2.1 Проектирование средств технологического оснащения
Сварочные вращатели – это приспособления, предназначающиеся для автоматизации сварочного процесса под флюсом кольцевых швов. Использование вращателя значительно облегчает, к примеру, сварку трубопровода, когда деталь, которую сваривают вращается с определенной скоростью и в итоге получается ровный, однородный шов. Чаще всего скорость вращателя равна той скорости, которая соответствует формированию сварочного шва. Сварочные вращатели делятся на несколько видов:
- роликовые;
- вертикальные;
- горизонтальные;
- универсальные – подразделяются на консольные и карусельные.
Роликовые вращатели используются чаще всего в процессе автоматической, полуавтоматической и ручной сварки. Такой тип вращателей предназначается для механизации вращения цилиндрических деталей. Роликовый вращатель позволяет выполнять не только наружные, но и внутренние швы. В них скорость вращения соответствует скорости образования сварочного шва.
Грузоподъемность оборудования данного вида – от 10 до 20 тыс.кг, максимальная длина детали, которая может обрабатываться - 4 метра. Вертикальный тип вращателя предназначается для автоматической сварки под флюсом в защитной газовой среде.
Может применяться при наплавочных работах. Вертикальный вращатель вращает деталь только вокруг вертикальной оси с заданной сварочной скоростью. Возможная грузоподъемность – до 2 тонн, максимальная длина обрабатываемой детали – до 2 метров. Горизонтальные вращатели предназначаются для автоматического способа сварочных работ и обработки кольцевых швов. Принцип работы: деталь вращается вокруг горизонтальной оси. За счет специального механизма процесс сварки останавливается по завершению сварки шва. Грузоподъемность горизонтального вращателя – до 6,3 т, максимальная длина детали – до 2,5 метров.
Универсальные вращатели применяются для сварки больших по диаметру трубопроводов, а также для работ с любыми деталями цилиндрической формы. Универсальный сварочный вращатель может использоваться для поворота детали на маршевой скорости при полуавтоматической, ручной электросварке и резке. Универсальные аппараты могут использоваться при максимальной грузоподъемности детали до 2 тонн (минимальный вес детали – 50 кг), максимальная длина свариваемой детали 1,9 метра.
Рассматриваемый нами вращатель используется для вращения цилиндрических обечаек при автоматической и полуавтоматической сварке кольцевых швов. Основными составными частями его являются:
- приводной редуктор роликовой опоры 2,
- приводная безредукторная роликовая опора 5,
- холостые перекидные роликовые опоры 6,
- электрический привода 1 (рисунок 2.1).
Приводные роликовые опоры соединены валами 3 и муфтами 4 и вместе с холостыми роликовыми опорами и приводом расположены на раме 7. Расстояние между роликовыми опорами и их количество выбирают в зависимости от габаритов сварной конструкции.
Рис. 2.1 Роликовый стенд
Конструкция роликовых опор показана на рисунке 2.2. Роликовая опора представляет из себя литую стойку 1, на которой в двух подшипниках располагается вал 2 с роликом 4 с резиновой шиной 3. Стойка выполнена как одно целое с зубчатым колесом 6. Вал 5 соединяется с зубчатым колесом , а его концы с соединительными валами, передающими вращение другим приводным роликовым опорам.
Рис. 2.2 Роликовая опора
Вращатель оснащен приводом, который обеспечивает вращение свариваемых деталей с необходимой скоростью. Привод состоит из асинхронного электродвигателя, зубчатой передачи, электродвигателя постоянного тока, муфты. Для вращения деталей с маршевой скоростью включается двигатель и движение через зубчатую передачу передается непосредственно на выходной вал, вращающийся со скоростью 500 об/мин. Скорость вращения можно плавно варьировать в диапазоне 15 - 60 об/мин с помощью встроенного потенциометра. Управлять приводом и муфтой можно дистанционно.
Таблица 2.1 - Технические данные роликового стенда
Технические характеристики
|
Значение
|
Грузоподъемность, тс
|
10
|
Диаметр свариваемых изделий, мм
|
300 - 4000
|
Допустимая нагрузка на один ролик, кгс
|
1300
|
Рабочая скорость, м/ч
|
24 - 96
|
Маршевая скорость, м/мин
|
13
|
Диаметр ролика роликоопор, мм
|
200
|
Для того чтобы обечайки не сваливались с роликового стенда, и не было закусывания обечаек, необходимо определить поперечное расстояние между роликами L, рисунок 2.3.
Рис. 2.3 Роликовый стенд
Наименьшее допустимое значение угла α определяется условием статической устойчивости положения барабана на стенде при дисбалансе е > 0. Потеря устойчивости и опрокидывание барабана наступает при критическом для данного угла α значении эксцентриситета (рисунок 10).
Практически для устойчивого и равномерного вращения обечайки на роликовом стенде следует выбирать угол α не менее 50°, даже при нулевом дисбалансе. Таким образом, допускаемый диапазон центральных углов а, в пределах которого можно безопасно работать на стенде, равен 50 - 120°. Следовательно, зная диаметр вращаемого изделия D, можно найти поперечное расстояние между роликами L из выражения:
где: - диаметр вращаемого изделия, мм;
- диаметр ролика.
При αmin=50° и при αmax=120°:
Принимаем поперечное расстояние между роликами L равным 1200 мм.
момент трения качения роликов приводных и опорных по изделию
где: G-вес изделия в кг;
Qi -нормальное давление на приводные ролики;
Q2-нормальное давление на холостые ролики;
R - радиус изделия в см;
r - радиус ролика в см;
μ- коэфициент трения качения;
М1= 5.95
момент трения скольжения на цапфах приводных и холостых роликов
M2=31.36
где - коэфициент трения скольжения цапфы в подшипниках;
- радиус цапф на осях ведущих и холостых роликов в см;
в данном случае статически неуравновешенных масс кантователе нет;
Мг = 0;
4) изделие статически сбалансировано, ось вращения проходит через центр тяжести изделия, следовательно, центробежная сила при вращении равна нулю, а так как изделие вращается равномерно, то и момент инерции ее будет равен нулю; следует учесть инерционные силы только при пуске кантователя.
Мощность электродвигателя, необходимая для вращения
изделия,
п - число оборотов изделия в мин.;
ή- к. п. д. всех передаточных звеньев от вала к электродвигателю.
N=0.5кВт
Достарыңызбен бөлісу: |