Способ кантования крупногабаритных изделий

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к способам кантования , предназначенным преимущественно для сборки и сварки крупногабаритных корпусных деталей, где требуется поворот изделия. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения кантования изделий с центром тяжести, смещенным вдоль оси кантователя относительно оси симметрии расположения стоек кантователя. После за крепления изделия 18 в зажимах 5 осуществляют перемещение зажимов 5 с изделием 18 относительно стоек 3, 4 вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы изделие - зажимы с осью симметрии расположения стоек 3, 4, после чего осуществляют кантование. Благодаря равномерному распределению нагрузки на каждую стойку увеличивается срок службы кантователя . 3 ил. , 1 табл.

СО}ОЭ СОВЕТСНИХ

ШУФ

РЕСПУБЛИН () в 23 к 37/047

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4677749/27 (22) 11.04.89 (46) 23.12.91. Бюл. N 47 (72) Н.Ф.Четвериков и А.П,Терновой (53) 621 ° 791.039 (088.8) (56) Сварочное производство, 1988, N 3, с. 24, 25.

Рыморов Е.В. Новые сварочные приспособления, - Jl.: Стройиздат, 1988, с. 50, фиг.36.

Горошкин А.К, Приспособления для металлорежущих станков: Справочник, М.: Машиностроение, 1979, с. 53, табл. 39, с.58, табл.44.

Авторское свидетельство СССР

N 988507, кл. В 23 К 37/04, 1981.

Механическое сварочное производство. - НИИМАШ, С-.Х-5. М., 1971, с. 56, 57, фиг. 34-35 ° (54) СПОСОБ КАНТОВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к машино„,Я0„„1699754 А 1

2 строению, а именно к способам кантования, предназначенным преимущественно для сборки и сварки крупногабаритных корпусных деталей, где требуется поворот изделия. Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения кантования иэделий с центром тяжести, смещенным вдоль оси кантователя относительно оси симметрии расположения стоек кантователя, После закрепления изделия 18 в зажимах 5 осуществляют перемещение зажимов 5 с иэделием 18 относительно стоек 3, 4 вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы изделие - заI М жимы с осью симметрии рас:1оложения стоек 3, 4, после чего осуществляют кантование. Благодаря равномерному распределению нагрузки на каждую стойку увеличивается срок службы кантователя. 3 ил., 1 табл.

1699754

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам канто-= вания, предназначенным преимущественно для сборки и сварки крупногабаритных корпусных деталей.

Известен способ кантования крупногабаритных изделий, согласно которому свариваемый корпус устанавливают на смонтированный е опорах при- 1О водной и неприводной стоек ложемент, закрепляют с помощью прижимов и (1 страховочных цепей, осущесгBpRloT его вращение (реверсивное) в удобное для сварки положение, после чего воэ- 15 вращают в исходное положение, раскрепляют er a и снимают для передачи на следующую позицию сборки согласно технологическому процессу.

Недостатком известного- способа кантования крупногабаритных иэделий являются ограниченные технологические возможности. Объясняется это тем, что кантонание крупногабаритных изделий осуществляют с несимметричным расположением центра тяжести системы изделие - ложемент,относительно опор" ных элементов приводной и холостой стоек. При этом распределение нагруз- 3О ки на эти стойки неравномерно, что вызывает их неравномерный износ, а более нагруженная стойка - повышенный коэФФициент запаса прочности, Эти обстоятепьства в свою очередь,, снижают соответственно их срок службы и увеличивают металлоемкость, а следовательно и снижают технологические возможности способа кантования в целом. 40

Известен способ кантования крупногабаритных изделий, при котором свариваемый каркас крыши вагона метро устанавливают по упорам и крепят к стенду пневмоприжимами, расположенными на опорной части, состоящей из двух незамкнутых цевочных колец с подъемниками, предназначенными для разворота каркаса на 90-189

Затем разворачивают каркас в удоб- >О ное для сварки положение и осуществляют сборку, после чего разворакивают каркас в исходное положение, убирают пневмоприжимы и передают на . следующую позицию сборки, 55

Недостатком данного способа кантования крупногабаритных изделий являются ограниченные технологичес кие воэможности, так как кантоьание крупногабаритных изделий осуществляют только с симметричным расположением центра тяжести системы изделие - незамкнутые цевочные кольца относительно опорных элементов металлоконструкции, Кантование иэделий с несимметричным расположением центра тяжести приводит к неравномерному распределению нагрузки между опорными элементами и деталями привода, что увеличивает их износ и повышает коэФФициент запаса прочности для деталей наиболее нагруженной стойки, снижая -оответственно срок службы и увеличивая металлоемкость их, а следовательно, и ограничивая этим технологические воэможности способа кантования в целом.

Известен способ кантонания крупногабаритных изделий, Ilo которому, кроме основной операции - поворота изделий н удобное положение для сварки, осуществляют посредством выдвижных пинолей от пневмоцилиндров автоматический захват при его подаче тележечным конвейером в зону сварки, последующем подъеме на высоту, удобную для сварки и укладки на тележку конвейера для возврата н исходное положение и транспортировки на следующую позицию сборки °

Недостатком известного способа явпяются также ограниченные технологические возможности. Объясняется это тем, что выдвижение от пневмоцилиндрон пиноли обеспечивают только операции автоматического захвата (быстрое закрепление) изделия при сборке и сварке и не обеспечивают операции перемещения пинолей с изделием относительно стоек вдоль их общей оси вращения до совмещения центра тяжести иэделия с осью симметрии расположения стоек. Это создает неравномерное распределение нагрузки на каждую стойку,. что повышает их износ и одновременно сокращает срок службы, а следовательно, и ограничивает технологические возможности. Кроме того, закрепление, поворот и укладка иэделия осуществляются посредством си( ловых и подъемных механизмов, не обеспечивая при этом ранномерного распределения нагрузки на каждую

>шпиндельную бабку с выдвижными пинолями. Это повышает металлоемкость вращателя, а,, также вызывает неравномерный из ос егo деталей, GT лего на169979> рушается соосность пинолей, что приводит к дополнительным нагрузкам при повороте изделия, Такие нагрузки снижают срок службы деталей шпиндельной бабки с пинолями, а следовательно, ограничивают их технологические возможности при кантовании ° Наличие осевых нагрузок при закреплении изделия пневмоцилиндрами через пиноли вызы- 10 вает их дополнительный износ, что требует увеличения запаса про ности материала, а следовательно, увеличения металлоемкости шпиндельной бабки, и снижает срок службы.ее деталей, or- 15 раничивая при этом способ кантования крупногабаритных изделий в целом.

Так как для сборки каждого изделия необходимо его поднять на высоту, закрепить, опустить подъемник, по- g0 вернуть изделие, опустить его на тележку конвейера, не обеспечивая равномерного распределения нагрузки на ,опорные элементы, то детали их подвергаются интенсивному износу, что увеличивает металлоемкость и снижает срок их службы, а следовательно, и orраничивает технологические возможности способа кантования .

Известен способ кантования крупногабаритных изделий, согласно кото рому сначала перемещают неприводную стойку относительно приводной стойки, а затем устанавливают в пазах крепежных приспособлений, после чего перемещают изделие вдоль этих пазов, и совместив при этом центр тяжести изделия с осью кантования (направление перемещения - тангенциальное относительно оси кантования), закрепля- 40 ют.его. Далее осуществляют сборку, включая операции демонтажа изделия, перекрытого в зоне расположения пазов приспособлений, например, на величину Ь - 1)0 -. 480 мм.

Недостатком известного способа явl ляются ограниченные технологические возможности из за высокой металлоемкости и малого срока службы опорных элементов при кантовании крупногаба- ритных изделий. Объясняется это тем, что совмещение центра тяжести изделия осуществляется только вдоль пазов в тангенциальном направлении относительно общей оси кантования, а не ,между опорными элементами стоек, что

,исключает равномерное распределение

:нагрузки между стойками, повышает износ и увеличивает металлоемкость их деталей, ограничивая при этом технологические воэможности кантования.

Перемещение неприводной стойки относительно приводной осуществляют э зависимости от типоразмера иэделия и расстояния между осями крепежных отверстий. При этом разность размеров между габаритом изделия и осями крепежных отверстий определяет различные по длине консоли изделия, что требует по крайней мере, наличия трех пазов на каждом приспособлении, Так как каждый паз выбран прежде всего из условия прочности и надежности закрепления крупногабаритных иэ,алий, то его минимальная величина 50160 мм. При наличии трех пазов габаритный размер по длине опорнои плиты крепежного прспособления равен 1 „ = (50-160) Х 3 = 150-480 мм.

Такой габарит плиты по длине затрудняет сборку изделия в зоне расположения пазов приспособлений, что вызывает дополнительные операции его о демонтажа, кантования изделия на 180 последующей установки и закрепления его на эти же приспособления для продолжения сборки. Это снижает производительность труда, повышает износ и металлоемкость опорных элементов приспособлений, ограничивая тем самым технологические возможности спо-, соба кантования в целом.

Известен способ кантования крупно" габаритных изделий, по которому после установки на приводную и холостую стойки основания поворотной рамы и закрепления на нем изделия осуществляют его поворот в положение статического равновесия относительно общей плоскости расположения осей вращения поворотной рамы. При этом исключают перемещение центра тяжести изделия относительно опорных элементов приводной и холостой стоек до совмещения с осью их симметрии, Недостатком известного способа кантования являются ограниченные тех", нологические воэможности, Объясняется это тем, что способ не обеспечи.вает равномерного распределения на- грузки на каждую стойку из-за отсутствия операции совмещения центра тяжести изделия с осью симметрии расположения стоек. Это вызывает неравномерный износ опорных элементов стоек, нарушая соосность общей оси кантования, что приводит к дополнительным

1699754 ударным нагрузкам при повороте изделия в процессе сборки. Одновременно при этом увеличивается металло1 емкость опорных поверхностей стоек из-за увеличения запаса их прочности от дополнительных нагрузок и уменьшается срок службы из-за неравномерного износа деталей. стоек, что ограничивает, таким образом, технологические возможности способа кантования в целом, Известны и другие способы кантования крупногабаритных изделий, однако все они отличаются высокой металлоемкостью и малым сроком службы при кантовании изделий с центром тяжести, смещенным вдоль оси кантовате" ля относительно оси симметрии расположения стоек кантователя, что ограничивает технологические возможности способов кантования, Кроме того, кантование только однбго вида изделия с симметричным расположением центра тяжести относи- 25 тельно стоек также ограничивает технологические возможности способа, так как кантование изделий с несим.метричным расположением его центра тяжести вызывает неравномерное рас- ЗО пределение нагрузки на каждую стойку °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому; является . способ кантования крупногабаритных изделий, при котором после подъема изделия с конвейера на заданную высоту и закрепления его пневмоцилиндрами, перемещающими пиноль приводной стойки и бабку холостой стойки навстРечу друг другу, осуществляют по- 4О ворот пинолей с изделием на 180, после чего Раскрепляют и опускают его специальными подъемниками обратно на конвейер для продолжения сборки с последующей транспортировкой на следующую позицию по техпроцессу.

Недостатком известного способа являются его ограниченные технологические возможности. Объясняется этс, тем, что при операциях подъема, . закрепления и кантования в процессе сборки используют. только те изде лия, у которых центр тяжести симметрично расположен относительно осей симметрии расположения пинолей приводной и холостой стоек, и не исполь- 5 зуют изделия, у которых центр тяжести смещен относительно оси симметрии расположения пинолей этих же стоек.

В результате этого не используют операции по перемещению пинолей с изделием относительно стоек вдоль оси кантования до совпадения центра тяжести системы изделие — пиноли с осью симметрии расположения стоек, что сокращает номенклатуру обрабатываемых изделий в процессе их сборки, а следовательно, ограничивает технологические возможности способа кантования, . Кроме того, быстрое закрепление изделия при перемещении пинолей навстречу друг другу относительно пневмоподъемников не уравновешивает его массу, а вызывает дополнительно изгибающий момент на детали стоек, отчего нагрузка становится знакопеременной, что требует повышенного запаса прочности деталей и увеличивает их износ, а это в свою очередь, увеличивает металлоемкость и снижает срок их службы, ограничивая тем самым технологические возможности способа кантования в целом, Быстрое закрепление изделия пневмоцилиндра с выдвижными пинолями, смонтированными на опорных элементах, например приводной и холостой стойках, не обеспечивает равномерного распределения нагрузки на их детали в осевом и тангенциальном направлениях, так как расположены они несоосно не только между собой, но и с изделиями. Это создает дополнительные изгибающие и ударные нагрузки от момента сил, действующего на стойки в осевом и тангенциальном направлениях, что повышает износ их деталей, снижает срок службы, а следовательно, и ограничивает их технологические возможности, а также технологические возможности способа кантования в целом.

Цель изобретения расширение технологических возможностей путем обеспечения кантования изделий с центром тяжести, смещенным вдоль оси кантователя относительно оси симметрии расположения его стоек.

Поставленная цель достигается за счет изменения порядка выполнения действий во времени. Так, при способе кантования крупногабаритных изде-. лий, включающем закрепление изделия в поворотно-выдвижных зажимах двухстоечного кантователя, поворот зажимов с изделием для установки его в

1699754 удобное для обработки положение, а после проведения обработки возврат в исходное положение, раскрепление и съем его для передачи на следующую позицию сборки, после закрепления изделия в зажимах осуществляют перемещение зажимов с изделием относительно стоек вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы иэделие - зажимы с осью симметрии расположения стоек.

8ыполнение операции перемещения

1зажимов с изделием относительно стоек вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы изделие зажимы с осью симметрии расположения стоек после закрепления изделия в зажимах обеспечивает равномерное распределение нагрузки на каждую стойку, что уменьшает износ их опорных элементов и обеспечивает соосность поворотно-выдвижных зажимов с изделием относительно общей оси вращения. Это исключает дополнительные ударные нагрузки в зажимах при кантовании крупногабаритных..изделий, снижая при этом запас прочности их деталей, что в своа очередь снижает металлоемкость и увеличивает срок их службы, а следовательно, и расширяет технологические возможности способа кантования в целом.

На фиг.1 представлен двухстоечный кантователь, вид спереди, после закрепления изделия в зажимах, когда

Ц.Т..изделия не совмещен с осью симметрии расположения стоек на фиг.2 - то же, вид сверху, после закрепления системы изделие - зажим, когда Ц.Т. изделия совмещен с осью

1 симметрии расположения стоек,на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 (в момент начала кантования после вывода фиксатора из стопорного диска) .

Кантователь крупногабаритных изделий содержит раму 1, на которой размещены привод 2,приводная 3 и неприводная 4 стойки,поворотно-выдвижные зажимы 5. Последние выполнены в виде двух пинолей, установленных соосно и закрепленных консольно на стойках 3 и 4 с возможностью взаимодействия между собой.

Каждый поворотно-выдвижной зажим

5 состоит из корпуса подшипника 6, собранного с соответствующим при-.. водным 7 или неприводным 8 валом и приводным 9 или неприводным 10 крон-

30 стопорным диском 12, а затем вклю чать привод 2 вращения. Изделие 18 находясь на кронштейнах 9 и 10 поворотно-выдвижных зажимов 5, через корпуса подшипников 6 равномерно передает при этом нагрузку на стойки

3 и 4„ а также на зубчатое колесо

11 и другие детали привода 2, Пере55 кантовав до требуемого положения сборки, фиксатором 13 стопорят диск

12. По окончании сборки, например в положении I, его кантуат в поло1

40 штейном. Кронштейны 9 и 10 расположены друг против друга и размещены на концах валов 7 и 8. С другой стороны приводного вала 7 установлено зубчатое колесо 11, а с другой стороны неприводного вала 8 - стопорный диск 12 с фиксатором 13. На каждом кронштейне 9, 10 размещены упоры — левый 14 и правый 15, опорный платик 16 и два прижима 17. Креп- ление кронштейнов 9 и 10 к валам 7 и 8 зажимов 5 фланцевое.

Пример. Иэделие 18, например крупногабаритную корпусную деталь с центром тяжести, смещенным вдоль оси кантования относительно оси симметрии расположения стоек 3 и 4, в вертикальном положении устанавливают до левого 14 и правого 15 упоров, размещенных на кронштейнах 9 и 10, после чего закрепляют его прижимами 1.7 к опорным платикам 16, Одновременно с перемещение системы изделие — зажим изменяются расстояния Р, и 8 между опорными элементамй стоек 3 и 4 и кронштейнами

9 и 1О поворотно-выдвижных зажимов 5 (фиг.1) до величины о (фиг.2).

При этом нагрузка в каждой стойке 3, 4 распределяется равномерно по вб" солютному значению величин только тогда, когда совмещен центр тяжести системы иэделие — зажим с осью симметрии расположения стоек, Контроль эа распределением нагрузки на каждую стойку 3, 4 осуществляют по показаниям тензодатчиков силы (не показаны) . ° После этого окончательно закрепляют поворотно-выдвижные зажимы 5 на стойках 3 и 4. В этом положении осуществляют сборку изделия

18, укладывая детали одна эа другой и одновременно кантуя вокруг оси в удобное положение для сборки. При кантовании необходимо освободить фиксатор 13 от взаимодействия со

1699754

Г кг В,, кг j Д, кг

А, 4500 100 2410 2090 320 (14,2r)

4500 50 2330 2170 160 (7, )

2850 4500 2250 . 2250 (0i) 40

55 жение II и так далее до полного завершения всего процесса сборки, При этом в каждом положении выводят Фиксатор 13 из паза диска 12, включают привод 2 и через зубчатое колесо 11 на приводном валу 7 и далее через поворотно-выдвижные зажимы с издели ем 18 осуществляют его кантование. ,По достижении положения ?Х Фиксатор

13 заводят в паз диска 12. Далее ,процесс повторяется во всех положениях кантуемого изделия 18 до полного окончания его сборки, после чего изделие 18 снимают. следующий цикл работы на кантователе повторяется, начиная с установки изделия

18 в положение I, При этом регулировка относительного расположения каждого изделия 18 между зажимами 5 . .с кронштейнами 9 и 10 не производится. Регулировка расстояния между; поворотно-выдвижными зажимами 5 при установке нового иэделия 19 (не показано) другой серии с большими или

Из анализа результатов, зависящих от смещения центра тяжести массы зажимов с изделием относительно стоек вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы изделие зажим, с осью симметрии расположения стоек, следует, что величина

= 0 кг (03) является оптимальной, так как нагрузка на стойки распределена равномерно, что исключает неравномерный изиос опорных деталей стоек, обеспечивая при этом соосность их общей оси вращения, а следовательно, и исключает дополнительные ударные нагрузки при повороте зажимов с изделием. Это увеличивает срок службы кантователя и снижает его металлоемкость, что в свою очередь расширяет технологические возможности.

При величине Д ) О кг (ОЖ) увеличивается неравномерность распре,деления нагрузки между стойками, что повышает износ их деталей и нарушает

25 меньшими габаритами по ширине произ- водится после закрепления изделия в зажимах 5.

Результаты оценки действия нагрузки на стойки 3 и 4 кантователя и его детали привода 2, а также металлоемкости в зависимости от величины перемещения центра тяжести массы зажимов

5 с иэделием относительно стоек до совмещения его с осью симметрии расположения стоек 3,и 4 приведены в таблице для расстояния между стойками L = 2850 мм и массы изделия с зажимами Р = 4500 кг (где 8,т - величина смещения центра тяжести массы зазажимов с изделием относительно оси симметрии расположения стоек, А - реактивная сила, действующая на приводную стойку,  — реактивная сила, действующая на холостую стойку, Ь - величина увеличения нагрузки на одну стойку (процент неравномерности распределения нагрузки) по отношению к оптимальному варианту). соосность расположения общей оси поворота зажимов с иэделием. Это приводит к дополнительным ударным на" грузкам, что повышает износ и увеличивает металлоемкость кантователя, а следовательно, и ограничивает технологические возможности.

Использование предлагаемого способа позволяет производить кантование крупногабаритных изделий со смещенным центром тяжести системы изделие - зажим относительно оси симметрии расположения стоек, что позволяет снизить металлоемкость, увеличить срок службы кантователя, а также расширить номенклатуру обрабатываемых изделий, увеличив при этом производительность, а следовательно, и расширив технологические воэможности способа кантования.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить также срок службы кантователей за счет исключения дополнительных нагрузок на де1699/54

15 тали привода и стоек, снизить металлоемкость за счет равномерного распределения нагрузки на каждую стойку и снижения запаса прочности деталей, что расширяет его технологические возможности.

Кроме того, сокращение числа текущих и капитальных ремонтов, снижение металлоемкости в процессе сборки обеспечивают безопасные условия кантования, повышают культуру производства..Формула и зоб рет ени я

Способ кантования крупногабаритных изделий, при котором изделие закрепляют в поворотно-выдвижных зажи" мах двухстоечного кантователя и осуществляют поворот зажимов с изделием для установки его в удобное для обработки положение, а после проведения обоаботки поворачивают иэделие в исходное положение, раскрепляют его и снимают, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения кантования изделий с центром тяжести, смещенным вдоль оси, кантователя относительно оси симметрии расположения стоек кантователя, после закрепления изделия в зажимах осуществляют перемещение зажимов с изделием относительно стоек вдоль оси кантователя до совмещения центра тяжести системы изделие - зажимы с осью симметрии расположения стоек, 1699754

А-A

Составитель А. Рудь

Редактор И.Шмакова Техред М.Дидык Корректор С,Шекмар

° Заказ 4429 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Иосква, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101