научная статья по теме КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ ПРОЧНЫХ КОРПУСОВ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК Машиностроение

Текст научной статьи на тему «КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ ПРОЧНЫХ КОРПУСОВ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК»

ОРГАНИЗАЦИЯ VI ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 4'2015

этому следует добавить еще одно немаловажное обстоятельство. Одновременно с этим поднимаются на уровень выше сопутствующие и предшествующие сварке технологии, такие как механическая обработка, сборка и измерения.

3. И наконец, применение лучевых методов сварки плавлением открывает перспективы использования более высокопрочных конструкционных сталей при изготовлении прочных корпусов АПЛ и НАПЛ.

4. Авторы понимают, что проблема, поднятая в этой статье, сложна и, возможно, не лишена «подводных камней». Именно поэтому мы будем признательны всем, кто сочтёт возможным и нужным принять участие в обсуждении проблематики данной статьи на станицах журнала.

Литература

1. Петров Г. Л. и Тумарев А. С. Теория сварочных процессов. М.: Высшая школа, 1977.

2. ГОСТ 8713—79. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Любая технология сварки связана с предшествующими и сопутствующими ей технологиями. Оба вида лучевой сварки — лазерная и электронно-лучевая — должны применяться в тесном взаимодействии с точной механической обработкой свариваемых кромок, с технологией сборки деталей под сварку и технологией выполнения на всех стадиях точных измерений. И так как конечным итогом реализации всех технологий является изготовление обечаек и секций прочных корпусов атомных и неатомных подводных лодок точной круговой формы с минимальными допусками, то решать эту задачу надо в комплексе. Иными словами, выходя на новый технологический уровень в сварке, необходимо поднимать и уровень предшествующих и сопутствующих технологий, а именно: технологии механической обработки, сборки и измерений. В качестве примера такого подхода может служить авто-

3. ГОСТ 14771—76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

4. Шаронов Н. И. Повышение качества сварных соединений алюминиевого сплава 1561, выполненных ЭЛС с применением развёртки «сжатая скоба». Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. СПб., 2013.

5. Туричин Г. А. Теоретические основы и моделирование процесса лучевой сварки металлов с глубоким проплавлением. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. СПб., 2000.

6. Рыкалин Н. Н, Углов А. А., Зуев И. В. и др. Лазерная и электронно-лучевая обработка. Справочник. М.: Машиностроение, 1985.

7. Фролов В. В., Винокуров В. А., Волченко В. Н. и др. Теоретические основы сварки. М.: Высшая школа, 1970.

8. Андреев С. Б., Головченко В. С., Горбач В. Д. и др. Основы сварки судовых конструкций. СПб.: Судостроение, 2006.

9. Григорьянц А. Г. и др. Основы лазерной обработки материалов М.: МГТУ им. Э. Н. Баумана, 2008.

10. Вихман В. Б., Козлов А. Н. Технологические возможности лазера и электронного луча как источников энергии для процессов свар-ки//Материалы 3-й Санкт-Петербургской международной научно-технической конференции. 2012.

11. Сварка в машиностроении/под ред. А. И. Акулова. Т. 2. М.: Машиностроение, 1978.

12. Григорьянц А. Г., Грезев А. Н., Грезев Н. В. Лазерная сварка сталей больших толщин с применением мощных оптоволоконных и

матизированный комплекс оборудования, состоящий из двух специальных стендов, концептуальное описание которых приводится ниже.

Специальный стенд для сборки, механической обработки и сварки пазов обечаек в вертикальном положении состоит из следующих основных узлов, механизмов и конструкций: неповоротная планшайба; рабочий портал для фиксации деталей обечайки при механической обработке и сварке; поворотная планшайба; контрольно-измерительная аппаратура.

Неповоротная планшайба представляет собой жесткую несущую конструкцию кольцеобразной формы (рис. 1), которая размещается на фундаменте строго горизонтально и воспринимает вес всех деталей обечайки, устанавливаемых вертикально. Кольцеобразная конструкция неповоротной планшайбы имеет вырез и приямок 1 в фундаменте

СО2-лазеров//Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012.

13. Игнатов А. Г. Лазерная сварка сталей мощными СО2-лазерами//Фотоника. 2008 № 6.

14. Григорьянц А. Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989.

15. Арутюнян Р. П., Баранов В. Ю, Большое Л. А. и др. Воздействие лазерного излучения на материалы. М.: Наука.

16. Косырев Ф. К., Косырева Н. П., Лунев Е. И. Экспериментальная лазерная установка ЛТ-1//Автоматическая сварка .1976. № 9.

17. Arata J., Abe N, Oda T, Tsuii N. Fundamental Phenomena During Vacuum Laser Welding // LLA ICALEO. 1984. Vol. 44.

18. Brown C. O, Bonas C. M. High-Power Laser Beam Welding in Reduced-Pressure Atmospheres//Welding Journal. 1986. Vol.30. No. 1.

19. Katayma Seiji, Abe Yohei, Mazatani Masami, Kawahito Yousuke Deep Penetration Welding with High-Power Laser under Vacuum//TJWRI, Osaka University, Vol. 40 (2011), No. 1, pages 15-19.

20. Машиностроение. Энциклопедия. В 40 т. Том IV-20. Корабли и суда. Кн. 1. Общая методология и теория кораблестроения. СПб.: Политехника, 2003.

21. Назаренко О. К.,Кайдалов А. А, Ковба-сенко С. Н. и др. Электронно-лучевая сварка/под ред. Б. Е. Патона. Киев: Наукова думка, 1987.

Продолжение поднятой темы — см. следующую статью.

в месте расположения рабочего портала 2 для фиксации деталей обечайки при механической обработке и сварке. Окружность неповоротной планшайбы разделена на 32 сегмента специальными пазами 3. (На рис. 1 показаны, для примера, только 16 сегментов и 9 пазов). В каждом пазу неповоротной планшайбы смонтирована специальная струбцина 4 для установки и закрепления деталей обечайки. Специальные струбцины имеют гидравлический привод для перемещения по всей длине паза.

Каждая из 32 специальных струбцин представляет собой подвижную силовую конструкцию, включающую: основание 1, роликовую опору 2 и подвижные зажимные губки 3 (рис. 2). Основание перемещается гидравлическим приводом вдоль по пазам сегментов. Это дает возможность работать с обечайками разных диаметров. Роликовая опора, свободно вращаясь вокруг горизонтальной оси, воспринимает часть веса деталей обечайки. По роликовым опорам детали обечаек могут перемещаться в процессе сборки. Подвижные губки перемещаются гидравлическим приводом и жестко фиксируют торец детали обечайки. Диапазон перемещения зажимных губок должен обеспечивать фиксацию торцов деталей в диапазоне толщин от 22 до 90 мм.

Рабочий портал (рис. 3) служит для фиксации деталей обечайки при

КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ ПРОЧНЫХ КОРПУСОВ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК

И. В. Суздалев, докт. техн. наук, e-mail: sivspb@yandex.ru,

Л. П. Гаврилюк, докт. техн. наук (АО «ЦТСС»,

e-mail: inbox@sstc.spb.ru) удк 629.5.061.1-036.6

СУДОСТРОЕНИЕ 4'2015

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

Рис. 1. Неповоротная планшайба:

1 — вырез и приямок; 2 — рабочий портал; 3 — пазы; 4 — специальная струбцина

Рис. 2. Специальная струбцина:

1 — основание; 2 — роликовая опора; 3 — подвижные зажимные губки

Рис. 3. Рабочий портал:

1, 2 — свариваемые детали обечайки;

3 — неповоротная планшайба;

4 — П-образные силовые конструкции; 5 — прижимные гидравлические башмаки; 6 — каретка для механической обработки; 7 — приямок в фундаменте; 8 — каретка со сварочной головкой; 9 — торец обечайки

механической обработке и сварке. В состав рабочего портала входят следующие конструкции, механизмы и узлы:

— две вертикальные (П-образные) силовые конструкции 4, которые устанавливаются по обе стороны (внутри и снаружи) неповоротной планшайбы, как показано на рис. 1;

— прижимные гидравлические башмаки 5, устанавливаемые так, чтобы жестко фиксировать кромки свариваемых обечаек;

— обе П-образные конструкции рабочего портала (наружная и внутренняя относительно обечайки) устанавливаются в приямок 7 на фундаменте неповоротной планшайбы и имеют гидравлический привод для радиального перемещения к обечайке 9 и от неё;

— на наружной П-образной конструкции имеются направляющие, по которым вдоль свариваемого стыка деталей 1 и 2 обечайки движется вертикально сварочная каретка 8 с установленной на ней лучевой сварочной головкой;

— на внутренней П-образной конструкции также имеются направляющие, по которым движется вертикально вдоль свариваемых кромок каретка 6 с фрезой для одновременной механической обработки обеих свариваемых кромок.

Поворотная планшайба (рис. 4), выдвижная штанга 4 и магнитные или вакуумные присоски 5, расположены в центре (внутри) неповоротной планшайбы 1. Размеры и расположение поворотной шайбы по высоте таковы, чтобы не мешать работе остальных узлов и агрегатов стенда. Ее назначение — механизация перемещения установленной на роликовые опоры детали обечайки по круговой траектории на место стыковки свариваемых кромок посредине рабочего портала.

Контрольно-измерительная аппаратура. На стенде размещены датчики, приборы и средства измерений, с помощью которых в процессе сборки, механической обработки и сварки пазов обечайки ведется мониторинг круговой формы и периметра обечайки. В качестве измерительных средств используются лазерные сканеры или трекеры, проводящие автоматические измерения геометрии обечайки. Указанные приборы могут быть установлены внутри или снаружи обечайки. Данные замеров используются для корректировки параметров производственных процессов с целью получения готовой обечайки, размеры которой удовлетворяют требованиям конструкторской документации.

Алгоритм работы системы управления стенда. Управление всем оборудованием специального стенда для сборки, механической обработки и сварки обечаек осуществляется с пульта управления и перенос-

Рис. 4. Поворотная планшайба:

1 — неповоротная планшайба; 2 — обечайка; 3 — поворотная планшайба; 4 — выдвижная штанга; 5 — магнитные или вакуумные присоски

ного джойстика. В компьютер пульта управления заносятся данные по радиусу и периметру окружности, а также толщине листов собираемой обечайки. По команде с пульта управления специальные струбцины устанавливаются в пазах секторов неповоротной планшайбы на заданный диаметр обечайки. Датчики и приборы системы измерений контролируют точность установки специальных струбцин.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»