СУДОСТРОЕНИЕ 2'2015
МАШИНЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ ДЛЯ КОНТУРОВКИ ПОЛОТНИЩ
В. Ф. Кириллов, В. А. Никитин, канд. техн. наук (АО «ЦТСС», e-mail: inbox@sstc.spb.ru)
Подготовка полотнища для формирования панели и далее плоской секции заключается в нанесении линий установки набора (разметки), зачистке мест установки набора под сварку от грунта, краски, ржавчины и окалины, маркировании, контуровке в чистый размер для последующей его стыковки со смежными конструкциями и выполнении внутренних вырезов, которые ранее в отдельных листах не могли быть получены. В зависимости от положения секции в корпусе судна и принятой технологии ее стыковки со смежными конструкциями контуровка выполняется по одной—трем сторонам полотнища. Одновременно с контуровкой может выполняться одно- или двухсторонний скос кромок под сварку.
Такая комплексная подготовка полотнища выполняется на многофункциональных программно управляемых машинах термической резки (МТР), на практике называемых контуровочными машинами или коротко кон-туровщиками. Полотнище представляет собой крупноформатный плоский лист, полученный в результате стыковой сварки отдельных листов или деталей. Полотнище ограничено по контуру прямыми, реже кривыми линиями и может иметь внутренние вырезы и скосы под сварку на своих кромках.
В зависимости от применяемого листа полотнище имеет размеры от 12х12 м до 23х27 м.
Как и у обычных МТР, резка полотнища контуровочными машинами выполняется двумя способами: газокислородным и плазменным. Выбор способа резки существенно влияет на конструкцию контуровоч-ной машины. При резке газокислородным способом вследствие высокого тепловло-жения возникают значительные деформации полотнища, что приводит к необходимости последующей трудоемкой правки при стыковке секции со смежными корпусными конструкциями. Резка плазмой благодаря более высокой скорости сопровождается существенно меньшим тепловложением и соответственно меньшими деформациями. Применение газовой резки для контуровки не требует отсоса и очистки образующихся вредных газов ввиду незначительного их объема. При плазменной резке необходима установка фильтровентиляционной системы с вытяжным столом.
Стыковая сварка полотнища толщиной 8 мм и выше требует выполнения одностороннего, а полотнища толщиной 14 мм и более — двухстороннего скоса кромок под сварку, что, в свою очередь, может быть достигнуто применением специального устрой-
Рис. 1. Трехрезаковый блок с ручной установкой резаков в составе машины для контуровки полотнищ
ОРГАНИЗАЦИЯ VI ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2015
Рис. 2.
ства для резки — так называемого трехрезакового блока (рис. 1). Трехрезаковый блок позволяет получить скос с притуплением. Иногда устанавливают два таких блока для одновременного выполнения скосов на двух кромках вдоль линии перемещения машины. Применение трехрезакого блока для плазменной резки невозможно из-за высокой тепло-напряженности в зоне резки. Вследствие этого плазмой выполняется резка со скосом кромки без притупления. Таким образом, каждый из типов контуровочной машины имеет свои достоинства и недостатки. В зарубежном судостроении преимущественно применяются контуровочные машины на основе газокислородной резки.
Ширина зачищаемой поверхности под сварку согласно ОСТ.59092—91 должна составлять не менее двух толщин стенки устанавливаемого набора. Зачистка осуществляется проволочными щетками, абразивным способом либо дробеструйной обработкой. Скорость зачистки щеткой не превышает 3 м/мин, скорость абразивной зачистки, по данным фирмы IMG, достигает 12 м/мин, а скорость дробеструйной зачистки, по данным фирмы Koike, — 20 м/мин.
Устройство абразивной зачистки располагается на отдельной каретке (рис. 2). Зачистка выполняется непрерывно движущейся абразивной лентой, привод 1 которой расположен в нижней части устройства. В нерабочем положении устройство находится вверху, при зачистке оно опускается вниз приводом опускания/подъема 3. Высота устройства зачистки относительно поверхности полотнища поддерживается направляющим роликом 8, катящимся по полотнищу. Сигнал о приближении полотнища при опускании поступает от датчика 7. Устройство имеет цифровой привод
Каретка зачистки и разметки мест установки набора на полотнище:
1 — привод абразивной ленты; 2 — плазменный резак для разметки; 3 — привод опускания/подъема; 4 — платформа; 5 — привод поворота зачистного устройства; 6 — отсасывающее устройство; 7 — датчик определения полотнища; 8 — направляющий ролик
Рис. 3. Дробеструйная головка для зачистки поверхности для установ ки набора на полотнище (Koike):
1 — сопло; 2 — шланг отсоса
Рис. 4. Устройство для маркирования чернилами каплеструйным методом REA-JET:
I — датчик высоты; 2 — маркирующая головка
поворота 5 относительно вертикальной оси. Устройство содержит вентиляционную установку 6 для удаления продуктов зачистки с полотнища. На одной платформе 4 с устройством зачистки расположен плазменный резак 2 для разметки линий установки набора.
Дробеструйная зачистка достигается струей абразива, направляемого через сопло I на зачищаемую
поверхность (рис. 3). Диаметр струи составляет 20 мм. На выходе струи расположена круглая пер-лоновая щетка, создающая уплотнение вокруг обрабатываемой поверхности. Щетка соединена со шлангом вакуумного отсоса 2. Система работает по замкнутому циклу и имеет циклон для разделения пыли и дроби с системой очистки абразива от пыли для повторного его использования.
Разметка полотнища под установку набора выполняется плазмой или чернилами. При плазменной разметке металл проплавляется тонкоструйной плазмой на глубину 0,03 — 0,25 мм при ширине линии 0,5—1,0 мм. Скорость разметки — до 7,5 м/мин. В соответствии с рекомендацией фирмы-поставщика для разметки в качестве плазмооб-разующего газа должен применяться аргон. При этом скорость разметки составляет не более 2,5 м/мин. Для снижения времени обработки полотнища зачистка совмещается с разметкой линий установки набора. Для этого плазменные резаки 2 для разметки располагаются на общей каретке с зачистным устройством (см. рис. 2). В зависимости от направления движения при зачистке поверхности для установки набора главного направления работает тот или иной резак (идущий позади устройства зачистки), что позволяет совместить две операции. Зачистка и разметка линий разметки под установку перекрестного набора (вдоль направления перемещения машины) выполняются раздельно. Как правило, плотность линий разметки под установку набора главного направления значительно выше, чем линий разметки под установку перекрестного набора.
Маркирование чернилами выполняется с использованием капле-струйного устройства (рис. 4). Это же устройство может использоваться
cyfíOcrPOEHVIE 2'2015
OPrAHÈÇAUÈfl È fUHOJIOrÈfl CÓflOCTPOSHÉfl
Рис. 5. Многофункциональная машина для контуровки, зачистки,
разметки и маркирования с односторонним расположением кареток (Koike):
1 — каретка с трехрезаковым блоком; 2 — каретка с трехрезаковым блоком, устройствами зачистки, разметки и маркирования полотнища
Рис. 6. Многофункциональная машина для контуровки, зачистки , разметки и маркирования с двухсторонним расположением кареток (Messer Cutting Systems):
1 — каретки с трехрезаковым блоком; 2 — каретка с устройствами зачистки, разметки и маркирования полотнища
Сравнительная конфигурация МТР для контуровки полотнищ
Операция МТР для выполнения операции
на основе газокислородной резки на основе плазменной резки
Зачистка поверхности для установки набора Нанесение линий установки набора Контуровка Скос кромок под сварку Внутренние вырезы в полотнище Маркировка Абразивная лента/дроб Плазменный резак/капле Трехрезаковый блок Газовый р Каплеструйное у еструйная головка труйное устройство 30-плазменный блок езак стройство
также для нанесения линий разметки вместо плазменного резака. При этом линия наносится в виде последовательности близко расположенных друг к другу точек.
Машина для контуровки представляет собой многофункциональную управляемую от ЧПУ машину, связанную с верхним уровнем. Машина имеет характерные для любой МТР конструктивные элементы: высокоточные направляющие и зубчатые передачи, двухсторонний регулируемый привод перемещения, лазер-
ный указатель для центровки относительно полотнища. Машина имеет двухбалочный портал, причем каретки могут располагаться с одной стороны портала (рис. 5) или с двух сторон (рис. 6).
Позиция для контуровки оборудуется специальными подъемными опорами, встроенными в пол, которые перед началом работы поднимаются и фиксируют полотнище от возможных перемещений. Подъем выполняется от пневмопривода. Сравнительная конфигурация МТР
для контуровки полотнищ представлена в таблице.
МТР с программным управлением используется в отечественном судостроении уже более четырех десятилетий. Однако ранее применявшиеся МТР предназначались для резки деталей из листа шириной не более 3,2 м. В 2014 г. в ЦТСС разработана и внедрена на одном из предприятий отрасли контуровочная машина, используемая в составе позиции контуровки линии плоских секций для листа шириной 12 м. Позиция представляет собой комплекс, состоящий из стола 1, контуровочной машины 2, фильтровентиляционной установки 3 и рельсового пути 4 (рис. 7). Это первый опыт применения в отечественном судостроении крупногабаритной многофункциональной МТР. Значительные габариты полотнища, наличие дополнительных функций (разметка, зачистка), отсутствовавших в традиционных МТР, потребовали создания машины нового типа. Контуровочная машина основана на плазменной резке. Подача полотнища в машину и перемещение его на следующую позицию осуществляются напольным транспортером. Машина имеет двух-балочный портал и содержит четыре независимые каретки: каретку с плазменным 30-резаком 3, каретку с вертикальным газовым резаком 2, каретку с зачистной щеткой 1 и каретку с маркировочной головкой 4 (рис. 8).
Машина имеет установку плазменной резки HPR260XD фирмы Hypertherm, поворотную головку для 3D-плазменной резки фирмы STAKO и маркировочное устройство REA-JET ST200 фирмы REA K.u.C. GmbH. В
Рис. 7. Комплекс дл
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.