Изготовление узлов

Конструктивно-технологическая классификация узлов представле­на на рис. 1 конструктивно-технологическая классификация сборочных единиц корпуса судна, некоторые примеры узлов показаны на рис. 1. Узлы каж­дой группы имеют специфические особенности, что предопределило различные подходы к разработке технологических процессов их изго­товления.

Сварные балки

Балками называют узлы с соотношением длины к боль­шему размеру поперечного сечения более 4,5-5,0. На морских транспорт­ных судах с продольной или смешанной системой набора протяженность всех балок (сварных и прокатных) составляет от 250 до 450 длин корпуса Из них от 6 до 20 % приходится на сварные балки в основном таврового профиля.

Их технологические особенности состоят в простоте сборки из-за небольшого числа деталей; значительной протяженности продольных швов, что делает целесообразным применение автоматической сварки; в склон­ности балок к приобретению остаточных сварочных дефор­маций вследствие большой) отношения длины к размерам поперечного сечения.

Узлы корпусных конструкций
Рис. 1 Узлы корпусных конструкций
а — балка таврового сечения;
б — кницы с прямолинейными и криволинейными поясками;
в — бракета с вырезом и пояс­ком;
г — широкая полоса с ребрами;
д — полотнище из трех листов;
е — фунда­мент;
ж — кингстонная коробка

Простота конструкции предопределила механиза­цию сборки балок.

В сборочно-сварочных цехах судостроительных предприятий используют показанный на рис. 2 агре­гат С КТ-12-1, предназначен­ный для изготовления криволинейных и прямоли­нейных симметричных и не­симметричных тавровых балок длиной 2500-12000 мм, высотой стенки 170-1000 мм, шириной пояска 80-450 мм, наибольшей стрелкой прогиба балки 900 мм с автоматической сваркой под флюсом.

В состав агрегата входят:

  • Колонны с кронштейнами, на которых име­ются захваты для удержания стенки балки;
  • Передняя рабочая тележка с вертикальными и горизонтальными роликами для центровки и при­жатия пояска к стенке балки;
  • Две сварочные головки;
  • Задняя тележка, предназначенная для поддержания поясков свариваемой балки;
  • Пульт управления;
  • Площадка оператора.

При сварке балка автоматически подкантовывается таким образом, чтобы свариваемый участок нахо­дился в положении, близком к горизонтальному. При отсутствии средств механизации балки можно изготавливать на плоских стендах с использованием кондукторов, фиксирующих положение пояска и стенки балки.

Агрегат СКТ-12-1
Рис. 2 Агрегат СКТ-12-1

Собранную балку передают на отдельную позицию для автоматической или полуавто­матической сварки. Короткие тавры, бракеты и кницы с пояс­ками чаще всего имеют тавро­вую или Г-образную форму по­перечного сечения.

Схема передвижного порта­ла над сборочным стендом (а) и схема выгиба листа на стенде (б)
Рис. 3 Схема передвижного порта­ла над сборочным стендом (а) и схема выгиба листа на стенде (б)
1 — несущая балка;
2 — тележка навесного устройства;
3 — пневмоцилиндр для прижима ребра;
4 — захват ребра;
5 — захват балки;
6 — опорное колесо балки;
7 — верхние нажимные ролики;
8 — нижние выдвиж­ные ролики

Если поясок тавра прямой, то для сборки можно использовать те же кон­дукторы, что и для сборки балок. Узлы этой группы с прямоли­нейными поясками целесооб­разно сваривать партией, укла­дывая узлы по непрерывной линии один за другим вдоль ли­нии хода головки сварочного ав­томата.

Широкие полосы с ребрами или поясками

К ним относятся стрингеры, флоры, рамные бимсы и т. п. Сборку и сварку широких полос с ребрами осуществляют на плоских стендах, оборудованных передвижными порталами, как пока­зано на рис. 3.

На портал навешивают устройства для наведения ребра на линию разметки, прижима его к листам и для сварки ребер с листами. При приварке ребер к широким полосам характерным видом деформации являются «домики».

Широкие полосы с ребрами или поясками
Рис. 4 Широкие полосы с ребрами или поясками

Для их предупреждения используют сосредото­ченный обратный выгиб листа роликами, встроенными в стенд и выд­вигаемыми снизу вверх. Одновременно на лист в околошовной зоне нажимают верхние упоры или ролики (рис. 3). Высоту нижних ро­ликов и расстояние между верхними нажимными выбирают такими, чтобы создать в кромке листа поперечные растягивающие напряжения, достигающие 0,5 σt.

Для изготовления коротких тавров и широких полос с набором со­здают специализированные механизированные участки. На рис. 5 показана схема участка, на котором могут изготавливаться кницы, бра­кеты, короткие прямолинейные и криволинейные тавры, флоры и стрингеры длиной от 1,5 до 10 м с вырезами, подкрепленными пояска­ми и ребрами жесткости.

Полотнища секций

Весьма распространенный тип узлов. Предель­ная стрелка прогиба, при которой полотнище выделяют в самостоятель­ный узел, равна 1/50 его меньшего размера в плане. При больших стрел­ках прогиба полотнища собирают в сборочно-сварочных постелях.

Схема механизированного участка для изготовления узлов набора
Рис. 5 Схема механизированного участка для изготовления узлов набора
1 — контейнеры с деталями;
2 — позиционер;
3 — стенд для правки узлов;
4 — накопитель узлов вертикального типа;
5 — сварочный стенд;
6 — универсальный стенд для сборки узлов;
7 — стрела сварочная;
8 — полукозловой кран

Полотнища можно изготавливать по двум организационно-техно­логическим вариантам:

  • Сборка и сварка полотнища в виде отдельного самостоятельного узла, подаваемого на площадку хранения (накопитель), а затем на уча­сток сборки секций;
  • Сборка и сварка полотнищ на первых позициях механизирован­ной поточной линии изготовления плоских секций. После сварки по­лотнище подается на следующие позиции для сборки с ним и привар­ки набора и насыщения.

По первому варианту изготовления полотнищ сборку и сварку лис­тов осуществляют на специализированном участке ССЦ, оборудован­ном плоскими металлическими стендами.

Сварку полотнища, собранного на стенде, осуществляют сначала с одной стороны полотнища, затем полотнище кантуют (переворачи­вают), прострагивают газовым строгачом и подваривают обратную сто­рону шва. Такой способ сварки называют сваркой «на весу». При его выполнении требуется тщательно подгонять стыкуемые кромки и при­менять режимы сварки, не приводящие к прожогам. В то же время шов по всей длине получают качественный благодаря хорошему формированию его обратной стороны после кантовки.

Предпочтительной все же является автоматическая сварка полот­нищ на стенде с желобами, заполненными флюсом (на флюсовой по­душке). Флюс предохраняет от протекания расплавленного металла, позволяет собирать полотнище с увеличенными зазорами между кром­ками листов. Технология сварки при повышенных сварочных зазорах упростила сборку и позволила в большинстве случаев исключить под­резку или прирубку соединяемых кромок и обусловила применение достаточно высоких скоростей сварки.

Секции корпуса
Рис. 6 Секции корпуса

На отечественных заводах широкое распространение получила од­носторонняя сварка с двусторонним (обратным) формированием шва стыковых соединений листов толщиной до 32 мм. Указанный способ ПО сравнению с двусторонней сваркой ведет к отказу от кантовки по­лотнищ, сваренных с одной стороны, что, в свою очередь, позволяет изготавливать крупногабаритные полотнища в цехах с небольшой вы­сотой до подкрановых путей, а также более рационально использовать производственные площади, так как не нужна кантовочная позиция, повышается производительность труда, поскольку уменьшается ма­шинное (основное) время на сварку.

Для практической реализации дан­ного способа создан специальный сварочный стенд, состоящий из элек­тромагнитных балок, оснащенных флюсомедной подкладкой с прижимным устройством. На стендах рассматриваемой конструкции сварку ведут трехдуговым сварочным аппаратом, установленным над полотнищем на портале. Сварку в зависимости от толщины сваривае­мых листов можно производить одной, двумя или тремя дугами.

На заводах применяется также односторонняя сварка на скользя­щем медном ползуне. В этом случае полотнище собирают на обычном рборочном стенде. Листы скрепляют друг с другом гребенками, кото­рые удаляют по очереди в процессе сварки. Перечисленные варианты Стендов и приспособлений для сварки показаны на рис. 7.

Способы сварки стыковых соединений полотнищ
Рис. 7 Способы сварки стыковых соединений полотнищ
а — на флюсомедной подкладке;
б — на флюсовой подушке;
в — на скользящем медном ползуне;
г — «на весу»;
1 — верхний слой флюса;
2 — шлаковая корка;
3 — медная подкладка:
4 — воздушный шланг для поджатая;
5 — нижний слой флюса;
6 — скользящий медный ползун;
7 — электрод

Вследствие большой площади и относительно малой жесткости по­лотнища имеют тенденцию к образованию бухтин (особенно в зонах швов и околошовных) в результате усадки продольных и поперечных швов. Предупредить возникновение бухтиноватости полотнища толщиной до 12-14 мм можно прижатием его к стенду тяжелыми грузами или мощ­ными балками, которые располагают по обеим сторонам свариваемого соединения. В этом случае головка сварочного автомата проходит меж­ду балками. Грузы и балки удаляют только после остывания металла.

Для устранения угловых деформаций («домиков») при использо­вании электромагнитного стенда флюсомедную подкладку располага­ют на массивной балке. Балку можно поджимать снизу под сваривае­мый стык, выдвигая ее на 10-20 мм выше уровня стенда. Когда электромагниты, встроенные в стенд, притягивают листы к поверхнос­ти стенда, в районе стыка получается поперечный изгиб, аналогичный показанному на рис. 3, б, но в стыковом, а не в тавровом соедине­нии. Поперечный изгиб компенсирует угловую сварочную деформацию полотнища и предотвращает появление «домика».

Схемы разбивки корпуса судна на секции при поперечной (а) и продольной (б) системе набора и на блоки (в)
Рис. 8 Схемы разбивки корпуса судна на секции при поперечной (а) и продольной (б) системе набора и на блоки (в)

В корпусе судна устанавливают большое количество фундаментов под механизмы, устройства и т. п. Конструкции судовых фундаментов имеют значительное число коротких и расположенных в разных пространственных положениях швов. К узлам фундаментов предъявляют повышенные требования по обеспечению плоскостности или заданно го обвода опорных поверхностей и к качеству сварных швов. В частности, должны отсутствовать технологические непровары в концах швов, кратеры.

Для обеспечения наиболее удобной сборки и совмещения опорных планок фундаментов в одной плоскости большинство фундаментов собирают и сваривают на жестких плоских металлических стендах или массивных плитах в положении, при котором опорные планки находятся внизу. В опорных плитах имеются поперечные желобы для крепления опорных, фиксирующих и зажимных устройств, которые обеспечивают деталям фундамента строго определенное положение и надежное позиционирование (неподвижность).

Механизированный участок сборки и сварки судовых фун­даментов
Рис. 9 Механизированный участок сборки и сварки судовых фун­даментов
1 — стенды;
2 — консольный кран;
3 — плита для правки;
4 — контейнер транспортный;
5 — позиционер;
6 — поворотная стрела для размещения подающего механизма сварочного полуавтомата;
7 — сборочная плита;
8 — поворотная стрела для подвески инструмента;
9 — контейнер с деталями

Механизированный участок сборки и сварки фундаментов, пока­ранный на рис, 9, включает три последовательно расположенные позиции, оснащенные средствами механизации для сборки конструкций, их сварки, правки, контроля формы и размеров.

В состав технологического оснащения позиции I входит металлическая сборочная плита, имеющая пазы для установки в них сборочных пособлений. На позиции II установлены два позиционера, две поворо­тные стрелы для размещения подающих механизмов сварочных автоматов. Столы позиционеров, так же как и сборочные плиты, имеют пазы для крепления фундаментов.

Позиционеры позволяют вращать свариваемый фундамент вокруг вертикальной оси и поворачивать на 90 ° вокруг горизонтальной оси. В районе сварки устанавливают шланги отсоса вредных газов, крепящиеся к столу позиционера или свариваемому фундаменту с помощью постоянных магнитов. В районе позиции III размещены жесткие металлические плиты для выполне­ния проверочных и правочных работ.

Рекомендуется к прочтению:
Состав и характеристика технологических операций изготовления корпусных конструкций
Изготовление узлов, секций, блоков корпуса судна

Февраль, 01, 2018 137 0
Читайте также