ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СБОРКИ И КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ПОЛА КАБИНЫ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ЗИЛ-130 И ЗИЛ-131
Действующая на Московском автомобильном заводе «ЗИЛ» автоматическая линия предназначена для комплексной сборки полов (оснований) кабин грузовых автомобилей. Она (по описанию М. М. Фишкиса) обеспечивает выпуск 65 изделий в час с законченным циклом сборки-сварки изделия 47 с.
Пол кабины состоит из трех сборочных единиц: панели пола, каркаса пола и каркаса подставы сиденья водителя, собираемых посредством 302 сварных точек. Толщина металла панели пола 1,5 м, каркаса пола 3 мм.
В состав линии (рис. 89) входят: специальный многобойковый пресс 2 для расклепывания 42 резьбовых втулок в панели пола, рельефный пресс 4, 5 с выдвижным столом для сварки каркаса пола по 36 точкам-рельефам, одна двухэлектродная машина 8 для прихватки каркаса подставы сиденья к панели пола, пять специальных многоэлектродных многотрансформаторных сварочных машин 11 для сварки пола в 204 точках, специальный шаговый конвейер с 13-ю приспособлениями-спутниками и четыре манипулятора — 3, 7, 9, 10 типа «механическая рука». Кроме того, на
линии имеются четыре вспомогательные позиции — 1, 6, 13 и 14. Действие всех устройств на линии обеспечивается системой взаимосвязанных гидравлических и электрических приводов. Общая мощность сварочных трансформаторов, установленных на линии, 2500 кВ-А при ПВ 50%. Обслуживают всю линию пять операторов.
Особенность конструкции многобойкового пресса состоит в том, что каждая резьбовая втулка расклепывается отдельным пистолетом с гидроприводом приблизительно так же, как работают сварочные пистолеты в многоэлектродной машине. Давление жидкости в гидросистеме 70—360 ат.
Установленные на линии четыре механические руки аналогичны по конструкции и действуют автоматически. Механическая рука состоит из вала, вращающегося в подшипниках, которые установлены на обслуживаемом агрегате линии. На валу укреплена рама, несущая захваты для изделия. На этом же валу имеется контргруз для уравновешивания захватов и уменьшения усилия для поворота руки. Поворот осуществляется зубчатым колесом и рейкой, установленной на штоке гидроцилиндра. Работой руки управляет кулачковый командоаппарат. Этот же аппарат передает команды на другие органы линии.
Процесс сборки и сварки пола кабины осуществляется в следующем порядке (рис. 89). Сборка пола начинается на позиции 1, откуда штампованная панель с предварительно установленными вручную в отштампованные гнезда (отверстия) в ней 42-мя резьбовыми втулками подается на специальный многобойковый гидравлический пресс 2 для развальцовки их в местах установки на панели. Затем панель пола с развальцованными втулками перекладывается механической рукой 3 на приспособление-спутник 12, на котором предварительно механической рукой 7 устанавливается каркас панели пола, собранный и сваренный на прессе 4, 5 и переданный на позицию 6.
После перемещения приспособления-спутника на следующую позицию 13 на подсобранную сборочную единицу механической рукой 9 устанавливается каркас подставы сиденья водителя и посредством машины 8 сваривается с панелью пола. Затем, перемещаясь возвратно-поступательным конвейером с шагом 3000 мм, изделие на приспособлении-спутнике проходит операции сварки на пяти машинах 11 и попадает на платформу гидроподъемника, находящуюся в верхнем положении. Собранный и сваренный пол кабины снимается с приспособления-спутника механической рукой 10 и передается на позицию 14 поперечного цепного конвейера, с которого вручную подвешивается на не показанный на рис. 89 подвесной конвейер толкающего типа описанной ниже в п. 47 линии общей сборки и сварки кабины. Освободившееся приспособление-спутник гидроподъемником опускается на нижнюю ветвь и перемещается шаговым конвейером обратно к начальной позиции сборочной линии. Гидроподъемники в конце и в начале линии
действуют синхронно, поднимаясь и опускаясь одновременно. При этом, когда платформа одного из гидроподъемников освобождается от приспособления-спутника, платформа другого гидроподъемника загружается таким же приспособлением.
Верхняя рабочая ветвь шагового конвейера сборочной линии и нижняя холостая ветвь имеют самостоятельные приводы перемещения приспособлений-спутников. Эти приспособления сцепляются между собой в виде поезда с помощью специальной автосцепки, причем при опускании спутников с рабочей ветви конвейера на холостую ветвь и при подъеме из холостой ветви на рабочую приспособления-спутники расцепляются.
Конструкция приспособления-спутника представляет собой сварную раму из швеллеров, на которой смонтировано сварочное приспособление. Перемещается спутник на четырех катках, из которых два с цилиндрическим, а два других с шевронным профилем. Шевронные катки перемещаются по трехгранному рельсу. Этим достигается точная ориентация приспособлений относительно продольной оси сварочных машин. Точность остановки спутников относительно поперечной оси сварочных машин и гидроподъемника обеспечивается специальными пневматическими фиксаторами.
Значительное улучшение первоначальной работы автоматической линии сборки и сварки пола кабины достигнуто в процессе ее освоения путем модернизации системы транспортировки. В начале движения приспособлений-спутников ввиду их большой массы неизбежно происходил удар при выборе зазоров в зацеплении спутников, что ухудшало эксплуатационные свойства линии. Использование в системе привода двухскоростного электродвигателя позволило устранить этот недостаток. При этом общая скорость движения автоматической линии возросла, продолжительность цикла сварки снизилась с 55 до 47 с.
Установленные на линии многоэлектродные сварочные машины имеют унифицированную типовую конструкцию. Каждая из машин линии снабжена подъемным столом, имеющим вертикальный ход 800 мм.
Пол кабины первоначально сваривали на многоэлектродных - сварочных машинах И с двусторонним подводом тока. Для сварки 204 точек с шагом 50 мм на пяти машинах линии смонтировано 100 сварочных малогабаритных трансформаторов типов ТК 30.05, ТК 32.07 и ТК 32.09 завода «Электрик», 296 гидравлических пистолетов, 340 гибких и жестких шин. Однако конструкция многоэлектродных машин с двусторонним токоподводом в условиях автоматической линии с применением приспособлений-спутников оказалась ненадежной в эксплуатации из-за непостоянства сопротивлений контактов «нижний электрод-деталь» и разъемных контактов «шина спутника-электрод обратного токоподвода». В результате этого машины не обеспечивали стабильности качества сварки, а простой линии достигал 20%.
Для улучшения процесса сварки пола кабины были проведены исследования сварки низкоуглеродистой стали толщиной 1—3 мм с односторонним токоподводом при шаге 100 мм. Положительные результаты получены на режимах: сварочное усилие 410—430 кгс, сила тока 14 ООО - 15 ООО А, время сварки точки 0,55—0,5 с.
На основании проведенных исследований установленные на линии сварки пола кабины многоэлектродные машины были переоборудованы по схеме одностороннего токоподвода. При этом освободились 47 сварочных трансформаторов, 92 гидравлических сварочных пистолета, 138 гибких и жестких шин. Расход электроэнергии снизился примерно в 2 раза. Диаметр сварных точек несколько увеличился, качество сварки резко возросло.
Анализ работоспособности сварочных машин в течение длительного периода выявил ряд причин, вызывавших простои линии вследствие недостаточного совершенства ее автоматических и других устройств. По новому проекту, осуществленному в процессе освоения линии, были проведены необходимые мероприятия, позволившие значительно сократить время простоев и улучшить условия обслуживания автоматики дежурным персоналом средней квалификации.
Таким образом, на последнем этапе освоения и модернизации линии была произведена замена контактной коммуникации цепей сварочных трансформаторов с игнитронными контакторами — тиристорными устройствами с применением специальных регуляторов сварочных циклов. Это обеспечило высокую точность регулирования сварочного тока и времени сварки каждым трансформатором, установленным на многотрансформаторной машине. Такое решение позволило значительно повысить качество сварных соединений.
