Способ изготовления тонкостенных оболочковых конструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХШМИЮМЧЕД ИРЕСПУБЛИН Жф 416 990 В 23 К 31/06; В 23 К 37/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСЗЯАРСТНЕНЙЫЙ КОМИТЕТ ССОРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический институт по машинам для комплексной механизации и автоматизации животноводческих ферм(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 603553, кл, В 23 К 37/04, 1976.2. Авторское свидетельство СССР У 841880, кл. В 23 К 37/04, 1975 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ,включающий формовку днищ и корпусаобечайки, изготовление ребер жесткости, сборку, прихватку и сварку элементов между собой,о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью повыпения качества изделия, корпус формуютв виде двух полуобечаек, каждую изформованных полуобечаек размещают вматрице, соответствующей заданнойформе иэделия, устанавливают внутриполуобечайки ребра жесткости, которые изготавливают в виде полуколец,калибруют стыкуемые кромки ребер иучастки нолуобечаек посредством пуансона и выполняют их прихватку, кодной из полуобечаек со стороны ееторцов в той же матрице располагаютднища, калибруют стыкуемые кромкиднищ и нолуобечайки и прихватывают,затем между днищами вводят вторуюполуобечайку с прихвачеииыми к нейребрами, выполняют нрихватку этойполуобечайки к днищам и первой полуобечайке и осуществляют их сварку.Изобретение относится к сварке, вчастности к способам сборки обечаекс днищами и ребрами жесткости, преимущественно при изготовлении крупногабаритных тонкостенных цистерн.5Известен способ сборкц обечаекс днищами и ребрами жесткости, прикотором предварительно сзальцованнуюи сваренную обечайку укладывают наложементы, закрепляют на них с помощью подвижных ложементов, на захвате закрепляют днище и вводят днищеили ребро жесткости с помощью силового цилиндра в обечайку1 .Недостатком такого способа является невозможность качественного изготовления крупногабаритных тонкостенных цистерн, поскольку при таком способе невозможно сохранить правильную геометрическую Форму обечайки 20 большого диаметра перед введением в нее ребер жесткости и обеспечить прилегание их по всей повер.:ности к обечайке, невозможно также выровнять торцовые кромки днищ и обечайки пе ред сваркой.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ изготовления: тонкостенных оболочковых конструкций, включающий фор- З 0мовку днищ и полуобечаек, изготовление ребер жесткости, сборку, прихватку и сварку элементов между собой 2 .Недостатками такого способа являются малая производительность и низкое качество изделия ввиду сложности подгонки продольных торцовых кромок при завершении накатки и подгонки . торцовых кольцевых швов обечайки и днищ при сварке, 40Целью изобретения является повышение качества изделия.Цель достигается тем, что соглас-.но способу изготовления тонкостенных оболочковых конструкций, включающему45 формовку днищ и корпуса обечаек, изготовление ребер жесткости, сборку, прихватку и сварку элементов между собой, корпус формуют в виде двух полуобечаек,каждую из формованных полуобечаек размещают в матрице, соответствующей заданной форме изделия, устанавливают внутри полуобечайки ребра жесткости, которые изготавливают в виде полуколец, калибруют сты куемые кромки ребер и участки полуобечаек посредством пуансона и выпол" няют пх прихватку, к одной из полуобечаек со стороны торцов в той же матрице располагают днища, калибрую; стыкуемые кромки днищ и полуобечаек и прихватывают, затем между днищами вводят вторую полуобечайку с прихваченными к ней ребрами, выполняют прихватку этой полуобечайки к днищам и первой полуобечайке и осуществляют их сварку.На фиг, 1 показано формирование торцовых поверхностей днища и полуобечайки перед сваркой; на фиг.2 положение полуобечайки и ребер жесткости в матрицах перед формовкой их пуансоном; на фиг.З - окончательная сборка конструкции; на фиг.4 - схема устройства для осуществления способа.Технология изготовления тонкостенной конструкции состоит в следующем.Каждую из предварительно свальцованных полуобечаек 1 закладывают в матрицы 2, в полуобечайку укладывают элементы жесткости, например подстилки 3 и ребра жесткости ч. После этого пуансоном 5 поджимают, формируют и выравнивают все стыкуемые поверх,ности и через пазы 6 в пуансоне 5 прихватывают сваркой между собой. Затемвертикально с торцовых сторон полуобечайки 1 устанавливают днища 7 иформуют пуансоном 5 в матрицах 2 торцовые поверхности днищ и полуобечайки, после чего через окна 8 в матрицах 2 их прихватывают сваркой между собой.Затемверхнюю полуобечайку 9 заводят между днищами 7 и устанавливают на верхние кромки нижней пелуобечайки 1, при помощи полупоясов 10 совмещают кромки верхней полуобечайки 9и днищ 7 и производят окончательнуюсварку цистерны. Ребра жесткости на верхней и нижней полуобечайках устанавливают и приваривают таким образом, чтобы при сварке полуобечаек между собой и днищами, торцовые поверхности ребер стыковались (замыкались)между собой, образуя внутри цистерны кольцевые элементы жесткости. Места стыковки ребер жесткости сваривают между собой внутри цистерны через окна люков, которые имеются во всех цистернах.С целью обеспечения точности сборки днищ с полуобечайками листовые.заготовки на полуобечайки собираются и свариваются из отдельных листов наз 11079специальном стенде. После сварки исборки на стенде листовая заготовкадля полуобечаек имеет строго необходимые размеры по длине , ширине, диагоналям (угловые),5Устройство для осуществления способа содержит основание 11, на котором установлены матрицы 2, внутренниерабочие поверхности всех соответствуют наружной поверхности полуобечаек,Верхние части всех матриц с обеихсторон соединены между собой продольными направляющими 12, на которыхустановлены прижимы 13, ловители 14и полупояса 15 (фиг.4). Прижимы 13могут перемещаться по направляющим,они служат для выравнивания кромокверхней и нижней полуобечайки и между собой перед прихваткой. На крайних матрицах в верхней части с одной стороны установлены откидныеторцовые прижимы 16, с другой стороны - откидные упоры 17, При помощиприжимов 16, а также откидных упоров17 осуществляется выравнивание торцовых кромок полуобечайки в плоскости, перпендикулярной к ее продольнойоси.Полупояс 15 гибкий состоит из ряда звеньев шарнирно связанных междусобой, каждое звено снабжено механическим или пневматическим прижимом,они предназначены для выравниваниямежду собой перед прихваткой кромокднищ и верхней полуобечайки, В крайних матрицах выполнены сквозные ок 35на 8, через которые может осуществляться прихватка между собой торцовых кромок нижней полуобечайки с днищами. На основании на стойках установлены прижимы 18, которые служатдля поджатия кромок днищ к кромкамнижней полуобечайки.Над матрицей с возможностью горизонтального и вертикального перемещения установлены два пуансона 5. Пуан соны 5 имеют цилиндрическую рабочуюповерхность. Они подвешены на тележке 19 через гидроцилиндры и перемещаются по направляющим 20. Пуансоны5 работают одновременно или независи-мо один от другого. Усилие формования(выравнивания) пуансонами полуобечаек,а также регулирование в широком диапазоне клапаном последовательности от1,2 до 10 МПа (от 12 до 100 кгс/см ),55составляет с учетом потерь (57) приприменении гидроцилиндров диаметром100 мм от 95 до 745 (от 950 до 7450) 90 4Н (кгс), что вполне достаточно при изготовлении элементов цистерны из листового материала толщиной 4-6 мм.Тележка 19 может перемещаться вдоль кран-балки 20 и фиксироваться в нужном месте, Кран-балка 20 в свою очередь установлена на рельсовые пути и перемещается приводом. С наружных сторон крайних матриц между колоннами установлены откидные устройства 21 для выравнивания днищ с регулируемымиупорами. При помощи этих устройствосуществляется выравнивание торцовых поверхностей днищ поджатых прижимамик полуобечайке.На описанном устройстве сборка исварка (прихватка) элементов цистерныосуществляется следующим образом.Предварительно свальцованная верхняя полуобечайка 9 (фиг.1) закладывается в матрицы 2, прижимается к ихцилиндрическим поверхностям и выравнивается при помощи торцовых прижимов 16 и ловителей 14. Дополнительное поджатие поверхности полуобечайки к поверхностям матриц при необходимости может осуществляться пуансонами 5. Затем в пуансоны закладываются ребражесткости (перегородки, подкладки ит.д.) После этого пуансоны кран- балкой перемещаются в зону сборки,ими поджимают, формуют и выравнивают все стыкуемые поверхности. Затем через окна в пуансонах ребра жесткости прихватываются между собой и полуобечайкой. После этого пуансоны 5 отводят- ся, а торцовые прижимы 16 и ловители 14 убираются, сваренная верхняя полуобечайка снимается. В такой же последовательности, как и верхняя, сваривается нижняя полуобечайка. Затем (фиг.2) вертикально с торцовыхсторон нижней полуобечайки 1 на рабочие поверхности матриц 2 устанавливают днища и опускают откидные устройства 21.Выставление торцовых поверхностейднищотносительно торцовых поверхностей нижней полуобечайки 1 осуществляется упорами, размещенными на откидном устройстве 2, а сближение их между собой прижимами 18, Затем заводят пуансоны 5 в днища 7 так, чтобы часть цилиндрической поверхности пуансонов 5 выравнивала и прижимала к цилиндрической поверхности матрицы днища 7, а другая часть - торцы полуобечайки 1. Через окна 8 в матрицах 2 прихватывают днище 7 с полуобе1107990 чайкой 1, а затем тележку 19 с пуансонами выводят из зоны сварки откидные устройства 21 и прижимы 18 отводят.ДИ 1 ее (фиг.З) верхнюю полуобе-.чайку заводят между днищами 7 и уста- Б навливают на веохние кромки нижней полуобечайки 20,при этом ловители 22 направляют продольные кромки верхней полуобечайки. При помощи полупоясов 15 совмещают кромки верхней полуобечайки 9 и днищ 7, а при помощи ловителей 14 - продольные кромки полуобечаек 1 и 9Затем сваривают ребра жесткости внутри цистерны между собой.Предлагаемый способ позволяет получить оболочковую тонкостенную конструкцию высокой геометрической точности с. минимальными затратами тууда.