Установки с компоновкой, изображенной на рис. 6, е, применяют для сварки внутренних швов относительно коротких обечаек. Положение линии сварки по вертикали изменяется незначительно даже при большом диапазоне диаметров свариваемых изделий, и настройка положения мундштука по высоте может осуществляться корректором сварочной головки. Требования к плавности перемещения тележки со штангой высокие, как и в компоновках, приведенных на рис. 6, з. Чтобы избежать необходимости перемещать длинную штангу внутри свариваемого изделия со сварочной скоростью, иногда применяют компоновку, показанную на рис.4, ж, в которой консоль с направляющими вводится внутрь изделия на маршевой скорости без сварки, а сварка осуществляется самоходным сварочным автоматом. Ввод сварочного автомата внутрь изделия возможен и за счет перемещения роликового стенда с изделием (рис. 6, и).

       При сварке внутренних швов прямошовных  труб длиной до 12 м чаще применяют  компоновку (схема приведена на рис. 6, з), отличающуюся от предыдущих тем, что сварочное движение осуществляется трубой с помощью передвижного роликового стенда или рольганга. Это вызвано тем, что из-за большой длины штанги и относительно малого ее сечения перемещение тележки со штангой при сварке длинных внутренних, прямолинейных швов приводит к значительным колебаниям штанги и сварочного автомата, закрепленного на ней. В компоновке, показанной на рис. 6, з, и на сварочном автомате или на правом конце штанги устанавливают дополнительные катки, служащие второй опорой для штанги и центрирующие сварочный автомат относительно трубы при сварке. Сварочный автомат можно крепить к штанге шарнирно и центрировать его относительно трубы собственными роликами. Это частично разгружает штангу от центрирующих усилий со стороны трубы и уменьшает вибрацию всей конструкции при сварке. Многие из рассмотренных компоновок установок и станков (рис. 6) пригодны для сварки прямолинейных и круговых швов обечаек.

       Выводы  и предложения  по информационному обзору

      В результате проведенного информационного  обзора можно сделать следующие выводы:

       В нашем случае целесообразно выбрать схему с применением консоли и самоходного сварочного автомата (рис. 6, в). Его применение облегчает центрирование сварочного автомата относительно свариваемого шва. При стационарном стенде и загрузке изделий сверху колонна должна быть поворотной или установленной на тележке для вывода консоли за пределы изделия.

 

5.2 Исходные данные  для проектирования

 

      Исходными данными для проектирования являются:

1. сборочный чертеж корпуса – КП.630661.11.01.00.000СБ
2. техническое задание на проектирование установки для автоматической сварки кольцевого шва двух полукорпусов.
3. справочная литература.

      ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

      на  проектирование установки для сварки кольцевого шва двух полукорпусов

      Назначение  установки: Установка предназначена для автоматической сварки под флюсом кольцевого шва двух полукорпусов. 

      Технические требования:

      Время сварки на установке – 201,8 мин.

      Перечень  деталей, свариваемых на установке: полукорпус (2 шт), кольцо подклодное (1 шт).

      Условия подачи деталей к установке и  выдачи изделия, вид транспортных средств: с помощью механизированных средств.

      Программа выпуска: 1900 шт/год.

      Уровень механизации: сварка осуществляется в автоматическом режиме; изделие устанавливается на манипулятор.

            Тип используемого  оборудования: автомат АБС-2.

 

5.3 Проектирование компоновочной  схемы

        На основании проведенного информационного обзора были сделаны основные выводы, определяющие составляющие узлы будущей установки.     Проанализировав существующие компоновочные схемы, предлагаем следующий вариант компоновки установки:

      Корпус  устанавливается на манипулятор, с  помощью которого будет осуществляться плавное вращение. Для размещения сварочного аппарата используем колонну поворотную, которая обеспечит беспрепятственную снятие и установку детали на манипулятор, а так же подвод детали к месту сварки.

Рисунок 7 - Компоновочная схема установки

 

5.4 Проектирование конструктивных  элементов установки

      Исходя  из габаритных размеров, массы свариваемой  конструкции, корпус будем размещать  на манипуляторе М-11040. Технические  характиристики манипулятора представлены в таблице 5.1. [18]

Таблица 5.1. - Технические  характеристики манипулятора М-11040.

    Наибольшая грузоподъемность, кг     400

    Наибольший  крутящий момент, Н•м:

                на оси вращения планшайбы    400

                относительно опорной  плоскости планшайбы 630

    Наибольший  диаметр свариваемого изделия, мм   1500

    Частота вращения планшайбы, об/мин:

                для обеспечения  сварочных скоростей  0,063—3,15

                для обеспечения  маршевой скорости  3,15

    Наибольший  угол, град:

                поворота планшайбы     ±360

                наклона планшайбы     135

    Высота  от уровня пола до оси вращения шпинделя

    при его горизонтальном положении, мм    800

    Номинальный сварочный ток (ПВ=100%), А  1000

    Ток питающей сети:

                род        Переменный

                частота, Гц       50±1

                напряжение, В      380±10%

    Род тока электропривода вращения    Постоянный от собственного преобразователя

    Габарит вращателя (без шкафа управления), мм  1500´800´810

    Масса вращателя (без шкафа управления), кг   325

    Масса общая, кг       400

 

      Для перемещения сварочного автомата выбираем колонну поворотную ПК-2 предназначенная для самоходного сварочного аппарата АБС-2. Консоль жестко закреплена на каретке и представляет собой балку с рельсовым путем для самоходного сварочного автомата с направляющими, по которым передвигается сварочный аппарат АБС-2. Сварка может производиться на уровнях 800—2400 мм от пола.

 

5.5 Описание устройства  и работы установки

      Установка для сварки кольцевого шва корпуса состоит из четырёх компоновочных элементов:

      1. Манипулятор М-11040;

      2. Колонна поворотная ПК-2;

      3. Сварочный автомат АБС-2;

      4. Выпрямитель сварочный ВДУ-1250.

      Работа  на установке осуществляется в следующей  последовательности:

      1. Корпус устанавливают на манипулятор;

      2. Изделие поворачивают на 90⁰ в удобное для сварки положение;

      3. Осуществляется ориентация сварочной головки относительно стыка.

      4. Включается сварочный автомат, происходит сварка.

      5. Выключается сварочный автомат.

      6. Готовое изделие снимают с установки.

 

6 Выбор механического  сварочного оборудования

  Для  выполнения операции 010, автоматическая сварка кольцевого шва соединяющих два полукорпуса, необходимо вращать изделие со скоростью сварки.

      Так как масса изделия составляет 270 кг, то  для выполнения этой операции выберем манипулятор М-11040 грузоподъемностью 400 кг, предназначенный для вращения изделий вокруг оси при автоматической дуговой электросварке, в данном случае для кольцевого шва под слоем флюса. Вращение планшайбы осуществляется от электродвигателя постоянного тока через червячный редуктор. Изделие крепится с помощью приспособления на манипуляторе.

 

7 Проектирование сборочно-сварочного  участка

7.1 Расчет потребного  количества оборудования, рабочих мест

и состава работающих

     Такт  потока определяется по формуле [19]:

                       ,                                                      (7.1)

     где F_д - действительный годовой фонд работы оборудования;

     F_д =3935ч - для сварочного оборудования [19]

           N=1950 - годовая программа выпуска.

     

     Требуемое количество оборудования по операциям  рассчитывается по формуле [19]:

                                                                                                   (7.2)                   

     Расчетное количество оборудования округляется  до большего целого (С_пр).

     Операция  010  (мин); (шт.); С_пр1= 2 шт;

     Операция  020  (мин); (шт.); С_пр2= 1 шт;

     Операция  030  (мин); (шт.); С_пр3= 2 шт;

     Операция  040  (мин); (шт.); С_пр4= 1 шт;

     Операция  050 (мин); (шт.); С_пр5= 1шт.

     По  результатам расчёта полученное количество оборудования не обеспечит  коэффициент загрузки (К_З) более 0,6. Следовательно, полученные коэффициенты С_Р помножим на 2,5, получим:

     С_Р1 х 2,5 = 4,2 → С_пр1= 5 шт; К_З = 0,84; 

     С_Р2 х 2,5 = 1 → С_пр1= 1 шт; К_З = 1; 

     С_Р3 х 2,5 = 4,75 → С_пр1= 5 шт; К_З = 0,95;

     С_Р4 х 2,5 = 0,625 → С_пр1= 1 шт; К_З = 0,625;

     С_Р5 х 2,5 = 1,875 → С_пр1= 2 шт; К_З = 0,94.

     Средняя загрузка всех рабочих мест определяем по формуле[19]:

     

     Потребное количество сварщиков определяем по формуле [19]:

                                  

,                                                        (7.3)

     где Ф_Р=1820ч - годовой фонд времени работы сварщиков всех категорий [19].

     Расчет  рабочих будем производить на каждую операцию:

     Операция 010  (мин);  ; Р_С1 = 4;

     Операция 020  (мин);  ; Р_С1 = 1;

     Операция 030  (мин);  ; Р_С1 = 4;

     Операция 040  (мин);  ; Р_С1 = 1;

     Операция 050  (мин);  ; Р_С1 = 2.

           За одну смену  общее количество основных рабочих  будет составлять 46 человек.

     Количество вспомогательных рабочих,  за одну смену, обслуживающих проектируемый участок, определяем по укрупненным нормативным показателям для сварочного цеха [19]:

     R_ВСП = 25-30% R_ОПР,                                                                    (7.4)