RU157025U1 - Установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей - Google Patents

Abstract

1. Установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей, содержащая стенд, включающий две разнесенные стойки, размещенную между ними опорную плиту для установки и закрепления на ней настильного листа, механизм, ориентированного закрепления и растягивания на рабочей позиции настильного листа ребра жесткости силовым агрегатом, а также перемещающийся относительно стенда портал, имеющий сварочные головки и вращающийся ролик, взаимодействующий с верхним краем ребра жесткости и предназначенный для его стабилизации, отличающаяся тем, что стенд дополнительно снабжен двумя узлами создания регулируемого зазора между настильным листом и ребром жесткости с возможностью его вертикального перемещения, а перемещающийся портал при этом снабжен дополнительным таким же вращающимся роликом, причем оба вращающихся ролика смонтированы на каретке корпуса подвижного портала перед сварочными головками с возможностью их контактирования с ребром жесткости без приложения усилий, препятствуя его смещению по вертикали вверх.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм ориентированного закрепления и растягивания ребра жесткости силовым агрегатом представляет собой два держателя с захватами, причем один из них подвижно закреплен на одной из стоек, а другой держатель смонтирован с возможностью осевого перемещения относительно своей стойки и имеет на одном конце захват, а вторым концом соединен со штоком силового гидроагрегата.3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый узел создания зазора между настильным листом и ребром жесткости установлен перед стойками и выполнен в виде опорной площ�

Description

Полезная модель относится к мостостроению, судостроению и может быть использована при изготовлении высокопрочных длинномерных ребристых панелей (микропанелей).

При изготовлении длинномерных ребристых панелей с использованием сварки в готовых конструкциях возникают значительные остаточные напряжения деформации, которые могут изменять проектные формы и размеры выше предела допустимых, поэтому для их уменьшения применяют термомеханическую правку, обратный выгиб и др. Однако и эти принимаемые меры при сварке длинномерных изделий в целом не дают должного результата и поэтому решение этой проблемы является и в настоящее время актуальным и необходимым. Для решения этой задачи используются различные приспособления, устройства и даже целые установки.

Так известно устройство для сборки элементов длинномерных ребристых панелей под сварку, содержащее корпус с опорными стойками и постельным основанием, неподвижный упор, Г-образную стойку, снабженную двумя поворачивающимися вокруг ос щеками, растягивающий узел, состоящий из штанги, на одном конце которой установлены поворачивающиеся идентичные щеки с отверстиями. Другой конец штанги жестко соединен со скобой и имеет возможность перемещения относительно направляющей с выполненным в ней пазом.

Во внутренней полости скобы размещен силовой агрегат, например, гидравлический домкрат с прямолинейным перемещающимся штоком, соединенным с источником подачи рабочей среды. Для исключения возможности поворота штанги в направляющей установлена по скользящей посадке шпонка.

Для точности сборки ребра с панелью неподвижная стойка и растягивающий узел установлены с возможностью перемещения по направляющим относительно поперечной стороны корпуса и закрепляются болтами, (см. Патент РФ на полезную модель №48544 Е01Д 21/00, опубл. 27.10.2005 г., Бюл. №30).

В отличие от известных устройств аналогичного назначения это устройство устраняет необходимость прихватки ребер жесткости к настильному листу, зачистку излишнего металла на готовом шве в местах прихватки, обеспечивает снижение деформации и трудоемкости изготовления сварного изделия. Однако этому устройству присущи свои недостатки, а именно создание в ребре растягивающих упругопластических деформаций вызывает необходимость прикладывать к ребру больших усилий до 10 т.

При наличии, например, 7 и более ребер на панели общее усилие составит более 70 тонн, что усложняет и удорожает изготовление устройства.

Известна установка изготовления удлиненных ребристых панелей (ортотропных плит), содержащая опорную плиту, жестко установленные по ее краям две вертикальные стойки, на одной из которых имеется захват с отверстиями для надежного защемления через ответные отверстия конца ребра, а на другой стойке выполнен с такими же отверстиями захват, соответствующей конструкции, обеспечивающий растягивающее напряжение верхней части ребра и сжимающие в нижней его кромке. При этом растягивающий узел снабжен гидроприводом, приложение усилия которого осуществляется к ребру под углом 3-10°, а второй захват имеет возможность продольного перемещения относительно этой стойки. Установка для изготовления ребристых панелей снабжена перемещающимся вдоль опорной плиты порталом, на котором навешены по количеству выполняемых швов сварочные головки, при этом над каждым ребром панели на корпусе портала установлен ролик, который плотно поджимает упомянутое ребро к настильному листу, закрепленному прижимами к опорной плите установки.

Отличительной особенностью данной установки является то, что приложение усилия к растягиваемому ребру жесткости может быть выполнено под углом, равному 3-10° к горизонтали, создавая в ребре напряжения растяжение - сжатие, а для устранения в зоне формирования сварного шва температурной деформации и отрыва нижней кромки ребра от настильного листа проводят его стабилизацию с помощью ролика, размещенному на корпусе портала впереди сварочной горелки (см. патент РФ №2443527 B23K 31/02, B23K 33/00, опублик. 27.02.2012 г. Бюл. №6). Указанный аналог по решаемой задаче, функциональному назначению и достигаемому техническому результату принят в качестве прототипа.

Однако, и эта установка не решает вопроса изготовления высокопрочных удлиненных ребристых панелей, т.к. не обеспечивает полный провар сварного шва по всей толщине ребра жесткости, поскольку последнее плотно поджато к настильному листу.

Задача полезной модели заключается в устранении этого недостатка прототипа.

Технический результат, заключающийся в обеспечении получения сплошного сварного шва по всей толщине и длине ребра жесткости на настильном листе достигается тем, что стенд установки дополнительно снабжен двумя узлами создания регулируемого зазора между настильным листом и ребром жесткости с возможностью его вертикального перемещения. При этом портал снабжен дополнительным таким же вращающимся роликом, а оба вращающихся ролика смонтированы на корпусе портала перед сварочными головками с возможностью контактирования с ребром жесткости без приложения усилия, препятствуя его смещению по вертикали. Для осуществления функционального назначения механизм ориентированного закрепления и растягивания ребра жесткости с силовым агрегатом представляет собой два держателя с захватами, причем один из них жестко установлен на одной из стоек, а другой держатель размещен с возможностью перемещения относительно своей стойки и имеет на одном конце захват, а вторым концом соединен со штоком силового гидроагрегата. Установка отличается и тем, что каждый узел создания зазора между настильным листом и ребром жесткости установлен перед стойками и выполнен в виде опорной площадки, регулируемой по высоте с помощью пары «винт - гайка».

Полезная модель обладает новизной, поскольку совокупность признаков ее формулы не выявлена из общетехнических и патентных источников информации. Установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей, осуществляющая свои действия с применением сварки, представляет собой единый агрегат, включающий стенд функционально и конструктивно связанный с подвижным порталом посредством удерживающих от смещения ребра жесткости по вертикали двух роликов, установленных не как-нибудь, а контактно строго перед сварочными головками, и именно эти признаки являются новыми. Без этого конструктивного взаимодействия сварного портала и стенда установки изготовление качественного высокопрочного соединения быть не может. В силу этого, указанная установка отнесена к устройству и заявляется в качестве полезной модели.

Промышленная применимость полезной модели не вызывает сомнения, т.к. уже изготовлен макетный образец, проведены испытания и получены положительные результаты.

Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид установки, на фиг. 2 показан вид сверху, на фиг. 3 - вид сбоку и на фиг. 4 и 5 отражен механизм образования регулируемого зазора между настильным листом и ребром жесткости.

Установка изготовления высокопрочной длинномерной ребристой панели содержит корпус 1 стенда, включающего две неподвижные разнесенные стойки 2 и 3, размещенную между ними опорную плиту 4 для установки и закрепления на ней настильного листа 5 с помощью прижимов 6, механизм 7 ориентированного закрепления и растягивания ребра 9 на рабочей позиции 8 настильного листа 5 жесткости силовым агрегатом 10, выполненным в виде гидроцилиндра 11 со штоком 12. Портал 13 имеет установленные на корпусе каретки 14 сварочные головки 15 и 16 и два вращающихся ролика 17 и 18, смонтированные перед упомянутыми сварочными головками на расстоянии друг от друга в пределах до 100 мм и контактирующих с ребром 9 жесткости без приложения к нему усилий, препятствуя его смещению по вертикали вверх. Сварочный портал может перемещаться вдоль стенда по направляющим 19. Механизм 7 ориентированного закрепления и растягивания ребра 9 жесткости силовым агрегатом 10, представляет собой два держателя 20 и 21 с захватами 22 и 23, причем один из них с захватом 22 подвижно закреплен на стойке 2, а другой держатель 21 смонтирован с возможностью осевого перемещения относительно своей стойки 3 и имеет на одном конце захват 23, а второй его конец соединен со штоком 12 силового агрегата 10, выполненного в виде гидроцилиндра 11. Каждый из захватов 22 и 23 может быть изготовлен по форме вилки со щеками 24 и 25, в которых имеются отверстия для закрепления в них фиксаторами 26 и 27 ребра 9 жесткости с ответными технологическими отверстиями, причем упомянутые фиксаторы и щеки захватов 22 и 23 имеют достаточную расчетную прочность, чтобы выдержать заданные нагрузки. Идентичные между собой узлы 28 и 29 создания регулируемого зазора между настильным листом 5 и ребром 9 жесткости выполнены в виде опорных площадок 30 с размещенными на них болтами 31, связанными резьбой с держателями 20 и 21, имеющими сферические головки 32 под гаечный ключ. Каждый из держателей 20 и 21 смонтирован на траверсе 33 с возможностью поперечного перемещения по направляющим штангам 34 и 35 и вертикальные смещения относительно опорной плиты 4 посредством отверстий 36 траверсы 33.

Два вращающихся ролика 17 и 18, установленные перед сварочными головками позволяют более устойчиво стабилизировать и надежно на большей поверхности удерживать ребро 9 жесткости от его смещения в процессе сварки по вертикали вверх и в стороны. Образование зазора а между настильным листом 5 и ребром 9 жесткости в процессе сборки в стенде позволяет приваривать сварной шов не только с двух сторон, но и непосредственно по всей его толщине на протяжении всей длины, что значительно повышает прочность сварного соединения и панели в целом. Величина зазора а колеблется в пределах до 5 мм в зависимости от толщины ребра жесткости, чем толще ребро, тем больше величина зазора.

Предлагаемая установка может быть конструктивно предназначена как для изготовления одного ребра жесткости (тавр), так и нескольких сразу (ребристая панель) с автоматизацией процесса сборки и сварки. Для этого установка оборудуется центральным пультом управления с подсистемой сборки и фиксации свариваемых деталей на стенде, а также подсистемой автоматического управления процессом сварки (на фиг. не показана, т.к. не имеет прямого отношения к сущности полезной модели.)

Для снижения нагрузки при натяжении ребра жесткости усилие прикладывается к нему через держатель 21 и захват 23 под углом α=3÷10°.

Установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей работает следующим образом.

На опорную плиту 4 стенда помещают настильный лист 5, закрепляют прижимами 6, а в захваты 22 и 23 с помощью фиксаторов 26 и 27, ответных технологических отверстий и отверстий 36 траверс 33 устанавливают ребро 9 жесткости на рабочую позицию 8 настильного листа 5 с образованием предварительного зазора между ними. Поперечное положение ребра 9 жесткости относительно настильного листа 5 выравнивают смещением траверс 33 по направляющим штангам 34 и 35, а после чего узлами 28 и 29, вращая болты 31 со сферическими головками 32 на опорных площадках 30, регулируют величину зазора a в соответствии с технологическими требованиями в зависимости от толщин ребра. От толщины ребра 9 жесткости зависит и опытно установленное значение угла α наклона держателя 21 к горизонтали, находящейся в пределах 3-10°, но не выше верхнего предела, регламентированного требованиями конструкции стенда. После включения гидроцилиндра 11, передаваемое им под углом усилие через шток 12, держатель 21, захват 23 растягивает верхнюю кромку ребра 9 жесткости, а в нижней его части создает сжимающие напряжения, что позволяет значительно снизить рабочую нагрузку гидроцилиндра 11. Осуществив растяжение ребра 9, включают самоходный портал 13 с двусторонними сварочными головками 15 и 16 и двумя вращающимися роликами 17 и 18, которые подводят к верхней кромке ребра 9 жесткости, препятствуя перемещению его вверх. Портал 13, перемещаясь вдоль стенда по направляющим 19, осуществляет автоматически сварку ребра 9 по всей его толщине и на всю имеющуюся длину. После окончания сварки портал 13 отводится в исходное положение, а готовая ребристая панель демонтируется из стенда и цикл повторяется вновь.

Предлагаемая полезная модель позволяет получить высокопрочные длинномерные ребристые панели, т.е. повысить их в целом качество, работоспособность и надежность.

Получение высокопрочных длинномерных ребристых панелей путем образования зазора между настильным листом и ребром жесткости с последующим их привариванием сварным швом по всей толщине и длине ребра, реализуемое на данной установке, дает возможность повысить прочность сварных соединений.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на полезную модель.

1. Авторское свидетельство СССР №500329 E01D 19/12, опубл. 25.01.76 г.

2. Авторское свидетельство СССР №547492 E01D 19/12, опубл. 25.01.77 г.

3. Авторское свидетельство СССР №1268658 E01D 19/12, E01D 2/00 опубл. 07.11.86 г.

4. Авторское свидетельство СССР №1325122 E01D 1/00, опубл. 20.07.87 г.

5. Авторское свидетельство СССР №1388502 E01D 2/04, опубл. 15.04.88 г.

6. Патент РФ №2100523 E01D 12/00, опубл. 27.12.97 г.

7. Патент РФ №2479686 E01D 19/12, опубл. 20.04.2014 г.

8. Полезная модель РФ №113273 E01D 19/12, опубл. 10.02.2012 г.

9. Патент США №3667214 (72/298) E04G 21/00, опубл. 6.05.72 г.

10. Патент США №8104130 (14/74.5) E01D 6/00, опубл. 31.01.2012 г.

11. Патент США №3066771 (52/478) E01D 19/12, опубл. 04.12.62 г.

Claims (3)

1. Установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей, содержащая стенд, включающий две разнесенные стойки, размещенную между ними опорную плиту для установки и закрепления на ней настильного листа, механизм, ориентированного закрепления и растягивания на рабочей позиции настильного листа ребра жесткости силовым агрегатом, а также перемещающийся относительно стенда портал, имеющий сварочные головки и вращающийся ролик, взаимодействующий с верхним краем ребра жесткости и предназначенный для его стабилизации, отличающаяся тем, что стенд дополнительно снабжен двумя узлами создания регулируемого зазора между настильным листом и ребром жесткости с возможностью его вертикального перемещения, а перемещающийся портал при этом снабжен дополнительным таким же вращающимся роликом, причем оба вращающихся ролика смонтированы на каретке корпуса подвижного портала перед сварочными головками с возможностью их контактирования с ребром жесткости без приложения усилий, препятствуя его смещению по вертикали вверх.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм ориентированного закрепления и растягивания ребра жесткости силовым агрегатом представляет собой два держателя с захватами, причем один из них подвижно закреплен на одной из стоек, а другой держатель смонтирован с возможностью осевого перемещения относительно своей стойки и имеет на одном конце захват, а вторым концом соединен со штоком силового гидроагрегата.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый узел создания зазора между настильным листом и ребром жесткости установлен перед стойками и выполнен в виде опорной площадки, с болтом на ее поверхности, связанным резьбой с держателем, образуя пару "винт - гайка".

Images