§ 23. Роликовые сварочные стенды

Сварочные роликовые стенды

§ 23. Роликовые сварочные стенды

Сварочные роликовые стенды предназначаются для вращения сварива­емых изделий типа тел вращения, как правило, цилиндрических. Роликовые стенды собираются из роликовых опор и приводов. Роликовые опоры могут объединяться в секции.

Роликовые опоры бывают стационарными, перекидными, сдвоенными балансирными.

Стационарная (а) и перекидная (б) роликовые опоры изображены на рис. 46.

                                      а                                                            б

Рис. 46. Стационарная (а) и перекидная (б) роликовые опоры 

Роликовая опора балансирная показана на рис. 47.

Рис. 47. Роликовая опора балансирная

Стационарные опоры имеют не­подвижную ось ролика. Перекидная опора имеет шарнир для поворота обоймы с роликом в различные положения. Вариантом перекидной опоры может быть переустанавливаемая опора, имеющая несколько фиксированных положений.

В конструкцию балансирных опор вхо­дят сдвоенные ролики, которые самоуста­навливаются в зависимости от диаметра свариваемого изделия.
Крутящий момент передается от ролика свариваемому изделию за счет трения, поэтому для лучшего сцепления с изделием контактная поверхность роликов покрывается резиной.

При нагрузках, превышающих допустимую на­грузку на резину, применяются комбинированные ролики, в которых      чере­дуются участки, покрытые резиной, с участками открытого металла. При этом радиус участка, покрытого резиной, превышает радиус металлического участка на величину, несколько меньшую величины допустимой деформации резины.

При работе резина сжимается до уровня металлических участков, и избыточная нагрузка воспринимается металлом. В случае больших нагрузок применяются также сблокированные – удлиненные ролики.

Секция роликового стенда стационарная показана на рис. 48.           

Рис. 48. Секция роликового стен да стационарная

Секция роликового стенда передвижная изображена на рис. 49.                                                 

Рис. 49. Секция роликового стенда передвижная

Секции роликовых опор представляют собой пару опор одинакового или различных типов, которые устанавливаются на общем основании. Секции могут быть стационарными и передвижными. Для расширения диапазона диаметров свариваемых изделий расстояние между роликовыми опорами в секции может меняться. Роликовые опоры выполняются приводными и холостыми. Приводные опоры отличаются от холостых наличием вывода концов валов роликов для присоединения к системе привода. Иногда приводные роликовые опоры     вы­пускаются вместе с приводом и компонуются в стенде вместе с холостыми опорами без дополнительного привода. ГОСТ 21327-75 предусматривает три типа роликовых опор и шесть ти­пов секций сварочных роликовых стендов, а также два исполнения – при­водные и неприводные опоры и секции.

Основными параметрами роликовых опор и секций являются допусти­мая радиальная нагрузка на ролик, диаметр ролика и диапазон диаметров свариваемых изделий. Для противостояния коррозии используется изоляция сварных стыков.

Привод роликовых стендов представляет собой систему электродвигате­ля с редукторами, которая обеспечивает вращение приводных роликов в             ро­ликовом стенде со сварочной или маршевой скоростью. Приводы роликовых стендов со сварочной скоростью оснащаются двигателями постоянного тока и имеют бесступенчатое регулирование числа оборотов по принципу, рассмотренному при описании манипуляторов. Приводы с маршевой скоростью осна­щаются двигателями переменного тока. Приводы со сварочной скоростью рассчитаны на скорости как дуговой, так и электрошлаковой сварки. Основные параметры и размеры роликовых опор и секций сварочных роликовых стендов приведены в табл. 50.       

Таблица 50 – Основные параметры и размеры роликовых опор и секций сварочных роликовых стендов (по ГОСТ 21327-75)

Основные параметры приводов с регулируемой скоростью сварочных роликовых стендов приведены в табл. 51.

Таблица 51 – Основные параметры приводов с регулируемой скоростью сварочных роликовых стендов (по ГОСТ 21328-75)

Основные параметры приводов с нерегулируемой скоростью сварочных роликовых стендов приведены в табл. 52.

Таблица 52-Основные параметры приводов с нерегулируемой скоростью сварочных роликовых стендов (по ГОСТ 21328-75)

Роликовые стенды, применяемые в производстве, состоят из комбинаций различных типов роликовых опор (секций) и приводов, соединенных система­ми валов. В сварочном роликовом стенде может быть один или два   синхронизиро­ванных привода, расположенных в каждом ряду роликовых опор. Если в стенде установлен только привод со сварочной скоростью, то маршевой бу­дет являться максимальная скорость привода. Если этого для маршевой ско­рости недостаточно, то дополнительно стенд комплектуют приводом с марше­вой скоростью. Если сварка на стенде ведется не в автоматическом режиме, то стенд оснащают только приводом с маршевой скоростью. Кроме описанных конструкций, могут применяться приводы с      много­скоростными электродвигателями переменного тока или приводы со сменными передачами, обеспечивающие вращение свариваемого изделия со ступенчатым регулированием сварочной скорости. При сварке легких конструкций роликовые стенды оборудуются ролика­ми для прижима изделия к ведущим роликам и увеличения силы сцеп­ления.

Технические характеристики выпускаемых промышленностью сварочных роликовых стендов приведены в табл. 53.

Таблица 53-Технические характеристики сварочных роликовых стендов

Page 11

Свайные работы

Технология строительного производства. Л.Акимова, Н.Амосов, Г.Бадьин, и др. 1987г.

Page 15

Гидромеханизация

Источник: http://stroy-machines.ru/content/view/660/146/

Лекция № 32

§ 23. Роликовые сварочные стенды

Тема:Роликовые стенды.

План:

1.Классификацияи назначение роликовых стендов.

2. Оборудование для контакт­ной сварки.

3. Крепежные приспособления.

Роликовые стенды предназначены для вращения цилиндри­ческих, а также конических и сферических изделий с маршевой скоростью с целью их установки в удобное положение для сборки и сварки продольных швов, а также со сварочной скоростью при различных видах сварки кольцевых швов. Роликовые стенды с маршевой скоростью применяют также при отделке и контроле.

Стенды различают по их компоновке и конструкции основных узлов — холо­стых и приводных роликоопор и секций. В секцию входят две роликоопоры, рас­положенные по обе стороны от продоль­ной оси стенда, смонтированные на одной раме. Компоновка стендов зависит от массы, размеров и формы вращаемых изделий.

При определении числа опор и рас­стояния между ними следует руковод­ствоваться следующим. Расстояние А ме­жду роликоопорами по ширине стенда определяется в зависимости от диаметра изделия таким образом, чтобы централь­ный угол α (рис.

90) составлял 55—115°. Расстояние между опо­рами по длине стенда зависит от необходимого числа опор и дли­ны изделий. Число опор рассчитывают по допускаемой нагрузке на одну опору.

Раскладывая вес изделия на радиальные соста­вляющие, получим

где R — радиальная нагрузка на одну опору, кгc (Н); G — вес изделия, кгc (Н); п — число роликоопор стенда; α — централь­ный угол.

Полученная величина не должна превышать наибольшую допускаемую радиальную нагрузку на роликоопору. При опре­делении числа роликоопор необходимо учитывать также жесткость изделия.

Если изделие обладает достаточной прочностью и жест­костью и не возникает опасность его деформации, то следует стремиться максимально увеличить расстояние между опорами и сократить их числе до четырех, так как при этом значительно облегчается обслуживание стенда, возможность доступа к изделию в любом месте, размещение флюсовых подушек и т. д.

Из-за трудности синхронизации приводов, главным образом при сварочной скорости, для вращения изделий на роликовых стендах применяют, как правило, один привод. Число же приводных роликоопор обычно составляет не менее 1/3 общего числа опор. Приводные опоры соединяют между собой валами.

Стенды могут компоноваться из роликоопор, смонтиро­ванных на общей раме стенда, либо из отдельных секций.

При размещении на общей раме может быть несколько схем рас­положения, Стенды с приводными роликоопорами, расположен­ными с одной стороны от продольной оси стенда (с продольными валами), применяют для уравновешенных цилиндрических из­делий (с центром тяжести на оси вращения) — см. рис. 91.

Эта схема удобна для длинных изделий при необходимости установки большого числа опор. Недостаток схемы – -загромождение рабо­чего места, затрудненный доступ к изделию, невозможность вра­щения изделия с выступающими частями.

Для таких изделий, а также для изделий с центром тяжести, смещенным от оси вра­щения, применяют стенды с приводными роликоопорами, распо­ложенными с обеих сторон от продольной оси стенда, соединен­ными между собой поперечными соединительными валами.

Для вращения изделий конических или цилиндрических ступенчатой формы также применяют стенды без продольных валов, так как роликоопоры, расположенные против сечений из­делия с разными диаметрами, должны иметь разную окружную скорость. Расстояния между осями каждой пары роликоопор подбирают так, чтобы ось изделия была горизонтальна.

Роликоопоры могут быть одинарными, перекидными, балансир­ными, приводные роликоопоры могут, быть объединены с редуктором привода. Секции роликового стенда могут быть стационар­ные и передвижные.

На рис. 91 изображен роликовый стенд на общей раме Т-30М для изделий массой до 10 т и диаметром 300 – 4000 мм. Стенд со­стоит из пяти приводных роликоопор 2, пяти холостых перекидных роликоопор 1 с рычагами 7 и фиксаторами в, привода 3 типа Р-994.

Приводные роликоопоры соединены продольными валами 4 и муфтами 6 и вместе с холостыми опорами смонтированы на раме 5. Одна из приводных роликоопор смонтирована совместно с чер­вячным редуктором, через который передается вращение от привода. Остальные приводы роликоопоры — безредукторные.

Рас­стояние между роликоопорами выбирают в зависимости от длины и диаметра изделия и в соответствии с этим определяют длину соединительных валов и размеры монтажной рамы.

В настоящее время чаще применяют стенды, состоящие из отдельных унифицированных секций, применение которых в раз­ных сочетаниях позволяет монтировать в производственных ус­ловиях стенды для изделий различной массы, размеров и формы.

Рассмотрим устройство основных частей стенда.

В холостых неперекидных опорах ролик сидит на оси, враща­ющейся в подшипниках, закрепленных в стойке. В стенде на рис. 91 применены перекидные роликоопоры, поз­воляющие изменять поперечное расстояние между осями роликов, что расширяет диапазон свариваемых на стенде изделий.

В этих роликоопорах подшипники закреплены не в стойке, а на рычаге 7, который может устанавливаться в двух положениях. При расположении ролика ближе к оси стенда (для изделий мень­шего диаметра) рычаг закрепляется на стойке опоры специальным фиксатором 8. При расположении дальше от стенда (как изобра­жено на рис.

91) рычаг не закрепляется, а прижимается к стойке массой изделия.

Роликоопоры балансирного типа имеют большую грузоподъемность благодаря увеличению в 2 раза числа роликов в одной опоре (рис. 92).

Кроме того, эти опоры обеспечи­вают и больший диапазон диаметров свариваемых изделий без перестановки опор, а также уменьшают давление на стенки из­делия, что важно при сварке тонкостенных обечаек.

Стенды из балансирных роликоопор предназначены для вращения изделий массой до 60 т и диаметром 350—6000 мм. Для увеличения сцеп­ления с изделием во избежание пробуксовки ролики сварочных стендов снабжены резиновыми шинами.

При необходимости частой переналадки стенда применяют пере­движные секции на колесах (рис. 92) или на направляющих рель­сах. Для сборочных работ применяют стенды, состоящие из длинных трубчатых металлических роликоопор. Такие стенды хорошо обеспечивают соосность собираемых обечаек. Подобные роликоопоры применены в стендах, описанных в § 6 гл. III.

Стенды, предназначенные для вращения изделия при автомати­ческой сварке кольцевых, а также продольных швов, оснащены приводом, обеспечивающим вращение со скоростью, необходимой для ав­томатической сварки, а также с мар­шевой (установочной) скоростью.

Примером такого привода может служить привод Р-994 (рис. 93), состоящий из асинхронного электро­двигателя 1, клиноременной пере­дачи 2, электродвигателя постоян­ного тока 4, червячной передачи 3 и электромагнитной муфты 5.

При необходимости вращения с маршевой скоростью включается электродви­гатель 7, и движение через клино­ременную передачу передается непо­средственно на выходной вал 6, вра­щающийся с частотой 500 об/мин. В это время, электродвигатель 4 и муфта 5 выключены, и червячное колесе передачи 2 свободно сидит па валу 6.

Для получения сварочной скорости включа­ются электродвигатель 4 и муфта 5, соединяющая червячное колесо с валом. Электродвигатель 7 в это время вращается вхо­лостую.

Скорость вращения плавно регулируется в диапазоне 15— 60 об/мин (на выходном валу) с помощью привода с магнитным усилителем. Управление приводами и электромагнитной муфтой — дистанционное. Привод обеспечивает сварочную скорость 19 — 77 м/ч, маршевую 13 м/мин (в сочетании с редукторными роликоопорами стенда Т-30М). Стабильность скорости в пределах 10%.

Для сварки угловых швов «в лодочку» применяют накло­няемые роликовые стенды, имеющие два движения — кройте вращения, еще и наклон. Они пригодны для сравнительно коротких изделий и имеют наклон до 45°. Для удержания изде­лия при наклоне стенды оборудованы специальными упорными роликами, расположенными с торцевой стороны изделия.

При необходимости перемещения изделия вдоль оси стенда применяют передвижные роликовые стенды — на тележках. Холостые роликоопоры используют в качестве дополнитель­ных поддерживающих устройств — люнетов при установке и «ра­щении изделий на горизонтальных вращателях.

Пример. Подобрать роликовый стенд для уравновешенного цилиндрического изделия диаметром 2000 мм, длиной 4000 мм, массой 3000 кг.

1. Принимаем минимальное число роликоопор 4. При этом на каждую роли­коопору приходится нагрузка 3000/4 = 750 кгс (7,5 кН). По ГОСТ 21327—75 выбираем роликоопору диаметром 320 мм с допустимой радиальной нагрузкой до 1000 кгс (10 кН). Принимаем центральный угол α = 60° (рис. 91). при этом рас­стояние между опорами А равно 1200 мм.

2. Проверяем действительную ра­диальную нагрузку на опоры по формуле(31):

Таким образом, действительная нагрузка меньше допустимой.

2.Оборудование для контакт­ной сварки. Для установки и перемещения изделий при кон­тактной сварке подвесными клещами и пистолетами приме­няют простейшие приспособления типа подставок, тележек и т. д., либо универсальные средства — позиционеры и кантователи. В крупносерийном производстве для этой цели используют обычно специальные приспособления и стенды.

Для сварки на контактных машинах также широко применяют всевозможные простые поддерживающие приспособления — под­ставки, опорные ролики, тележки. В единичном и мелкосерийном производстве для легких изделий используют приспособления без перемещения —подставки и опорные ролики, или с ручным перемещением – на тележках.

Эти устройства, как правило, имеют возможность вертикального перемещения для выравнива­ния изделия относительно электродов сварочной машины. На рис. 94 изображено простейшее приспособление для шовной сварки продольных стыков обечаек, состоящее из поворотной, консоли 1 с поддерживающими роликами 2, закрепленной на контактной машине 3 с помощью подъемного механизма 4.

Рабочая часть ро­ликов выполнена из изоляционных материалов.

В крупносерийном производстве, а также для ввода тяжелых изделий в рабочую зону машины применяют тележки и перемеща­ющиеся столы с механизированным приводом.

Для точечной сварки, помимо простейших приспособлений с ручным перемещением изделия, используют столы с механизи­рованным приводом, обеспечивающие шаговое перемещение из­делия для сварки очередной точки. На рис. 95 показан стол для сварки нескольких рядов точек, расположенных в одной плос­кости.

Стол состоит из двух горизонтальных плит — нижней 1 и верхней 2, расположенных каждая на своих направляющих. Нижняя плита может передвигаться по неподвижным направля­ющим 3 перпендикулярно фронту сварочной машины 4 от электро­привода 9 с помощью электромагнитной муфты и шатунно-криво­шипного механизма 10.

Верхняя плита может передвигаться вдоль фронта машины от электропривода 7 по направляющим 11 л закрепленным на нижней плите. На валах обоих приводов закреплены диски 5 с набором кулачков 6, взаимодействующих с конечными выключателями 5, связанными с электромагнитными муфтами, благодаря чему обеспечивается остановка плит в нуж­ный момент.

Для точной остановки приводы оборудованы тормо­зами. Электрооборудование стола встроено в электросхему сва­рочной машины, что обеспечивает их совместную работу по за­данной программе.

Изделие укладывают на подпружиненные планки 12, соеди­ненные с верхней плитой. После включения приводов изделие вводится в зону сварки.

При срабатывании конечных выключа­телей 8 от кулачков 6 электромагнитные муфты отключают электро­приводы плит и изделие останавливается; одновременно включа­ется сварочная машина, производится сварка очередной точки, реле времени сварочной машины включает электропривод верхней или нижней плиты (в зависимости от положения следующей точки) и изделие перемещается на шаг. По окончании сварки последней точки приводы выводят плиту с изделием из зоны сварки и изде­лие снимается с верхней плиты с помощью съемника 13. Во время сварки верхний электрод машины, нажимая на изделие, опускает его вместе с подпружиненными планками до соприкосновения с нижним електродом.

3.Крепежные приспособления. Приспособления для закрепления изделий при сварке на манипуляторах и вращателях можно раз­делить на две основные группы самоцентрирующие устройства или патроны и переставные кулачки и прихваты.

Патроны предназначены для закрепления тел вращения по окруж­ности и по конструкции аналогичны патронам для токарных стан­ков. Кулачки могут закреплять изделия как снаружи, так и изнутри. Патроны устанавливают на планшайбе или непосред­ственно на шпинделе манипулятора.

Для крепления изделий не только круглой, но и любой формы используют переставные кулачки. На рис. 96, а изображен переставной съемный кулачок, состоящий из ползуна 1, корпуса 2, крепежных болтов 6 с гайками 5, винта 4 и упора 5.

При установке кулачка упор 5 входит в гнездо, а головки болтов 6 — в пазы планшайбы.

При необходимости центрирования изделия кулачки предва­рительно устанавливают точно по окружности изделия, затем ползун одного из кулачков отводят, изделие устанавливают прижимают отведенным кулачком к двум остальным. Такие кулачки для манипулятора М-1 имеют ход 75 мм и развивают уси­лие прижима до 900 кгс (9 кН).

Таблица 13

Схемы оборудования для перемещения свариваемых изделий

Продолжение табл. 13

Продолжение табл. 13

Для предохранения резьбы крепежных болтов от сварочных брызг гайки 3 выполнены закрытыми.

Вопросы для самопроверки:

1.Назначение и классификация роликовых стендов.

2.В чем преимущество балансирных роликоопор?

3. Какова основная особенность современных приводов для манипуляторов, вращателей, роликовых стендов?

4.Перечислите основные приспособления для установки и перемещения изде­лий при контактной сварке.

5.Перечислите основные группы крепежных приспособлений.

Литература:

Базовая:

1.А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

2.М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

3.В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

4.Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/5_10508_lektsiya--.html

Роликовые сварочные стенды

§ 23. Роликовые сварочные стенды
  Роликовые стенды монтируются из роликоопор – приводных (ведущих) и холостых. Расположение роликоопор может быть самым разнообразным в зависимости от назначения и потребностей завода. Типичные схемы роликовых стендов представлены на рис. 1.

  Рисунок 1 – Схемы роликовых стендов: 1 – холостыероликоопоры; 2 – электропривод; 3 – приводныероликоопоры; 4 – упорный торцевой ролик   В схеме Iстенд имеет два ряда роликов: один ведущий, а другой холостой. Ведущие ролики насажены на общий приводной вал и снабжены резиновымигрузошинами для увеличения силы сцепления с вращаемым изделием (котлом, барабаном и проч.).

Если центр тяжести изделия не совпадает с его продольной осью, т.е. осью вращения, то сцепное усилие на ведущих роликах может оказаться недостаточным для вращения изделия, вследствие чего возможно буксование роликов. Поэтому для изделий с эксцентрично расположенными весами следует применять роликовые стенды по схемеII.

В схеме II все ролики приводные, ведущие и снабжены резиновымигрузошинами. Сцепное окружное усилие стенда вдвое больше, чем у стенда по схеме I, но он сложнее, поэтому необходимость его применения в каждом отдельном случае надо обосновать расчетом на буксование.

По сравнению со схемой I рассматриваемая схема обладает еще одним недостатком, заключающимся в том, что смонтированные по ней стенды не допускают или сильно затрудняют изменение расстояния между двумя рядами роликов и тем самым снижают возможный диапазон диаметров свариваемых деталей, а, следовательно, и степень универсальности стендов.

В стендах по схеме I расстояние между рядами роликов легко изменяется с помощью передвижных или, что еще проще, перекидных роликоопор. При значительном эксцентриситете нагрузки может оказаться, что сцепное усилие стенда будет недостаточно даже при схеме II.

В таком случае приходится либо отбалансировать изделие (хотя бы частично), либо устроить сверху нажимные ролики для увеличения давления на ведущие ролики, либо, наконец, вовсе отказаться от применения роликового стенда, заменив его другим вращателем с жестким захватом.

Для вращения конических или ступенчатых цилиндрических барабанов, набранных из обечаек разного диаметра, роликовые стенды по схемам I и II непригодны, так как имеют одинаковую окружную скорость на всех ведущих роликах, между тем как окружная скорость конических или ступенчатых барабанов разная на разных диаметрах.

Для таких барабанов и изделий следует применять роликовые стенды по схеме III. Они имеют только два ведущих ролика, расположенных в одной поперечной плоскости, остальные ролики – холостые. Для сварки конических или ступенчатых барабанов одного типоразмера стенды можно монтировать и по схемам I или II, но при этом ведущие ролики стенда должны иметь разный диаметр.

Подбор этих диаметров производится из условия равенства окружных скоростей ролика и барабана. Стенды для конических барабанов должны снабжаться торцовым упорным роликом 4, предохраняющим барабан от осевого сдвига при вращении. Типовые роликовые стенды по схемам I – III монтируются из унифицированныхроликоопор, приводных и холостых, выпускаемых в централизованном порядке.

Типаж этих роликов предусматривает 7 моделей для каждого типа роликоопор. Модели отличаются между собой гузоподъемностью в пределах от 0,25 до 16 тс на роликоопору. Различают три основных типа роликоопор: 1.

Приводные роликоопоры, которые могут выпускаться в двух исполнениях: а) нормальном, с выпущенными наружу хвостовиками вала и муфтами для соединения с главным приводным валом и соседними роликоопорами (рис. 2); б) со встроенным червячным редуктором (рис. 3) и валом, имеющим хвостовики для соединения с главным приводным валом и соседними роликами.

  Рисунок 2 – Приводнаяроликоопора: 1 – стойка с подшипниками; 2 – приводной вал;3 – вал роликоопоры; 4 – резиноваягрузошина;5 – корпус ролика   Рисунок 3 – Приводнаяроликоопора с червячным редуктором: 1 – корпус редуктора; 2 – вал; 3 – грузошина; 4 – ролик;5 – червяк   2. Нормальные холостые роликоопоры на подшипниках качения (рис. 4), аналогичные роликоопорам по рис.

2, но без вала и муфт.         Рисунок 4 – Холостаяроликоопора нормальная   3. Перекидные холостые роликоопоры (рис. 5), позволяющие быстро менять расстояние между рядами роликов, т.е. путем перекидки роликов перестраивать стенд на другой диапазон диаметров свариваемых изделий, как это предусмотрено в описанном ниже роликовом стенде Т–30 (рис. 6).

    Рисунок 5 – Холостаяроликоопора перекидная: 1 – основание; 2 – ось ролика; 3 – резиновая грузошина; 4 – ролик; 5 – ось шарнира; 6 – фиксатор             Рисунок 6 – Типовой роликовый стенд Т–30: 1 – электропривод; 2 – приводнаяроликоопора с редуктором; 3 – приводная роликоопора нормальная; 4 – холостая перекидная роликоопора; 5 – фундаментная рама   Все ролики, как правило, снабжаются резиновымигрузошинами. В приводных роликах это необходимо для увеличения силы сцепления с вращаемым барабаном. Кроме того, они обеспечивают более плавное вращение барабана, особенно в момент перекатывания через ролики продольных швов барабана или выступающих кромок листов. На рис. 7 представлены расчетные схемы типового роликового стенда с одним рядом приводныхроликоопор (левым по рисунку). Такие стенды наиболее распространены в практике сварочного производства.       а) б)   Рисунок 7 – Расчетные схемы роликового стенда: а – при α > 90°; б – при α < 90°   Активная внешняя нагрузка стенда состоит из центральной силы G, равной весу вращаемого изделия, и грузового момента MКР = G ×e. В статическом состоянии стенда при е = 0 сила G создает на роликоопорах опорные реакции Q, зависящие от угла α:  

(1)

Эту же величину можно выразить в зависимости от диаметра изделия D, поперечного расстояния между роликоопорамиL и диаметра роликов DР:

(2)

  (формула используется при работе с роликами, подобранными по ГОСТ)   В практике проектирования роликовых стендов часто допускается ошибка, заключающаяся в том, что для определения максимальной нагрузки на роликоопоры QMAX принимается наибольший заданный вес изделия GMAX при максимально допускаемом значении центрального угла αMAX (например, при αMAX = 120°). Это нередко влечет за собой недопустимое чрезмерное завышение расчетной нагрузки на роликоопоры и их валы. Причина такой ошибки – в том, что при определении максимального расчетного значения опорной реакции Q упускается из виду следующее обстоятельство. С увеличением диаметра изделия обычно увеличивается его масса, а следовательно, увеличиваются и опорные реакции роликов Q.  

Вместе с тем, так как при увеличении диаметра уменьшается центральный угол α, что вызывает обратный эффект, т.е. уменьшение опорных реакций. Отсюда следует вывод: при определении расчетной нагрузки на роликоопоры необходимо из заданной номенклатуры изделий выбрать не наибольшее по весу, а такое, при котором получаются максимальные значения опорных реакций и момента G×e.

Во время вращения изделия на приводных роликах возникает окружное усилие T1. Чтобы оценить влияние этого усилия на опорные реакции роликов Q, приложим к центру вращаемого барабана O две равные и прямо противоположные силы T1. Одна из них, в паре с окружным усилием на роликах, образует момент T1×R, вращающий барабан вокруг оси О. Другую силу раскладываем по направлениям опорных реакций на две составляющие T3 и Т4. Следовательно, под действием окружного усилияT1к основным опорным реакциям роликов Q добавляются силы:±Т3– на ведущие роликоопоры и Т4 – на ведомые, холостые роликоопоры. Аналогичное действие производит сила Т2, добавляя к опорным реакциям силы

Т3´иТ4´

. Таким образом, суммарные опорные реакции на приводных и холостых роликоопорах будут соответственно:     В результате после преобразований получим:  

(5)

 

Величина окружного усилия Т1на приводных роликах определится из условия преодоления (уравновешивания), во – первых, грузового момента , а во – вторых, сопротивления вращению холостых роликоопорТ2.

Условие равновесия моментов относительно оси вращаемого барабана запишется как:  

(6)

  где R – радиус вращаемого барабана;Т2 – сопротивление вращению холостых роликов. Сопротивление вращению приводных роликов и приводного вала должно быть учтено в дальнейших расчетах, при определении крутящего момента и мощности на приводном валу роликоопор. Сопротивление вращению холостыхроликоопор, приведенное к их окружности, определяется как:  

(7)

  где dР – диаметр оси ролика в подшипниках;f – коэффициент трения в подшипниках роликоопор (для подшипников скольжения f = 0,1, для подшипников качения при конических роликоподшипниках f = 0,02); μ – коэффициент трения качения (для стальных роликов μ = 0,06 – 0,08 см, для обрезиненных μ = 0,25 – 0,35 см). После преобразований формул получим:  

(8)

  Окончательное выражение для величины необходимого окружного усилия Т1на приводных роликоопорах:  

(9)

  Аналогично для холостых роликоопор:  

(10)

  Окружные силы Т1 и Т2, возникающие на стендовых роликах при вращении барабана, увеличивают опорные реакции роликов, если барабан вращается против часовой стрелки, так как при этом силы Т1и Т2 направлены вниз. Вызванная этими силами добавочная нагрузка на ролики тем больше, чем больше угол α и чем выше коэффициенты трения f и μ. Если же барабан вращается в обратную сторону, то силыТ1 и Т2 направлены вверх и опорные реакции уменьшаются. Поэтому для определения максимальных расчетных усилий надо выбирать направление вращения приводного вала и положение центра тяжести G так, как показано на рис. 7., т.е. с окружными усилиями Т1и Т2, направленными вниз. Окончательное выражение для опорных реакций роликоопор при их вращении под нагрузкой:   Зависимости окружного усилия, выраженного в долях веса изделия, от центрального угла α представлены на рис. 8.     Рисунок 8 – Зависимость окружного (вращающего) усилия на приводных роликах от центрального угла α: 1 – при конических роликоподшипниках; 2 – при подшипниках скольжения   Окружное усилие на приводных роликах, выраженное в долях веса изделия, представляет собой коэффициент сопротивления вращению изделия:

(14)

  Кривая 1 построена для роликового стенда, снабженного типовыми обрезиненными роликоопорами диаметром DР = 41 см на конических роликоподшипниках dР = 7 см. Для этих роликоопор приняты следующие коэффициенты трения:f = 0,02 и μ = 0,3 см. Кривая 2 построена для такого же стенда, но с подшипниками скольжения вместо роликоподшипников. В этом случаеf = 0,1 и μ = 0,3 см. Обе кривые построены для стенда при наиболее опасном направлении вращения вала, показанном на рис. 7 стрелкой. Именно при таком направлении вращения возникают наибольшие опорные реакции на роликах и становится возможной затяжка барабана и его заклинивание при достаточно высоких значениях угла α. Чтобы оценить влияние угла α на величину опорных реакций Q1 и Q2 (при неблагоприятном направлении вращения изделия), построена кривая зависимостиQ1 и Q2от α, причем значения Q1 и Q2 выражены в долях веса изделия G. Наименьшее допустимое значение углаα определяется из условия статической устойчивости положения барабана на стенде при дисбалансе е > 0. Потеря устойчивости и опрокидывание барабана наступает при критическом для данного угла α значении эксцентриситета:  

(15)

  Практически для устойчивого и равномерного вращения барабана на роликовом стенде следует выбирать уголα не менее 50°, даже при нулевом дисбалансе. Таким образом, допускаемый диапазон центральных углов α, в пределах которого можно безопасно работать на стенде, равен 50–120°. Соответствующий диапазон диаметров D найдется подстановкой в него предельных значений угла α:   Для типового роликового стенда с роликоопорами DР = 410 мм при L = 1000 мм получим:   Зная величину окружных и радиальных усилий, действующих на роликоопоры, нетрудно определить расчетную нагрузку роликов, их осей и валов:  

(17)

  где P1 – нагрузка на одну ведущую роликоопору;P2 – нагрузка на одну холостую роликоопору;iР–число роликоопор в одном ряду;КР – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки на роликоопорах (для обрезиненных роликов при iР = 2 KР = 1; приiР> 3 KР =1,2 – 1,3). По наибольшей из величин P1 и P2 подбираются нормализованные роликоопоры и грузошины к ним в соответствии с действующим сортаментом и каталогами. Если невозможно воспользоваться стандартнымироликоопорами, то они проектируются заново, исходя из расчетной нагрузки. Оси холостых роликоопор рассчитываются на изгиб под действием силы P2.

Источник: http://referatwork.ru/proizvodsvennie_tehnologii_i_oborudovanie/section-11.html

Book for ucheba
Добавить комментарий