаються, у цьому випадку спричиняє і
збільшення динамічного – інерційного навантаження приводу. У зв’язку з
цим, механізми з контрвантажами необхідно перевіряти на додаткове
динамічне навантаження в період розгону, особливо при значних швидкостях
підйому. При повному зрівноважуванні вантажу, що піднімається, зусилля
підйому в період розгону приблизно визначається по формулі:
;
де:
– прискорення, м/с2 ;
Wп – опір у направляючих і перекидних блоках канатів або ланцюгів, до
яких підвішені контрвантажі.
Розрахунок механізму висування консолі
Визначення силових факторів і вибір потужності привода висування
консолі.
Реакція опорних роликів:
опір обертанню роликів визначається вираженням:
;
де кр =1.5 – 2 – коефіцієнт, що враховує тертя в ребордах роликів.
Якщо консоль пересувається не по роликах, а по напрямних ковзання, то
при тих же відстанях між опорами L1 і L2 опір обертанню буде
дорівнювати:
Опір обертанню роликів у період розгону:
Потужність електродвигуна механізму висування консолі з урахуванням
К.К.Д. приводу:
– швидкість пересування консолі (зазвичай приймається рівної 0.8 – 1.2
м/хв.).
Розрахунок ходової частини і механізму пересування.
Розрахунок починають з визначення опорних реакцій ходових коліс по
заданій вазі візка G і положенню її центра ваг. Для розрахунку необхідно
вибирати найменш вигідне його положення.
Розрахункові схеми зварювальних візків
а) велосипедний візок:
Схема розподілу сил на колеса однієї рейки.
Рис. 21. Розрахункова схема велосипедного візка.
.
Сума горизонтальних реакцій цих же коліс дорівнює горизонтальній реакції
верхніх опорних роликів:
Розподіл сил на колесах однієї рейки вмзначиться наступним чином:
;
б) Глагольний візок
У глагольному візку може бути два положення центру тяжіння: – поза
колісною базою, або між колесами.
Рис. 22. Розрахункова схема глагольного візка.
Схема розподілу сил на колеса однієї рейки аналогічна схемі для
велосипедного візка
Рис. 23. Схема розподілу сил на колесах однієї рейки.
Якщо центр тяжіння розташований поза колісною базою:
;
В іншому випадку (положення центру тяжіння відзначено синім кольором):
;
Сили на кожному колесі однієї рейки розподіляються, як і в першому
випадку:
;
в) Портальний візок
Рис. 24. Розрахункова схема портального візка.
Опорні реакції портального візка із симетричним навантаженням ригеля
будуть визначатися вираженням:
г) Мостовий візок (котуча балка).
Рис. 25. Розрахункова схема мостового візка.
Опорні реакції в опорах (котучих і інших балках) визначаються з
виражень:
;
де: G1- вага мостового візка;
G2 – вага зварювального апарата.
.
ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРІВ ВАЛІВ І ОСЕЙ ХОДОВИХ КОЛІС.
По знайдених силах, що діють на ходових колесах, визначаються діаметри
їхніх валів і осей.
Вісі ходових коліс розраховують на вигин під дією максимальної сили
реакції Q.
;
L – відстань між опорами (підшипниками) вісі;
Q – реакція колеса.
Діаметр вісі колеса:
= 60 – 80 МПа для сталі 40Х.
Діаметр валу ходового колеса розраховується на спільну дію згинального
моменту Ми під навантаженням Q і крутного моменту Мкр.
Еквівалентний, розрахунковий момент на валу:
Розрахунковий діаметр валу ходового колеса:
;
=50 – 60 МПа.
ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРУ ХОДОВИХ КОЛІС
Діаметри коліс і ширина обода визначається або (частіше) перевіряються
розрахунком на контактні напруження.
При цьому розрізняють колеса:
а) для плоскої рейки:
– з лінійним контактом (рис. 26.).
Рис 26. Схема лінійного контакту колеса із плоскою рейкою.
– із точковим контактом, обід яких виконаний по сфері з радіусом r2 (
рис. 27.).
Рис. 27. Схема точкового контакту колеса із плоскою рейкою
б) для клиновидної рейки:
двоконусні колеса із точковим контактом.э
Ефективні напруження в лінійному контакті коліс:
– коефіцієнт, що враховує вплив тангенціальних сил тертя, прийнятий
при середньому режимі роботи 1.05, при важкому – 1.1;
– приведений модуль пружності
– модулі пружності матеріалу ободу колеса і голівки рейки;
– навантаження на ободі циліндричного колеса із плоскою рейкою;
– максимальне навантаження на ободі ходового колеса (за винятком
клиноподібної рейки);
.
для лінійного контакту);
– ширина поверхні контакту колеса із рейкою;
= (0.15 – 0.2) НВ, МПа
Виходячи з викладеного,
Опір пересуванню візка:
;
– навантаження на дане колесо, Н;
– коефіцієнт тертя в підшипниках цього колеса;
=0.1 для підшипників ковзання;
=0.015 для кулькових і роликових підшипників;
=0.02 для конічних роликових підшипників.
– коефіцієнт тертя кочення колеса, см.
Для сталевих коліс з циліндричним ободом коефіцієнт тертя кочення можна
вибирати з таблиці:
, см. 0.03 0.05
– діаметр колеса, см;
– діаметр валу або вісі в місці посадки підшипників;
=2.5).
Розглянута формула являє собою суму опорів пересуванню всіх ходових
коліс і опорних роликів візка. У загальному випадку величини, що входять
у формулу, можуть мати різні значення.
У період розгону:
– можливе прискорення, м/с2 ;
Момент опору пересуванню, приведений до валу двигуна (без урахування
інерційних сил)
– діаметр ведучих ходових коліс;
– загальний к.к.д. механізму пересування від валу ходового колеса до
валу двигуна;
– загальне передаточне відношення механізму.
По цьому моменту визначають потужність електродвигуна:
, кВт.
Запас зчеплення ведучих коліс з рейкою
Запас зчеплення перевіряється для випадку, коли колеса мають найменше
навантаження.
– при сталому русі візка:
=0.15);
– найменший сумарний тиск ведучих ходових коліс на рейку;
– при несталому русі візка в період її розгону (зневажаючи тертям у
підшипниках ходових коліс)
– вага візка, Н
– можливе прискорення, обумовлене дійсною характеристикою двигуна,
м/с2.
Q4
Q
Q3
L
L1
Q4
Q3
L
L1
Q
h
r1
Q
h
Q
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
