Способ сборки металлической конструкции

Способ сборки металлической конструкции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сборка металлических коробчатых конструкций с взаимно пересекающимися элементами. Сущность изобретения: отверстие в базовой детали 1, контур которого совпадает с профилем присоединяемой детали 2, выполняют при помощи той же детали 2, которая прошивает деталь 1 в режиме электрического оплавления. Данный режим задается источником 4 тока. Вслед за взаимным позиционированием деталей контактные электроды 3, охватывающие присоединяемую деталь 2, осуществляют контактный нагрев кромок отверстия в детали 1, что приводит к их деформации и сварке деталей. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775769/08 (22) 29.12.89 (46) 23.06,92, Бюл, ¹ 23 (71) Научно-производственное объединение по технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения (72) В.Ф.Муравьев, А.С.Давыдов, А.И.Гуськов и В.П.Козлов (53) 621.9.048 (088.8) (56) Строительство тепловых и атомных электростанций, — М.: Стройиздат, 1985, т.

1, с. 290, рис. 11.5.10, (54) СПОСОБ СБОРКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

КОНСТРУКЦИИ. Ж 1741997 А1 (57) Использование: сборка металлических коробчатых конструкций с взаимно пересекающимися элементами. Сущность изобретения: отверстие в базовой детали 1, контур которого совпадает с профилем присоединяемой детали 2, выполняют при помощи той же детали 2, которая прошивает деталь

1 в режиме электрического оплавления.

Данный режим задается источником 4 тока.

Вслед за взаимным позиционированием деталей контактные электроды 3, охватывающие и рисоединяемую деталь 2, осуществляют контактный нагрев кромок отверстия в детали 1, что приводит к их деформации и сварке деталей. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1741997

10

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к способам изготовления металлических конструкций мостов, зданий, электростанций и других сооружений.

Известны способы сборки и изготовления металлических конструкций, включающие операции взаимной установки и соединения между собой деталей.

Однако эти способы характеризуются большой трудоемкостью. Для того, чтобы собрать металлическую конструкцию, необходимо выполнить ряд операций, например, таких как получение отверстий и соединение деталей болтами, заклепками, сваркой или другими средствами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сборки металлических конструкций из взаимно пересекающихся деталей — базовой и присоединяемой, включающий взаимную установку деталей в исходную позицию для сборки и последующее их соединение.

Недостатком указанного способа также является его большая трудоемкость, Этот недостаток особенно проявляется при сборке металлической конструкции с деталями сложного профиля, например трубы с трубой под прямым или острым углами, в плоскостях с несовпадающими осями, деталей из металлического листа с деталью из полосы и т.п, Сборка сложной металлической конструкции, состоящей из многих косо расположенных элементов, например турбозавихрителя, известным способом вообще невозможна, Целью изобретения является уменьшение трудоемкости сборки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сборки металлической конструкции со взаимно пересекающимися базовой и присоединяемой деталями, включающему установку собираемых деталей и последующее их соединение, взаимную установку осуществляют путем прошивки базовой детали присоединяемой деталью электрическим оплавлением, при этом соединение деталей целесообразно производить электрическим контактным нагревом соп ря гаем ых поверхностей и рисоединяемой и базовой детали с последующей их деформацией, В случае необходимос ги получения соединения равной прочно и с материалом деталей присоединяемая деталь может быть дополнительно скреплена с базовой деталью двумя способами: путем последующей электрической дуговой сварки кромок полученного отверстия базовой детали с присоединяемой деталью и путем контакт15

50 ной сварки торцовой рабочей поверхности присоединяемой детали с поверхностью элемента базовой детали, не прошиваемого при сборке.

На фиг. 1 изображена схема сборки деталей путем прошивки отверстия в базовой детали присоединяемой деталью электрическим оплавлением; на фиг, 2 — соединение деталей термомеханическим способом; на фиг. 3 — электрическая характеристика понижающего трансформатора Р = f(l), присоединенного к деталям металлической конструкции; на фиг. 4 — график зависимости во времени давления между присоединяемой деталью и базовой деталью в межэлектродном промежутке и давления контактных электродов на базовую деталь в процессе сборки; на фиг. 5 и 6 — металлическая конструкция (турбозавихритель в сбоке), собранная предложенным способом.

Базовая деталь 1 совмещена с присоединяемой деталью 2, к которой вплотную примыкает контактный электрод 3, разделенный на две части, предназначенный для выполнения операции соединения деталей термомеханическим способом. Базовая деталь 1 и присоединяемая 2 подключены к понижающему трансформатору 4 переменного тока, На фиг, 3 обозначены: P — активная мощность трансформатора переменного тока; — ток трансформатора; А — характеристика мощности P = ф); область — пределы изменения тока при прошивке отверстия; область ll — пределы изменения тока при контактном нагреве и деформации материала базовой детали.

На фиг. 4 обозначены: F — давление между деталями конструкции в межэлектродном промежутке и между базовой деталью 1 и контактным электродом 3 в зависимости от времени с от начала прошивки до окончания соединения деталей; оа — время прошивки детали 1 деталью 2; аб — время движения присоединяемой детали 2 в позицию сборки, сопровождающееся оплавлением стенок отверстия и расширением его боковыми сторонами детали 2; бв — время перехода к контактному нагреву; вг — время кон-актного нагрева; гд — время сжатия нагретой кромки отверстия в базовой детали 1 и деформации ее материала, На фиг. 5 и 6 изображена базовая детал ь — корпус турбозавихрителя 5, состоящего из трех цилиндрических направляющих элементов 6 и восьми присоединяемых деталей — пластинок полосовой стали 7. Присоединяемые детали 7 пересекают два наружных направляющих элемента и соединены с внутренним элементом 6.

1741997

30

55

Способ осуществляют следующим образом.

После разметки на базовой детали 1 отверстия и выбора положения присоединяемой детали 2 производится взаимная установка деталей 1 и 2 в исходное положение и включается понижающий трансформатор

4 переменного тока. Деталь 2 продвигают вниз до соприкосновения с деталью 1 и начинают прошивку отверстия электрическим оплавлением током l (фиг. 3). Основной процесс прошивки оплавлением происходит при движении торца присоединяемой детали 2 в пределах толщины базовой детали 1 в течение времени оа (фиг, 4).

При дальнейшем движении присоединяемой детали 2 за время аб происходит расширение отверстия контактно-дуговыми разрядами, возникающими между стенками полученного отверстия и присоединяемой детали, электрическим током небольшой силы. После прошивки отверстия присоединяемая деталь 2 вместе с контактным электродом 3 опускается в конечное положение вплоть до соприкосновения электрода 3 с базовой деталью 1 (фиг. 2).

Прикосновение контактного электрода 3 к базовой детали 1 производят под давлением силы F таким образом, чтобы процесс оплавления прекратился и осуществился контактный нагрев сопрягаемых поверхностей — кромки отверстия в базовой детали (и примыкающей к ней поверхности присоединяемой детали 2), нажатие контактного электрода 3 на базовую деталь 1, деформация нагретых поверхностей (преимущественно кромки отверстия в базовой детали) и прочное соединение деталей 1 и 2. Переход электрического оплавления в контактный нагрев может осуществляться без изменения вторичного напряжения трансформатора 4 (фиг. 1 — 3) или с понижением напряжения, например, путем переключения обмоток трансформатора. Прекращение электрического оплавления и переход

его в контактный нагрев без искусственного понижения вторичного напряжения возможен при невысоком напряжении понижающего трансформатора 4 в диапазоне небольших напряжений, ".асто применяемых в обработке электрическим оплавлением. Ток I растет не беспредельно, а до некоторой конечной величины, зависящей от полного сопротивления 2 и вторичного напряжения U понижающего трансформатора.

Пример, Способ осуществлен на установке, содержащей станину, механизм подачи присоединяемой детали и контактного электрода, кондуктор, понижающий трансформатор и систему подачи воды в зону обработки — на присоединяемую и базовую детали. В качестве базовых деталей использовались трубы ил стали Ст. 3 диаметром 30 — 80 мм со стенками толщиной

2,5-3 мм. Присоединяемыми деталями служили стальные пластины толщиной по 2,5 мм. В зону обработки подают воду с расходом 2 л/мин, при контактном нагреве соединяемых деталей подача воды прекращается. Получен положительный результат соединения деталей и без отключения воды. Напряжение понижающего трансформатора Uz=20-22 В, ток la= 600 А, ток контактного нагрева lz = 1100А, усилие деформации F = 600 н. На установке при этом режиме достигается прочное соединение деталей, Предложенный способ резко снижает трудоемкость изготовления металлической конструкции за счет совмещения операций и применения прошивки отверстия присоединяемой деталью, повышает качество и точность размеров изготовленной конструкции, расширяет возможности обработки электрическим оплавлением.

Формула изобретения

1, Способ сборки металлической конструкции с пересекающимися базовой и присоединяемой деталями, включающий получение отверстия в базовой детали, соответствующего профилю присоединяемой детали, установку присоединяемой детали в отверстии базовой детали и сварку деталей, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости сборки, получение отверстия и установку деталей производят путем прошивки базовой детали присоединяемой деталью электрическим оплавлением.

2, Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что сварку деталей производятэлектрическим контактным нагревом сопрягаемых поверхностей деталей с последующей их деформа цией.

1741997

Й./8. Z

Р кВт

Н см

1741997

9 юг.

45

Составитель А.Давыдов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор А.Мотыль

Заказ 2245 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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