Устройство для сборки под сварку листовых металлоконструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 918 А 4(51) В 23 К 37/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологическийинститут по машинам для комплексноймеханизации и автоматизации животноводческих ферм(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 841880, кл. В 23 К 37/04, 14.06.79.2. Авторское свидетельство СССРВ 603553, кл. В 23 К 37/04, 12.03.76.3. Рыжков Н.И. Производство сварных конструкций в тяжелом машиностроении. М., "Машиностроение"; 1970,с. 213. рис. 119 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛПЯ СБОРКИ ПОДСВАРКУ ЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ,преимущественно тонкостенных цистерн,содержащее смонтированные на основании матрицу для размещения одного из продольных элементов металлоконструкции, стойки для подвижного портала с прижимами для поджима этого элемента к матрице, торцовые прижимы для поджима поперечных замыкающих элементов к продольным элементам и боковые прижимы для поджима кромок другого продольного элемента, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества металлоконструкций за счет повышения их точности сборки под сварку, устройство оснащено свемными хомутами для поджима одного про" дольного элемента к другому и узлами крепления хомутов, размещенными на матрице откидными рычагами с регу-ЭЯ лируемыми упорами для выравнивания поперечных замыкающих элементов, установленными на стойках портала, а каждый прижим портала выполнен в виде полукольца с радиальными пазами и кольцевыми проточками для продольных и поперечных элементов металло- пффф конструкции. Фнал1136918Составитель В. Писаренко Редактор М. Товтин Техред О.Неце КорЕ. Сирохма аказ 10375/ Тираж 10одписно ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1136918Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции устройства для сборки под сварку листовых металлоконструкций, преимущественно тонкостенных цистерн. 5Известна установка для сборки и сварки тонкостенных цилиндрических корпусов с кольцамижесткости, со" держащая смонтированные на основании стол для листового полотнища и меха ниэм намотки листового полотнища иа кольца жесткости, установленные на нем сварочные головки, а также прижим листового полотнища к кольцам жесткости, выполненный с опорными и 15 направляющими роликами, при этом, механизм намотки листового полотнища на кольца жесткости выполнен в виде установленных на основании с возможностью продольного перемещения 20 двух тележек со смонтированной на них поперечной балкой, установленной с возможностью поворота 1 .Недостатком таких установок явля. - ется низкая производительность в процессе намотки листового полотнища на кольца жесткости. Кроме того, они не обеспечивают изготовление обечаек с необходимой точностью. форма обечаек по диаметру в различных сече ниях и в продольном направлении получается с большими отклонениями размеров, На установке не обеспечивается выравнивание кромок перед их сваркой. Особенно большие трудности вызывает подготовка торцовых кромок при завершении намотки обечайки и подгонка кольцевых кромок полученной .обечайки к кольцевым кромкам днищ, линейные размеры которых по периметру должны д 0 совпадать. Особую трудность и сложность представляют работы выполняемые по разметке, вырезке окон в полотнище и приварке конусов и горловин к ним в процессе. закатки. Кроме 45 того, установка занимает большую пло" щадьИзвестно также устройство длясборки обечаек с днищами и ребрами 50жесткости, содержащее ложементы дляустановки предварительно собранныхэлементов обечайки, стойку с закреп"ленной на ней силовым цилиндром изахват, снабженное жестко связанной 55со штоком силового цилиндра кареткой,на которой шарнирно закреплен захватс дополнительным силовым цилиндром,шарнирно установленным на каретке, при этом шток дополнительного силового цилиндра шарнирно закреплен на периферийной части захвата. Обечайку укладывают на ложементы, закрепляют на них с помощью подвижных ложементов. На захватах закрепляют днище, с помощью силового цилиндра вводят в обечайки 23Недостатком такого устройства является то, что на нем нельзя обеспечить качественную сборку крупногабаритньж обечаек с ребрами жесткости и днищами, выполненными из тонко- листового материала, так как саму обечайку выполнить с необходимой точностью и стабильными размерами по диаметру нельзя, а завести ребра жесткости вовнутрь такой обечайки и обеспечить их прилегание по всей поверхности к обечайке с целью сварки невозможно. Невозможно также выровнять торцовые кромки обечайки и днищ перед сваркой. Обечайка, изготовленная из тонколистового материала, под воздействием собственных сил тяжести принимает произвольную форму.Известно устройство для сборки под сварку листовых металлоконструкций, содержащее смонтированные на основании матрицу для размещения од" ного из продольных элементов металлоконструкции, стойки для подвижного портала с прижимами для поджима этого элемента к матрице, торцовые прижимы для поджима поперечных замыкающихэлементов к продольным элементам и боковые прижимы для поджима кромок другого продольного элемента3.Недостатком указанного устройства для сборки под сварку листовых металлоконструкций является то, что оно не обеспечивает требуемую точность сборки под сварку тонкостенных цистерн, а следовательно, и высокого качества цистерн.Целью изобретения является создание такой конструкции устройства, которое позволило бы повысить точность сборки под сварку цистерн.Указанная цель достигается тем, что устройство для сборки под сварку листовых металлоконструкций, преимущественно тонкостенных цистерн, содержащее смонтированные на основании матрицу для размещения одного из продольных элементов металлоконструк1136ции, стойки для подвижного портала с прижимами для поджима этого элемента к матрице, торцовые прижимы для поджима поперечных замыкающих элементов к продольным элементам и 5 боковые прижимы для поджима кромок другого продольного элемента, оснащено съемными хомутами для поджима одного продольного элемента к другому и узлами крепления хомутов, размещен ными на матрице, откидными .рычагами с регулируемыми упорами лля выравнивания поперечных замыкающих элементов, установленными на стойках портала, а каждый прижим портала вы полнен в виде полукольца с радиальными пазами и кольцевыми проточками для продольных и поперечных элементов металлоконструкции.На фиг. 1 показано устройство 20 для. сборки и сварки верхней полуобечайки, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для сборки и сварки нижней полуобечайки, общий вид; на фиг. 4 - 25 устройство для сборки и сварки нижней полуобечайки с днищами и коническими горловинами, общий вид; на фиг. 5 - устройство для сборки и сварки цистерн, общий вид; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 5; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг. 6 - аечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 9 - свариваемая цистерна; на фиг. 10 - , сечением) - 3 на фиг. 9.35Верхняя полуобечайка собирается и сваривается на одном устройстве, а нижняя и вся цистерна - на другом устройстве.Устройство для сборки и сварки верхней полуобечайки содержит основание 1, на основании установлены четыре матрицы 2, а между ними размещены три подставки 3. Внутренние рабочие поверхности всех матриц соответствуют 45 наружной поверхности полуобечайки. Верхние частивсех матриц соединены с обеих сторон между собой продольными балками 4. На крайних матрицах 2 установлены упоры 5 и прижимы 6 и 7. При помощи упоров 5 и прижимов 6 и 7 осуществляется выравнивание торцовых кромок верхней полуобечайки 8 в плоскости, перпендикулярной к ее продольной оси.На опорных площадках подставок 3 выполнены направляющие 9, которые определяют положение горловин 10 918 4свариваемой цистерны относительно верхней полуобечайки 8 перед их сборкой и сваркой,оНад матрицами с возможностью горизонтального и вертикального перемещения установлены прижимы 11, которые выполнены в виде полуколец. В полукольцах выполнены кольцевые пазы 12 и проточки 13В пазах 12 и проточках 13 размещаются подкладки 14 и ребро жесткости 15 при сборке и сварке их с верхней полуобечайкой 8.Прижимы подвешены на портале 16 через гидроцилиндр 17 и перемещаются по направляющим 18. Портал 16 имеет возможность перемещаться вдоль направляющих 19. Направляющая 19, в свою очередь, установлена с возможностью перемещения по балкам 20 размещенным на стойках 21. Перемещение направлзющих 19 осуществляется приводом 22.Устройство для сборки и сварки нижней полуобечайки и всей .цистерны содержит основание 23, на котором установлены и закреплены пять подставок 24 и 25 и два кронштейна 26. На подставках 24 и кронштейнах 26 размещены матрицы 27 и 28. Внутренние рабочие поверхности всех матриц соответствуют наружной поверхности нижней полуобечайки 29.Верхние части всех матриц с обеих сторон соединены между собой продольными направляющими 30, на которых установлены прижимы 31 и 32, хомуты 33. Хомуты 33 состоят из звеньев 34, шарнирно соединенных между собой. Прижимы 31 могут перемещаться по направляющим 30 и служат для выравнивания кромок верхней и нижней полуобечаек 8 и 29 между собой перед прихваткой. На порталах 27 установлены откидные упоры 35 и 36, При помощй прижимов 32 и упоров 36, а также прижимов 35 осушествляется выравнивание торцовых кромок полуобечайки в плоскости, перпендикулярной к ее продольной оси. Каждое звено 34 хомута 33 снабжено механическим или пневматическим прижимом 37, они предназначены для выравнивания между собой перед прихваткой кромок днищ 38 и верхней полуобечайки 8. В крайних матрицах 27 выполнены сквозные окна 39, через которые может осуществляться прихватка между собой торцовых кромок нижней полуобечайки 29 с днищами38. На кронштейне 26.размещены опоры 40 и торцовые прижимы 41. На опоры 40 и крайние матрицы 27 устанавливаются днища 38 перед нх сваркой с полуобечайкой 29. Торцовые прижимы 41 слу жат для поджатия кромок днищ 38 к кромкам нижней полуобечайки 29. В нижней части матриц 28 выполнены окна 42, в окнах размещены ложементы 43, жестко закрепленные на штоках гидроцилиндров 44, гидроцилиндры установлены на двух подставках 24, На.верхней части трех других подставок 25 имеются опорные площадки 45.Над матрицами с возможностью гори зонталъного и вертикального перемещения установлены прижимы 46, которые выполнены в виде волукольца, на котором выполнены пазы 47 и проточки 48, в пазах и проточках размещаются подкладки 49 2 О, и перегородки 50 при сборке и сварке их с нижней полуобечайкой 29.Прижимы 46 подвешены на портале 51 через гидроцилиндры 52 и перемещаются по направляющим 53. Портал 51 имеет возможность перемещения вдоль направляющей 54, которая, в свою очередь, установлена с возможностью перемещения по направляющим 55. Перемещение направляющих 54 осуществля ется приводом 56.С наружных сторон крайних матриц 27 на кронштейнах 57 между стойками 58 установлены откидные рычаги 59 с регулируемыми упорами 60. Перемещение рычагов 59 ограничено кронштейнами 61. При помощи упоров 60 осуществляется выравнивание торцовых поверхностей днищ 38, поджатых торцовыми прижимами 41 к полуобечай кам: 29.Устройство для сварки верхней полуобечайки работает следующим образом.На опорные площадки подставок 3 устанавливают горловины 10, а затем предварительно свальцованную верхнюю полуобечайку 8 с выполненными в ней ответстиями под горловины закладывают в матрицы. Полу обечайка 8 прижимается к цилиндрическим поверхностям матрицы и выравнивается при помощи упоров 5 и прижимов 6 и 7, при этом горловины 10 должны своими концевыми поверхностя- у ми зайти в отверстия полуобечайки. Дополнительно поджатые поверхности полуобечайки к поверхности матриц, при необходимости, может осуществляться прижимами 11. Затем в полуобечайку укладываются подкладки 14 и ребра жесткости 15. После этого прижимы 11 размещаются в зону сборки, ими поджимают, формируют и выравнивают все стыкуемые поверхности. Затем через радиальные пазы 62 в прижимах 11 ребра жесткости и подкладки прихватываются между собой и полуобечайкой, к полуобечайкам привариваются горловины 10. После этого прижимы отводятся.Параллельно с этим на устройстве для сборки и сварки нижней полуобе" чайки и всей цистерны выполняется следующая работа. Предварительно свальцованная полуобечайка с отверстиями под конические горловины 63 закладывается в матрицы, прижимается к их цилиндрическим поверхностям и выравнивается при помощи упоров 35 и прижимов 32 и 36. Дополнительное поджатие поверхности полуобечайки к поверхностям матриц при необходимости, может осуществляться прижимами 46. Затем в полуобечайку укладываются подкладки 49 и перегородки 50. После этого прижимы 46 перемещаются в зону сборки, ими поджимают, Формуют и выравнивают все стыкуемые поверхности, Затем через окна 64 в прижимах 46 подкладки и перегородки прихватываются между собой и полуобечайкой, После этого прижимы 46 отводятся, а упоры 35 и 36 убираются. Затем вертикально с торцовых сторон полуобечайки 29 на рабочие поверхности матриц 27 и опоры 40 устанавливают днища 38 и опускают рычаги 59 с упорами 60.Выставление торцовых поверхностей ,днищ 38 относительно торцовых поверх- ностей полуобечайки 29 осуществляется упорами 60, а сближение их между собой торцовыми прижимами 41. Затеи заводят прижимы 46 в днища 38 так, чтобы часть цилиндрической поверхности прижимов 46 выравнивала и прижимала к цилиндрической поверхности матрицы днища 38, а другая часть - торцы полуобечайки 29. Через окна 39 в матрицах 27 прихватывают днища 38 с полуобечайкой 29, а затем направляющую 54 с прижимом 46 выводят нз зоны сборки и сварки, рычаги 59 с упорами 60 и прижимы 32 отводят. В окна нижней полуобечайки 29 заводят конические горловины 63 с фланцами изакрепляют на опорных площадках 45 подставок 25. После этого днища 38, сваренные с нежней полуобечайкой 29, ложементами 43 при помощи гидроцилиндров 44 поднимают над матрицами. Этим достигается сближение и взаимное прилегание друг к другу стенок конических горловин 63 и стенок полуобечайки 29. Затем выполняется приварка конических горловин 63 к обечайке 29.Возможно и другое техническое решение. Для сближения поверхностей конических горловин 63 с поверхностями нижней полуобечайки 29 перед их сваркой. В этом случае нижнюю полуобечайку с приваренными к ней днищами 38 оставляют неподвижными, а три подставки 25 с установленными на них коническими горловинами 63 опускают. Верхнюю полуобечайку 8 заводят между днищами 38 и устанавливают на верхние кромки нижней полуобечайки 29, При этом для совмещения продольных кромок верхней и нижней полуобечаек верхняя полуобечайка с одной стороны направляется ловителями 65, с другой стороны верхними выступающими частями подкладок 49 и уступами, выполненными в перегородках 50. Затем при помощи прижимов 37,установленных на хомутах 33, иприжимов 31, которые перемещаютсяпо направляющим 30, последовательно 5 совмещают кромки верхней полуобечайки 8 и днищ 38 и продольные кромки полуобечаек 8 и 29 и осуществляютокончательную прихватку всех деталейи узлов цистерны.Необходимо отметить, что рабочийцикл изготовления по времени верхнейполуобечайки приблизительно в 2 разаменьше рабочего времени цикла изготовления нижней полуобечайки и цистерны в целом. Поэтому при серийномпроизводстве цистерн для ритмичнойВработы одно устройство для изготовления верхних полуобечаек обеспечитработу двух устройств для изготовле ния нижних полуобечаек и цистерн вцелом.Однако в единичном производствеизготовление верхних и нижних полуобечаек, а также всей цистерныможет осуществляться на одном устройстве с применением незначительных переналадок.Данная конструкция устройства длясборки под сварку листовых метал локонструкций, преимущественно тонкостенных цистерн, позволит повыситьточность сборки и качество свариваемых цистерн.1