ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ

Эта линия (по описанию П. И. Севбо, дополненному матери­алами С. А. Куркина и В. М. Ховова) представляет собой один из самых совершенных образцов комплексной автоматизации сва­рочного производства. Она охватывает полный комплекс произ­водства, включающий в себя не только сборочно-сварочные, но и все заготовительные и отделочные операции.

В ней осуществлены наиболее прогрессивные принципы по­строения автоматических линий высшего класса: использование вальцесварочных комбайнов; непрерывность действия; совмещение сборочных операций со сварочными; совмещение технологических движений в процессе штамповки и сварки с линейным — транс­портным; строгая синхронность операций и соблюдение точного ритма производства; полная автоматизация всех основных и вспо­могательных операций, а также операций управления; весьма высокое значение коэффициента комплексности (га = 0,95), харак­теризующего степень охвата автоматизацией всего комплекса производственных операций.

Стальной отопительный радиатор панельного типа собирается и сваривается из двух штампованных листов с гофрами, образу­ющими после сварки зигзагообразный канал для горячей воды (рис. 81).

Исходным материалом для изготовления этих радиаторов слу­жит рулонная полосовая сталь толщиной 1,5 мм и шириной 600— 650 мм. Радиаторы могут быть пяти стандартных типоразмеров, отличающихся длиной панели: 545 , 694, 1018 и 1190 мм. К каж­дому радиатору приваривается два трубчатых присоединительных штуцера 3/4".

Изготовляют радиаторы на линии в следующем порядке. Один или два раза в смену в накопитель 1 (рис. 82) со склада с помощью местного крана подается несколько рулонов полосовой стали.

Периодически, по мере расходования рулонов на линии, два очередных рулона специальным механизмом подаются из накопи­теля в разматыватель 2 двухпозиционного типа, откуда металл с обоих рулонов поступает в линию. После включения кнопки «Пуск» оба рулона одновременно разматываются в полосы, рас-

положенные в два яруса — одна над другой. Разматывание проис­ходит под действием приводных и правильных валков 3 и 4, одно­временно подающих полосы в двухъярусную формовочную ма­шину 5.

В формовочной машине происходит выдавливание (штамповка) каналов будущего радиатора. Эта операция выполняется непре­рывно с помощью парных, синхронно вращающихся валков -— штампов, один из которых выполняет роль матрицы, а другой — пуансона (рис. 83). Для этой цели цилиндрические поверхности валков снабжены соответствующими выступами и впадинами. Двухъярусная формовочная машина 5 (рис. 82) ^(для верхней и нижней полос) по своему конструктивному оформлению напоми­нает четырехвалковый стан холодной прокатки листового металла или стан периодического проката, когда профиль перио­дически повторяется при каждом обороте валка. Развертка цилиндрической поверхности валка служит повторяющимся штампом. -

Следующая операция — присоединение к верхней ленте па­трубков — осуществляется на движущейся ленте контактной сты­ковой сваркой оплавлением.

При разработке автоматической линии радиаторов одной из сложных проблем оказалась проблема автоматической приварки на ходу двух патрубков к каждому радиатору в строго заданных местах, соосно с отверстиями в корпусе радиатора. По ТУ диаметр отверстия должен быть равен внутреннему диаметру патрубка. Даже минимальное смещение патрубка относительно отверстия недопустимо, так как может привести к браку. Эта проблема решена путем совмещения в машине 6 функций сборки, приварки патрубков и последующей прошивки отверстий в ленте. «Летучая» машина 6 состоит из двух сварочных головок, укрепленных на станине и перемещающихся во время сварки. Каждая головка позволяет осуществить автоматическую подачу одновременно двух патрубков из накопителя к месту сварки, приварку этих патруб­ков и прошивку отверстий в ленте под патрубками.

Работает машина следующим образом. Конечный выключатель от соответствующего выступа на движущейся ленте дает команду на сцепление сварочной головки с лентой. Срабатывает специаль­ное зажимное устройство и сва­рочная головка совместно с лентой перемещается по направляющим на станине. Относительное рас­положение сварочной головки и ленты в это время не меняется.

Во время движения головки

происходит автоматическая подача г-Л twl Ivvl К-И одновременно двух патрубков на ленту и приварка их к ленте ме­тодом контактной сварки оплавле­нием.

По окончании сварки через от­верстия в нижних электродах ма­шины выдвигаются два пуансона, которые прошивают отверстия задан­ного диаметра в ленте и развальцо­вывают лишний металл по стенкам патрубков. Чтобы при этом не умень­шилось проходное сечение патруб­ков, в них предварительно выполнены специальные проточки. После окончания сварки и прошивки сварочная головка расцеп­ляется с лентой и специальным механизмом быстро возвращается в исходное положение.

Для обеспечения высокой надежности линии на станине уста­новлены две сварочные головки, каждая из которых может рабо­тать как независимо, так и совместно с другой.

В отечественной и зарубежной практике аналогов такой ма­шины не существует.

После приварки патрубков ленты накладываются одна на дру­гую и совместно подаются специальным тянущим валковым при­водом 7 в многоэлектродную контактную сварочную машину 8 для соединения между собой обеих штампованных лент в проме­жутках между каналами. Как и в предыдущей сварочной опера­ции, задача осложняется необходимостью производить сварку на движущейся ленте. Следовательно, и здесь необходимо использо­вать «летучую» машину.

Машина 8 состоит из четырех подвижных сварочных блоков, укрепленных на станине, и механизма зачистки электродов. Блоки могут качаться вокруг горизонтальной оси перпендику­лярно направлению движения ленты. Каждый сварочный блок состоит из рамы, на которой укреплены четыре сварочных транс­форматора, соединенных гибкими токоподводами с электродными устройствами, и механизма для сцепления рамы со свариваемой лентой на время сварки. Электродные устройства укреплены на раме с возможностью поворота на заданный угол вокруг горизон­тальной оси для периодической зачистки электродов по мере их износа.

Машина может производить сварку одновременно двух рядов точек, в то время как два других сварочных блока находятся в положении зачистки электродов. Включение электродных ком­плектов в работу и поворот их на зачистку осуществляется авто­матически с помощью специального электронного устройства.

Машина 8 обеспечивает сварку семи точек в ряду при мини­мальном шаге между рядами 40 мм на панельной ленте, движу­
щейся со скоростью до 2 м/мин. Команду на включение свароч­ного блока машина получает от движущейся ленты при прохожде­нии соответствующего выступа под конечным выключателем. При этом сварочный блок специальным устройством жестко сцепляется с лентой и перемещается с ней во время сварки. По окончании сварки ряда точек блок автоматически расцепляется с лентой и под действием пневмопривода возвращается в исходное поло­жение.

После выполнения заданного программой числа сварок элек­тронное устройство дает команду на разворот электродных блоков в положение «Зачистка» и включение зачистных устройств. В это время автоматически в положение «Сварка» разворачиваются два других сварочных блока, находившихся до этого в положении «Зачистка». Так обеспечивается непрерывная работа машины без остановок на зачистку электродов. Установленная мощность машины 1820 кВ-А, масса ее 11 Мг.

По окончании точечной сварки межканальных промежутков панельная лента через второй тянущий валковый привод 7 по­дается в контактную роликовую машину 9 для шовной сварки одновременно двух продольных швов по кромкам панельной ленты. По своей конструкции она весьма проста, так как представляет собой две пары электродных роликов, вращаемых вторым и третьим тянущими валковыми приводами 7 автоматической ли­нии и питаемых сварочным током от соответствующего пункта питания электроэнергией. Сварка продольных швов производится непрерывно со скоростью продвижения ленты. Машина устано­влена стационарно и не имеет «летучих» блоков.

Последняя сварочная операция по ходу непрерывного движе­ния панельной ленты — сварка поперечных швов радиатора. Эта задача значительно сложнее предыдущей, так как направление швов не совпадает с направлением движения ленты, а перпенди­кулярно ему. Следовательно, машина 10 должна быть снабжена «летучими» сварочными каретками, выполняющими одновременно сварку двух поперечных швов на ходу.

После сварки всех швов панельная лента радиатора через очередной четвертый валковый привод 7 поступает на летучие гильотинные ножницы 11, которыми лента разрезается между двумя соседними поперечными швами на отдельные радиаторы. Тянущие валковые приводы 7 захватывают панельную ленту лишь по ее продольным кромкам, так как середина занята гофрами. Далее через подводящий конвейер 12 радиаторы попадают в гиль­отинные ножницы 13 для обрезки продольных кромок. Получен­ные таким путем готовые радиаторы подаются в многопозиционный пресс 14 для гидравлических испытаний. Изделия, прошедшие испытания, по отводящему конвейеру 15 поступают в отделение покраски и сушки, а затем — на склад готовой продукции.

Производительность автоматической линии 500 ООО радиаторов в год. Ее обслуживают только два оператора-наладчика. Мощ­

ность сварочных машин: установленная 3360 кВ А; потребляемая одновременно 1540 кВ А. Суммарная установленная мощность электроприводов прочего оборудования 110 кВт. Скорость дви­жения ленты, а следовательно, и производительность линии может регулироваться в пределах 1,5—2 м/мин. Экономический эффект от внедрения этой линии составляет около 1 млн. руб. в год. Такой высокий эффект достигнут благодаря применению непре­рывной формовки в валках, вместо обычной прерывистой штам­повки в прессах; непрерывности и совмещению многих операций сборки и сварки, замене операции разрезки полосы на отдельные плоские элементы операцией разрезки готовой панельной ленты в конце линии; и наконец, вследствие полной автоматизации всего технологического процесса, включая и операции управления.