А.Г Косилова, М.Ф. Сухов
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
подъемно-
транспортных
машин
Второе издание, переработанное
«,Допущено Министерством высшего и
среднего специального образования СССР в ка-
честве учебного пособия для студентов вту-
зов, обучающихся по специальности «Подъ-
емно-транспортные машины и оборудование»
МОСКВА « МАШИНОСТРОЕНИЕ » 1982
ББК 39.9
К71
УДК 621.8.002 (07)
Рецензент — кафедра «Технология машиностроения»
Ленинградского политехнического института нм. М. И. Калинина
Косилова А. Г., Сухов М. Ф.
К71 Технология производства подъемно-транспорт-
ных машин: Учеб, пособие для машиностроительных
вузов. —2-е изд., перераб. —М.: Машиностроение,
1982. — 301 с., ил.
В пер.: 1 р.
Рассмотрены технологические процессы изготовления типовых
деталей, сборки машин и механизмов, производства металлоконструк-
ций, окраски подъемно-траиспортных машин. Освещены основные
направления развития технологии, вопросы автоматизированного
проектирования технологических процессов с применением ЭВМ.
изложен опыт использования современных станков и автоматических
линий, технологической оснастки.
Во втором издании (1-е изд. 1972 г.) рассмотрены также техноло-
гические процессы изготовления деталей и механизмов подвесных и тол-
кающих конвейеров и машин непрерывного транспорта.
3601030000-182	ББК 39.9
К 038 (01)-82 J82’82’	6П5.6
Издательство «Машиностроение», 1982 г.
Предисловие
Учебное пособие базируется на курсе «Основы технологии ма-
шиностроения». Оно конкретизирует главные положения этого
курса применительно к отраслевой технологии подъемно-транс-
портного машиностроения, специфике изделий и условиям про-
изводства. В нем рассматривается технология изготовления де-
талей и механизмов кранов, конвейеров, крановых металлокон-
струкций и др.
При составлении книги не ставилась задача рассмотреть все
многообразие подъемно-транспортных машин (ПТМ), так как
содержание технологических процессов и виды технологической
оснастки связаны не столько с конструктивными разновидностями,
сколько с условиями организации технологических процессов и,
в первую очередь, с объемом годового выпуска. В ряде случаев
для типовой детали или механизма одного наименования приве-
дены варианты технологических процессов серийного и единич-
ного производства. Это позволяет выявить направление техноло-
гических решений в зависимости от изменения объема выпуска
изделий. За основу взяты действующие технологические про-
цессы по освоенным и серийно изготовляемым изделиям (мосто-
вые краны, ленточные, роликовые и подвесные конвейеры, пор-
тальные и козловые краны, электрические тали).
В книге отражен богатый опыт передовых заводов: ленин-
градского завода подъемно-транспортного оборудования
им. С. М. Кирова, Узловского машиностроительного завода
им. И. И. Федунца, уральского завода тяжелого машиностроения
им. С. Орджоникидзе, Ново-Краматорского машиностроительного
завода им. В. И. Ленина, ленинградского машиностроительного
завода им. И. Е. Котлякова, московского машиностроительного
завода «Красный металлист».
Наряду с этим в пособии отражены разработки 'проектно-
конструкторских институтов ВПТИтяжмаша и ВНИИПТмаша,
связанные с типизацией технологических процессов и техноло-
гической унификацией конструкций и применением пластмасс.
1*	3
В ходе изложения подчеркивается положительное влияние
унификации конструкций, их нормализации и стандартизации на
технико-экономические показатели серийного производства.
Наряду с технологическими процессами обработки и сборки
изделий, характерными для действующего производства, рас-
смотрены перспективы высокоэффективного массового произ-
водства. Технологические вопросы представлены комплексно.
Отдельные данные по трудоемкости технологических процес-
сов и операций приведены главным образом для общей и сравни-
тельной оценки вариантов их выполнения; приводить фактиче-
ские данные о применяемых режимах резания признано нецеле-
сообразным.
За истекшие годы со времени выхода первого издания книги
в технологии изготовления ПТМ не произошло таких изменений,
которые требовали бы коренной переработки опубликованных
материалов. Поэтому во втором издании авторы переработали
часть разделов и внесли необходимые дополнения и изменения,
сохранив направление и основное содержание книги.
ГЛАВА 1
Характеристика и задачи развития технологии
производства
1.1. СПЕЦИФИКА ПРОИЗВОДСТВА
И НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ
СПЕЦИФИКА ПРОИЗВОДСТВА ПТМ
Для подъемно-транспортного машиностроения характерна об-
ширная номенклатура изготовляемых машин. Это определяется
многообразием задач механизации производственных процессов
в различных отраслях народного^хозяйства.
Производство ПТМ можно рассматривать как серийное, хотя
ряд изделий, например краны большой грузоподъемности, изго-
товляют в условиях единичного и мелкосерийного производства,
а такие изделия, как мостовые краны средней^грузоподъемности,
электрические тали, редукторы и др. —в условиях крупносерий-
ного производства. Увеличению серийности выпуска отдельных
сборочных единиц и деталей способствуют получившие развитие
в этой отрасли прогрессивные методы проектирования машин,
основанные на унификации, нормализации и преемственности
конструкций. Эти особенности конструкций ПТМ позволяют соз-
давать предметнозамкнутые участки производства типовых де-
талей и сборки сборочных единиц; для наиболее употребительных
деталей и сборочных единиц, суммарный годовой выпуск которых
достаточно велик, на заводах создаются специализированные
поточные линии, на которых изготовляются детали одного или
нескольких типоразмеров. В некоторых случаях оказывается эко-
номически целесообразным создание не только высокомеханизи-
рованных поточных линий, но и автоматических. Например, соз-
даны автоматическая линия, рассчитанная на годовой выпуск
120 тыс. канатных блоков диаметром 220 мм и переналаживаемая
автоматическая линия сборки восьми типоразмеров роликов
ленточных и роликовых конвейеров при выпуске 250—300 тыс.
роликов в год.
На заводах подъемно-транспортного машиностроения, как
и в любом серийном производстве, уровень технологических про-
цессов сборки отстает от уровня технологии механической обра-
ботки, вследствие чего доля сборочных работ в суммарной трудо-
емкости изготовления машин значительно выше, чем в отраслях
массового производства. Применение принципа поточности и
5
стендов механизации в сборочных процессах также позволяют
снизить трудоемкость и увеличить объем выпуска. Так, переход
завода «Красный металлист» на поточное производство электриче-
ских талей позволил увеличить объем выпуска в 5 раз при сни-
жении трудоемкости в 3 раза.
Большинство ПТМ имеют сложные металлоконструкции. При-
чем доля металлоконструкций в общем производстве ПТМ по
массе составляет около 79 % и лишь 21 % приходится на детали,
изготовленные из чугунного и стального литья и штампованных
заготовок. На заводах ПТМ наряду с обычными механосбороч-
ными цехами возникает обособленное производство металлокон-
струкций, что нарушает однотипность производства. Большая
масса и крупные габариты металлоконструкций ставят перед
производством специфические задачи в области подачи материала
для изготовления элементов, внутрискладской и внутрицеховой
транспортировки, погрузки и отправки. Однако в этом случае
повышение эффективности производства достигается благодаря
организации поточных комплексно-механизированных линий и
участков.
Впервые в практике краностроения были созданы и успешно
работают механизированные переменно-поточные линии по про-
изводству пролетных и концевых балок, рам крановых тележек,
а также специализированные стенды для общей сборки крановых
мостов, что более чем в 3 раза превысило прежний годовой выпуск
мостовых кранов.
Производство ПТМ не относится к особо сложным производ-
ствам. Здесь нет необходимости применять материалы с какими-
либо специальными свойствами (жаропрочные, коррозионностой-
кие и др.), так как большинство деталей изготовляются из обыч-
ных черных металлов и лишь в отдельных случаях предусма-
тривается применение высокопрочных чугунов. Точность меха-
нически обработанных деталей не является особенно высокой
и обычно соответствует 9—14 квалитетам и в немногих случаях
7—8 квалитетам; требования к шероховатости поверхностей лишь
в редких случаях достигают Ra =0,63 мкм.
Однако в ряде случаев для ПТМ характерно применение деталей
и сопряжений с расчетными параметрами, что требует высокой
стабильности свойств материалов и высокого уровня технологии
для надежного обеспечения качественных характеристик этих
деталей и сопряжений.
С большим трудом достигается в производстве точность неко-
торых параметров крупногабаритных конструкций. Ряд сложных
задач возникает в области сборки машин, состоящих из про-
странственноразобщенных механизмов. Однако эти трудности
могут быть сведены к минимуму при условии, что все механизмы
будут выполнены в виде блочных и взаимозаменяемых деталей
и сборочных единиц и с применением приспособлений при их
сборке п сварке, Кроме того, блочность конструкций_ позволяет
6
отказаться от общей контрольной сборки их на заводе-изгото-
вителе.
Непрерывный рост потребности народного хозяйства в ПТМ
и средствах механизации и автоматизации для многих отраслей
производства, в том числе для автоматизации производственных
процессов машиностроения, требует повышения качества машин,
быстрого и эффективного их изготовления на заводах. Необхо-
димо также на заводах совершенствовать систему обеспечения ка-
чества выпускаемых изделий и ускорить их освоение на основе
совершенствования методов подготовки производства.
НАПРАВЛЕНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАЗВИТИЯ
ПРОИЗВОДСТВА ПТМ
Интенсификация производства в подъемно-транспортном ма-
шиностроении возможна лишь в направлении совершенствования
форм и методов серийного производства. Технико-экономическая
эффективность производства находится в тесной взаимосвязи
с годовым объемом выпуска одноименных изделий. Большой
объем выпуска одноименных деталей и сборочных единиц делает
экономически целесообразным создание специальной технологи-
ческой оснастки, позволяющей повысить производительность
труда, а в ряде случаев применить специальное высокопроизво-
дительное оборудование вместо универсального. При большом
объеме выпуска становится возможной организация поточного
производства. Когда организация поточного производства неце-
лесообразна, увеличение годового объема выпуска позволяет при
обычной организации серийного производства увеличить партии
запуска в производство одноименных деталей и сборочных еди-
ниц, что открывает возможности для использования более произ-
водительного оборудования со специальной оснасткой.
Увеличению годового объема выпуска одноименных изделий
способствуют: сокращение номенклатуры выпускаемых заводом
машин с сосредоточением в его выпуске близких в конструктивно-
технологическом отношении типов и типоразмеров машин; уни-
фикация конструкций сборочных единиц и деталей, применяемых
в машинах данного типа, и конструктивная преемственность ма-
шин в ходе развития их конструкций; стандартизация и норма-
лизация сборочных единиц и деталей для использования их
в машинах различных наименований.
Годовой объем выпуска стандартизованных и нормализован-
ных изделий возрастает и достигает размеров, при которых целе-
сообразнее организовать их специализированное производство
в отдельных цехах или даже на специализированных заводах.
Технико-экономические показатели специализированных произ-
водств находятся на уровне отраслей массового и крупносерий-
ного производства, при этом создаются благоприятные условия
для повышения качества изделий.
7
Все эти задачи и условия их практического решения находят
отражение в планах развития отрасли и отдельных заводов на
ближайшие годы и перспективу. Причем современные требова-
ния к технологии производства изделий направлены на увели-
чение выпуска в результате изыскания более прогрессивных
методов изготовления и совершенствования технологической
оснастки. Рассмотрим более подробно направления и пути совер-
шенствования технологии ПТМ.
Унификация и нормализация конструкций в машиностроении
предусматривают проведение сложного комплекса работ, на-
правленных на устранение излишнего разнообразия в конструк-
тивном оформлении машин, их сборочных единиц и деталей,
соблюдение принципа преемственности в ходе развития кон-
струкций машин. Работы в области унификации конструкций
предусматривают:
1)	установление для машин данного назначения (ленточных,
пластинчатых, роликовых и других конвейеров) типов и рядов,
определяющих их основные размерные и эксплуатационные па-
раметры;
2)	конструирование машин данного назначения по принципу
блочности, т. е. с использованием унифицированных сборочных
единиц и блоков. Например, 32 типоразмера ленточных конвейе-
ров с шириной ленты от 400 до 2000 мм комплектуются из унифи-
цированных взаимозаменяемых сборочных единиц, мостовые
краны — из таких унифицированных сборочных единиц, как
главные пролетные и концевые балки, переходные площадки,
площадки механизмов передвижения моста, кабины и др.;
3)	создание унифицированных сборочных единиц отраслевого
значения для применения в машинах различного назначения
(редукторов, тормозов, зубчатых муфт и балансиров, ходовых
колес и др.);
4)	применение в проектируемых сборочных единицах стандар-
тизованных и нормализованных деталей;
5)	использование при конструировании деталей принятых
(более узких в сравнении с ГОСТами) рядов размеров (диаметры
отверстий, резьбы, модули зубьев и т. д.), рекомендуемых кон-
структивных форм поверхностей и точностных требований к их
обработке.
Под руководством ВНИИПТмаша для подъемно-транспорт-
ного машиностроения проводится работа по стандартизации, нор-
мализации и унификации конструкций. Такое направление в кон-
струировании машин предопределяет не только принципиально
новую систему их освоения, но и специализацию производства,
основанную на использовании унифицированных деталей сбороч-
ных единиц для всех типоразмеров машин, входящих в один
и тот же конструктивно-нормализованный ряд. Результатом этого
направления в конструировании машин явилась сложившаяся
на заводах подъемно-транспортного машиностроения структура
8
механически обрабатываемых деталей, которые разделены на три
основные группы:
1)	нормализованные детали, общие для всех или многих машин
(фланцы, втулки и др.);
2)	детали общего назначения, различающиеся по конструк-
тивным параметрам и размерам, но имеющие общие технологиче-
ские задачи (валы, ходовые колеса, буксы, полумуфты и др.);
3)	специальные детали, предназначенные только для данного
вида оборудования (мосты кранов, опоры роликов ленточных
конвейеров, основания портальных кранов и др.).
Такая классификация деталей способствует проведению на
заводах подъемно-транспортного машиностроения работ по типи-
зации технологических процессов и групповой обработке деталей
машин, созданию участков с замкнутым циклом производства и
организации высокоэффективных специализированных произ-
водств в масштабе отрасли. Организация специализированных про-
изводств по ряду унифицированных сборочных единиц ПТМ позво-
ляет осуществить экономически целесообразную концентрацию
производственных мощностей, более эффективно использовать
производственные площади, повысить качество изделий благо-
даря использованию высокопроизводительного оборудования,
применению комплексной механизации и автоматизации произ-
водства. Например, создание централизованного производства
крановых колес на Магнитогорском крановом заводе, зубчатых
п карданных муфт, втулочно-кольцевых и кулачковых тормозных
шкивов на Стахановском машиностроительном заводе позволило
выпустить продукции на сумму около 30 млн. руб. и высвободить
при этом около 1000 рабочих.
Доля продукции специализированных предприятий и цехов,
занятых изготовлением деталей и сборочных единиц, в 11-ой
пятилетке увеличится. Необходимо еще больше уделять внимания
и технологической специализации заводов. Сокращение числа
моделей выпускаемых изделий и типоразмеров деталей и сбо-
рочных единиц способствует повышению уровня унификации
выпускаемых изделий. Повышение качества заготовок оказывает
большое влияние на технико-экономические показатели произ-
водства. От выбора метода получения заготовки, установ-
ления припусков и назначения требований точности зависят
трудоемкость и затраты не только на изготовление заготовки, но
и на ее последующую обработку, поэтому при выборе заготовок
необходимо проводить соответствующие технико-экономические
обоснования.
Следует предпочтительно применять заготовки, размеры и кон-
фигурация которых позволяют получить достаточно высокий
коэффициент использования материалов; припуски на обработку
должны быть обоснованы расчетом, а точность достаточно высока
у ряда поверхностей, используемых в качестве баз при установке
в приспособление. При этом механическую обработку необхо-
9
димо применять лишь для достижения требуемой точности раз-
меров, а задача формообразования детали должна решаться на
заготовительной стадии.
В подъемно-транспортном машиностроении доля заготовок,
выполняемых прогрессивными методами литья и штамповки,
сравнительно невелика; нередко коэффициент использования
материала составляет 0,5—0,6. Такие заготовки имеют большие
припуски и низкую точность размеров, а вследствие грубых упро-
щений формы резко увеличиваются отходы в стружку и трудоем-
кость обработки. В связи с этим одной из задач развития техно-
логии производства ПТМ является внедрение более прогрессив-
ных методов получения заготовок, обеспечивающих более высо-
кую их точность и меньший расход металла. В одиннадцатой пяти-
летке увеличится выпуск точного литья с использованием пере-
довой технологии (литье в кокиль, центробежным способом, под
давлением, в оболочковые формы, литье по выплавляемым мо-
делям и т. п.) и объем точных заготовок при горячей штам-
повке. Внедрение метода поперечно-винтовой и продольной про-
катки для производства деталей типа валов и осей позволит
обеспечить минимальный припуск на обработку и увеличить
объем выпуска заготовок.
Однако усложнение конфигурации заготовки и чрезмерное
повышение требований точности к размерам и расположению ее
поверхностей приводит к усложнению и удорожанию технологи-
ческой оснастки заготовительного процесса (моделей, стержневых
ящиков, штампов), а следовательно, к увеличению себестоимости
заготовки. Поэтому экономическая целесообразность применения
более совершенных заготовок тесно связана с унификацией кон-
струкций, а наиболее полное и успешное решение этого вопроса
возможно при специализированных производствах, организуемых
в номенклатурном (по видам деталей) и технологическом (создание
специализированных литейных и кузнечных цехов) порядках.
Объем выпуска металлоконструкций будет увеличен в
основном благодаря интенсификации производства в дейст-
вующих цехах. Основными источниками снижения трудо-
емкости и роста показателей выпуска металлоконструкций и
повышения их качества являются совершенствование технологии,
рост технической вооруженности труда, внедрение поточных
методов работы. Анализ структуры трудоемкости изготовления
сварных конструкций показывает удельное значение каждого
вида работ и главные направления их совершенствования. В об-
щей трудоемкости производства металлоконструкций работы
в сборочно-сварочных цехах составляют 70—80 %, а в заготови-
тельных 20—30 %. ВПТИтяжмаш обосновал целесообразность
и разработал технические аспекты проведения комплекса техно-
логических и организационных мероприятий. По сборочно-сва-
рочному производству вводятся комплексно-механизированные
10
участки и поточные линии с внедрением в них механизированных
установок и стендов для сборки, сварки и контроля, установки для
автоматической и полуавтоматической сварки в среде углекислого
газа, что повысит уровень механизации и автоматизации.
По заготовительным процессам на ряде заводов внедрены и
внедряются высокопроизводительные газорежущие машины и
машины плазменной резки с фотокопировальным и программным
управлением. Применяется комплексная механизация раскроя,
правки и резки листового и профильного проката, внедряется
быстро переналаживаемая и блочная штамповая оснастка и т. п.
При механической обработке эффективное снижение трудоем-
кости и повышение производительности труда достигается в резуль-
тате применения многоместных, многоинструментных, пара-
ллельных и параллельно-последовательных схем построения
операций.
Применение таких схем позволяет выполнять параллельно
ряд переходов по обработке нескольких заготовок по нескольким
поверхностям у каждой, обеспечивает высокую концентрацию
переходов и многократное совмещение их во времени. Причем
данные схемы построения операций находят применение не только
при создании специального оборудования в массовом и крупно-
серийном производствах, но и при использовании универсального
оборудования, если объем выпуска этих деталей позволяет с до-
статочной эффективностью применить подобную технологиче-
скую оснастку. В серийном производстве и особенно при большой
номенклатуре выпускаемых изделий в подъемно-транспортном
машиностроении специальные приспособления из-за неоправдан-
ных расходов часто заменяются нормализованными приспособ-
лениями с использованием универсальных сборочных единиц
(универсальных поворотных стоек, гидравлических тисков, скаль-
чатых кондукторов и др.). Путем быстрой замены небольшого
числа специальных деталей такие приспособления можно пере-
наладить для выполнения различных операций. Помимо этих
приспособлений находят широкое применение универсально-
сборные приспособления (УСП) с ежегодным увеличением их
применения на 8—10 %. В основу этих приспособлений заложен
принцип многократного использования нормализованных деталей
для компоновки различных схем приспособлений при обработке
в них различных заготовок.
Широкое распространение в технологии подъемно-транспорт-
ного машиностроения получают станки с программным управле-
нием и многооперационные станки. Существующие системы про-
граммного управления позволяют управлять циклом работы
станка, изменением положения инструмента относительно обра-
батываемой детали и регулировать режимы резания. Причем все
это происходит по заданной программе без участия оператора.
Эти станки особо эффективны в серийном, мелкосерийном и еди-
ничном производствах. Они значительно снижают затраты на
11
технологическую оснастку, сокращают цикл обработки, повы-
шают качество деталей, производительность и уровень органи-
зации производства. Эти станки позволяют с одной установки
обрабатывать детали сложной конфигурации. Причем на них
можно обрабатывать детали как типа корпусных, так и тел вра-
щения. Намечено внедрить прогрессивные технологические про-
цессы на базе специальных агрегатных станков, автоматов, по-
луавтоматов и станков с программным управлением.
Несмотря на большое разнообразие номенклатуры изготов-
ляемых изделий в подъемно-транспортном машиностроении, где
начинают применять роботы и манипуляторы при выполнении
трудоемких, тяжелых и монотонных вспомогательных операций,
ВПТИтяжмашем разработаны и находятся в стадии внедрения
на заводах проекты трех участков, предназначенных для механи-
ческой обработки деталей типа тел вращения с применением то-
карных полуавтоматов с ЧПУ и автоматических манипуляторов
(AM). Так, на Харьковском заводе ПТО им. В. И. Ленина преду-
смотрено обрабатывать 40 наименований деталей с применением
AM грузоподъемностью 40 кг и перемещением руки 500 мм; на
ленинградском заводе ПТО им. С. М. Кирова —82 наименования
деталей с применением AM грузоподъемностью 160 кг и переме-
щением руки 1000 мм и на Узловском машиностроительном заводе
им. И. И. Федунца — 115 наименований деталей с применением
AM грузоподъемностью 40 кг и перемещением руки 500 мм.
Кроме того, на Узловском машиностроительном заводе имени
И. И. Федунца спроектирован и изготовлен комплекс автома-
тических устройств и AM грузоподъемностью 15 кг для автома-
тизированного участка штамповки 23 наименований деталей типа
тел вращения массой до 15 кг с годовой программой выпуска
104 тыс. деталей на базе пресса усилием 16 МН (1600 тс). Внедре-
ние такого участка позволит получить экономический эффект
35 тыс. руб. благодаря высвобождению четырех рабочих, повы-
шению качества поковок и экономии 30 т металла.
На заводе «Красный металлист» создается участок закалки
катков электрических талей с нагревом ТВЧ на базе AM, обеспе-
чивающего извлечение катков из загрузочного устройства, уста-
новку их в индуктор и сбрасывание закаленных катков в тару.
Применение AM высвобождает двух рабочих-операторов от вред-
ной операции закалки с нагревом ТВЧ.
В подъемно-транспортном машиностроении применяют детали
из пластмасс, позволяющие улучшить технико-экономические
показатели машин, снизить их массу, расход цветных металлов
и дефицитных материалов.
Практика показала, что при правильном выборе конструктив-
ных форм и марки пластмассы детали из нее в ряде случаев более
долговечны, чем металлические, почти не требуют ухода и, прежде
всего, смазки. В среднем 1 т пластмасс заменяет 3—4 т металла,
12
при этом трудоемкость изготовления изделий снижается в 5 раз,
а себестоимость в 4—8 раз.
Применение пластмасс в гибких элементах ПТМ (канатах,
лентах) позволяет вследствие большой их эластичности умень-
шить диаметры блоков и барабанов. Наряду с этим канаты и ленты
обладают повышенной прочностью. Например, использование
капрона^и лавсана взамен бельтинга в конвейерных лентах
обеспечивает повышение прочности в 2-^-2,5 раза при уменьшен-
ной на 30 % толщине ленты. Футеровка пластмассами ведущих
и приводных барабанов в ленточных конвейерах позволяет полу-
чить высокий коэффициент трения (0,5—0,6), способствующий
повышению тяговой способности привода; футеровка канатных
блоков капроном увеличивает долговечность канатов и произво-
дительность грузоподъемных механизмов. В роликовых ленточ-
ных конвейерах с лентами шириной от 400 до 1400 мм успешно
применяют ролики четырех типоразмеров с деталями, выпол-
ненными из волокнита или древесной пресс-крошки. Изготовле-
ние бегунков эскалаторов из волокнита и капрона не только
улучшает и упрощает их конструкцию, но и значительно
снижает уровень шума полотна эскалаторов. Широкому рас-
пространению деталей из пластмасс способствуют не только
хорошие эксплуатационные свойства, но и сравнительная про-
стота и экономичность процесса их изготовления. Своеобразие
получения деталей из пластмассы заключается в том, что здесь
технологически совмещаются процессы получения пластмассы
как конструкционного материала и готовой детали.
При изготовлении из пластмасс деталей любой сложной конфи-
гурации в большинстве случаев применяют прогрессивные техно-
логические процессы: прессование, литье под давлением, литье-
вое прессование, вакуумформовку и др., что обеспечивает высо-
кую производительность. Дорогостоящую механическую обра-
ботку в этом случае применяют в основном для достижения тре-
буемой точности размеров и при зачистке пластмассовых деталей
на металлорежущих станках.
1.2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА
ПРОИЗВОДСТВА
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ
Для выпуска изделий высокого качества в общей системе
управления народным хозяйством осуществляется процесс раз-
вития «Единой системы государственного управления качеством
продукции» (ЕС ГУК.П).
13
Под качеством промышленной продукции понимают совокуп-
ность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять
определенные потребности в соответствии с назначением
(ГОСТ 15467—79). Качество изделия оценивается эксплуатацион-
ными, производственно-технологическими и экономическими по-
казателями. Эксплуатационные показатели уровня качества ма-
шины характеризуются техническим уровнем машины и надеж-
ностью в эксплуатации.
Экономические показатели качества изделий характеризуются
капитальными вложениями, себестоимостью изготовления, экс-
плуатации и ремонта. Производственно-технологические пока-
затели уровня качества характеризуются, в первую очередь,
технологичностью конструкции изделия. Качество изготовляе-
мых изделий зависит от качества технической (конструкторской
и технологической) документации; качества оборудования и
технологической оснастки; качества материалов и комплекту-
ющих изделий; качества труда исполнителей, контролеров,
инженерно-технических работников и работников вспомогатель-
ных служб. Таким образом качество изготовляемых изделий
находится в тесной взаимосвязи с качеством технической под-
готовки производства.
Техническая подготовка производства охватывает конструктор-
скую и технологическую подготовку производства, а также
календарное планирование производственного процесса изготов-
ления изделий.
Конструкторская подготовка производства предусматривает
разработку чертежей изделия и всех его составных частей, спе-
цификаций и других видов конструкторской документации.
Конструкторская документация определяет качественный уровень
изделия в сопоставлении с изделиями аналогичного назначения.
Научная проблема конструкторской подготовки производства
состоит в том, чтобы при назначении требований на чертежах
были представлены и количественно определены главные усло-
вия, обеспечивающие получение высоких параметров качества
изделия.
Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет
собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих
технологическую готовность предприятия к выпуску изделий
заданного уровня качества при установленных сроках, объеме
выпуска и затратах (ГОСТ 14.004—74). Таким образом в ходе ТПП
должно быть достигнуто комплексное решение технико-экономи-
ческих задач производства машин: высокие качество, производи-
тельность труда и экономичность. Решение многих вопросов
ТПП в настоящее время требует постановки задач оптимизации;
возможности для решения этих задач открываются при автома-
тизированном проектировании технологических процессов с при-
менением ЭВМ. Основные положения единой системы технологи-
ческой подготовки производства (ЕСТПП) применяют на заводах
14
подъемно-транспортного машиностроения. На заводах действует
система автоматизированного проектирования для раскроя ли-
стовых материалов —это сочетание автоматической резки с про-
граммным управлением, для разработки маршрута при изготов-
лении металлоконструкций —операции продольной резки, штам-
повки, гибки из условий оптимального использования материала.
Разработана система проектирования маршрутов механиче-
ской обработки деталей типа тел вращения, содержащая до 200
типовых решений с оптимизацией выбора заготовок.
В соответствии с ГОСТ 14.002—73 и 14004—74 основные на-
правления работ при ТПП включают в себя: обеспечение техно-
логичности конструкции; разработку технологического процесса;
проектирование средств технологического оснащения и их изго-
товление; организацию процесса ТПП и управление им. Весь
комплекс работ по ТПП проводится на базе единых принципов,
взаимосвязанных правил, методов и положений, установленных
ЕСТПП. Она базируется на следующих основных принципах:
широкое применение прогрессивных типовых технологических
процессов; стандартизация и унификация средств технологиче-
ского оснащения, оборудования, средств механизации и авто-
матизации производственных процессов; автоматизированное ре-
шение инженерно-технических и управленческих задач. Приме-
нение ЕСТПП направлено на ускорение темпов научно-техниче-
ского прогресса, сокращение сроков разработки и освоения про-
изводства новых изделий. Эта система является технической базой
комплексной системы управления качеством продукции (КСУКП).
Управление качеством продукции регламентируется государ-
ственными и отраслевыми стандартами и стандартами предприя-
тий. На предприятиях создаются стандарты, регламентирующие
деятельность подразделений и служб. Стандарты предприятия рег-
ламентируют условия материально-технического обеспечения про-
изводства, качество труда, метрологическое обеспечение при
контроле качества, взаимоотношения с поставщиками и потре-
бителями и т. д.
ЕСТПП устанавливает два вида технологических процессов —•
единичный и типовой, каждый из них может быть рабочим и пер-
спективным (ГОСТ 14.302—73). Разработка типовых технологи-
ческих процессов осуществляется на трех уровнях: общесоюзном,
отраслевом и предприятия.
В серийном производстве при большой номенклатуре изготов-
ляемых деталей разрабатывать технологические процессы на
каждую деталь с достаточными обоснованиями невозможно.Кроме
огромного объема работ по подготовке производства при индиви-
дуальном подходе к каждой детали неизбежно снижение степени
оснащенности технологических процессов и производительности.
Поэтому в основу технологических разработок в серийном про-
изводстве положен принцип типизации технологических про-
цессов.
15
ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Типизацией технологических процессов называется такое на-
правление в изучении и построении технологии, которое заклю-
чается в классификации технологических процессов деталей ма-
шин и их элементов и затем в комплексном решении всех задач,
возникающих при осуществлении процессов каждой классифика-
ционной группы.
Типизация технологических процессов проводится по уста-
новленным общим правилам разработки технологических про-
цессов и выбора средств технологического оснащения в соответ-
ствии с ГОСТ 14.301—73. Типовой технологический процесс ха-
рактеризуется единством содержания и последовательности боль-
шинства технологических операций и переходов для группы изде-
лий с общими конструктивно-технологическими признаками.
При разработке технологического процесса для одного типа
деталей устанавливаются наиболее целесообразная последова-
тельность операций, схемы базирования, типовые конструкции
приспособлений, рекомендуемые режимы резания и методы кон-
троля. Типизация технологических процессов создает благоприят-
ные условия для внедрения передового опыта и результатов науч-
ных исследований, проведения технико-экономических обосно-
ваний. Дальнейшим развитием идеи типизации технологических
процессов являются групповые методы обработки.
В серийном производстве, даже при работе по типовым техно-
логическим процессам, детали обрабатываются партиями, что
связано с переналадкой станков при переходе к обработке детали
последующей партии. Время на переналадку тем больше, чем
больше приспособлений и инструментов необходимо для выпол-
нения операции, поэтому при малых партиях деталей отказы-
ваются от высокопроизводительного оборудования, многоинстру-
ментных и многоместных схем станочных операций. Объектом
разработки группового технологического процесса является
группа деталей; при групповой наладке на одном станке выпол-
няют несколько операций.
Групповая операция по обработке входящих в группу деталей
выполняется в одном приспособлении при одной инструменталь-
ной наладке. Переход к обработке другой детали может быть
связан с кинематической переналадкой станка; групповое уста-
новочное приспособление иногда требует регулирования или за-
мены отдельных деталей (например, базовых элементов), а в ин-
струментальной наладке могут быть сняты некоторые инструменты
и установлены другие.
При групповой технологии достигается большая экономия
времени на переналадку станка, что открывает возможности для
использования высокопроизводительных станков и многомест-
ных, многоинструментных и параллельных схем построения опе-
раций с большой степенью концентрации и совмещения во вре-
16
мен и переходов. В производстве создаются групповые поточные
и даже автоматические линии по изготовлению деталей и сборке
сборочных единиц и машин. Наряду с этим детали могут объеди-
няться для групповой обработки только на отдельных операциях,
а остальные операции выполняются раздельно.
Для использования типовых решений при разработке техно-
логических процессов необходим анализ конструктивно-техноло-
гических признаков детали по данным чертежа и технических
требований для обоснованного определения классификационной
группы деталей. На основе разработанной классификации объек-
тов производства детали группируют на основе сформулирован-
ного технологического кода для применения при их изготовле-
нии единого типового технологического процесса. Комплекс
общесоюзных классификаторов (конструкторского и техноло-
гического) и систем обозначения, разработанный Всесоюзным
научно-исследовательским институтом по нормализации в ма-
шиностроении (ВНИИНмаш), дает возможность оптимально ре-
шить основную задачу проектирования (унификацию и стандарти-
зацию изделий, технологических процессов и средств технологи-
ческого оснащения и обеспечить их максимальную преемствен-
ность в новых изделиях) и провести комплектование групп изде-
лий по конструктивно-технологическому подобию с целью раз-
работки типовых и групповых технологических процессов, а также
адресование изделий к ранее разработанным технологическим
процессам.
Эти классификаторы создают предпосылки для автоматизации
проектирования изделий, средств технологического оснащения
и технологических процессов.
Кодирование детали осуществляют в два этапа: на первом
кодируют конструктивные характеристики детали по классифи-
катору ЕСКД; на втором конструкторско-технологические ха-
рактеристики деталей по технологическому классификатору. <
В итоге деталям присваивают конструкторско-технологиче-
ский код и группируют их по конструкторско-технологическому
подобию с помощью ЭВМ для разработки типовых или групповых
технологических процессов.
При классификации деталей по конструктивным признакам
(по классификатору ЕСКД) за основу взяты конструктивные
характеристики. В качестве главной из них выбрана геометриче-
ская форма, как наиболее объективный и стабильный признак
при описании детали. Конструктивная характеристика детали
является связующим звеном между двумя системами классифи-
кации — конструкторской и технологической.
В классификатор ЕСКД включены все изделия основного и
вспомогательного производства. Каждый вид изделия классифи-
цируют независимо от того, куда входит данная деталь или сбо-
рочная единица. По классификатору и ГОСТ 2.201—80 каждое
изделие и его основной конструкторский документ содержат
17
индекс организации разработчика, классификационную харак-
теристику (по классификатору ЕСКД) и порядковый регистра-
ционный номер.
В классификаторе установлена иерархическая система класси-
фикации по десятичному одноаспектному принципу. Структура
классификационной характеристики: класс, подкласс, группа,
подгруппа и вид. В классификаторе ЕСКД выделены шесть са-
мостоятельных классов. Технологический классификатор, состоя-
щий из семи разделов, охватывает технологическую классифика-
цию и кодирование наиболее распространенных в производстве
деталей. Он построен по принципу многоаспектной классифика-
ции, основанной на независимой классификации деталей по не-
скольким различным классификационным признакам. За каждым
признаком закрепляются определенная позиция и значимость.
Кодирование детали осуществляется 14-значным буквенно-циф-
ровым кодом, состоящим из двух частей: кода классификационных
группировок основных признаков (постоянная часть кода —шесть
знаков) и кода классификационных группировок признаков,
определяющих вид детали по технологическому процессу (пере-
менная часть кода —восемь знаков).
Основными признаками технологической классификации дета-
лей являются размерная характеристика, группа материала и вид
детали по технологическому процессу. Основной признак —вид
детали по технологическому процессу — позволяет сгруппиро-
вать детали для их изготовления по типовому технологическому
процессу одним из следующих методов: литьем, ковкой и горячей
штамповкой, холодной штамповкой, обработкой резанием, терми-
ческой обработкой, переработкой полимерных материалов, покры-
тием. Каждый из этих методов представляет собой признак тех-
нологической классификации деталей.
Признаками технологической классификации, например де-
талей, обрабатываемых резанием, являются: вид исходной заго-
товки; квалитет точности обработки; класс чистоты; характери-
стика элементов зубчатого зацепления (детали без элементов зуб-
чатого зацепления кодируются кодом 0); характеристика терми-
ческой обработки (отсутствие ТО кодируется кодом 0); весовая
характеристика.
Таким образом, общая структура конструкторско-технологи-
ческого кода детали содержит: код классификационных группи-
ровок конструктивных признаков (классификатор ЕСКД); код
основных признаков (классификатор ЕСКД); код основных при-
знаков технологической классификации и код признаков, харак-
теризующих вид детали по технологическому процессу (техноло-
гический классификатор).
На рис. 1.1 приведены зубчатая муфта с торцовым зубом и ее
код И.721697.001.А34124.2422343А, составленный по таблицам
кодирования конструкторского и технологического классификато-
ров. Кодовые цифры в порядке последовательности их в коде
18
Рис. 1.1. Классификационный код чер-
тежа
А-А
Развертка
по
Цементировать	. Л,
на глубину 0,Smm	/
Калить б масле-	// z=60
HRCS0 й//Д
Сталь 20Х
Масса 2,1кг
обозначают: И — код организа-
ции разработчика; 72—класс —
тела вращения с элементами зуб-
чатого зацепления; 1 — под-
класс— детали цилиндрические
с элементами зубчатого зацеп-
ления; 6 —группа —одновен-
цовые с внутренними зубьями,
многовенцовые втулки и обоймы
зубчатых муфт; 9 — подгруп-
па— втулки и обоймы зубча-
тых муфт; 7 —вид—обойма
зубчатой муфты, одновенцовая,
фланцевая, наружная поверх-
ность — ступенчатая; 001 —
порядковый регистрационный
номер (условно);
А —наибольший наружный диаметр 105 мм; 3—длина
63,5 мм; 4 —диаметр центрального отверстия 30 мм; 12 —группа
материала—сталь 20Х; 4 —вид детали по технологическому
процессу — обрабатывается резанием; 24 — вид исходной за-
готовки — горячая штамповка; 2 —наивысший квалитет точ-
ности размеров наружных поверхностей 7; 2 —то же, для вну-
тренних 6; 3 —параметр шероховатости Ra = 1,25 мкм (наивыс-
ший); 4 —характеристика элементов зубчатого зацепления —
модуль больше 1 мм, степень точности зацепления 7—11; 3 —
термообработка между операциями механической обработки —
HRC 52 (5,2 МПа) отдельных поверхностей детали; А —весовая
характеристика —масса 2,1 кг.
После кодирования деталей приступают к разработке типового
технологического процесса в следующем порядке.
В кодировочную ведомость построчно для каждой детали за-
писывают конструкторско-технологический код и код типа про-
изводства. Работу выполняют вручную, она является ответствен-
ной и трудоемкой. Далее информацию из ведомости переносят
на перфокарты в виде пробивок, соответствующих коду деталей.
Затем технолог разрабатывает схему сортировки перфокарт для
классификации деталей на группы по различным признакам
в зависимости от конкретных проектно-технологических задач.
Сортировку перфокарт по заданной схеме выполняют на сорти-
ровальных машинах. В результате сортировки получают мас-
сивы перфокарт, сгруппированных по определенным признакам,
Которые фиксируются в табуляграмме. Сортировка и табулирова-
ние выполняются автоматически с большой скоростью, поэтому
составление нового варианта классификации или группировки не
19
Требует значительных затрат времени. Этим достигается опера-
тивность анализа состояния производства.
При проведении анализа^классификационной структуры дета-
лей, что является основой для разработки типовых технологиче-
ских решений, в первую очередь выясняют группы деталей, за-
нимающие наибольшую долю во всем объеме производства: при
этом определяют область наиболее эффективного применения спе-
циализированных подразделений — поточных линий и предметно-
замкнутых участков. За каждым из намеченных специализирован-
ных подразделений’закрепляют определенную номенклатуру де-
талей, разбитую с помощью классификаторов на классы (группы,
подгруппы или виды) технологически подобных деталей, для ко-
торых разрабатывается на ЭВМ комплексный маршрутно-техно-
логический процесс. На детали одного участка могут быть раз-
работаны один или несколько типовых технологических процессов.
Разработку типового, комплексного процесса для деталей
одного класса (группы, подгруппы или вида) ЭВМ начинает с лю-
бого процесса, принимаемого за базовый, включая в него последо-
вательно все недостающие операции процессов присоединяемых
деталей.
Практика показала, что типизация технологических процес-
сов устранила разнообразие в технологических процессах изго-
товления однотипных деталей (ходовых колес, барабанов, блоков
и корпусов букс), повысила качество технологических разработок
и облегчила внедрение технически обоснованных норм времени.
Типизация технологических процессов, проведенная на за-
водах ВПТИтяжмашем, подтверждает ее высокую эффективность.
Она позволила снизить трудоемкость разработки технологии на
25—30 % и изготовления деталей на 20—35 %, уменьшить но-
менклатуру деталей на 30 —35%, внедрить переменно-поточные
линии, сократить производственный цикл в 2—4 раза и обеспе-
чить ритмичный выпуск деталей.
В последнее время в подъемно-транспортном машиностроении
проводятся большие работы по внедрению автоматических систем
управления производством (АСУП) с использованием машин
третьего поколения ЕС ЭВМ и управляющих вычислительных
машин типа М-6000, что позволит успешно решать любые техноло-
гические задачи, связанные с автоматизацией проектирования
технологических процессов и выбором оптимальных решений.
ГЛАВА 2
Технология производства типовых деталей
Z 2.1J ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВАЛОВ И ОСЕЙ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
В подъемно-транспортных машинах применяются ступенчатые
валы жесткой конструкции (валы редукторов, оси ходовых ко-
лес), гладкие валы небольшой длины (оси подвесок, балансиров),
валы нежесткой конструкции с отношением l/d = 30 ... 50, часто
имеющие на своей поверхности необрабатываемые участки (валы
барабанов и механизмов передвижения кранов, оси роликов,
штоки тормозов и др.), крупногабаритные валы типа колонн
портальных кранов. Посадочные поверхности валов обрабаты-
ваются по 6-му и 7-му квалитетам (реже — по 9-му квалитету)
с шероховатостью поверхности 1,25—2,5 мкм при допуске ра-
диального биения посадочных шеек относительно оси 0,04—
0,06 мм. Назначаются также допуски расположения боковых
поверхностей шпоночных пазов и шлицев: допуски параллель-
ности относительно оси и симметричности относительно диаме-
тральной плоскости вала (0,03—0,05 мм на 100 мм длины).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ В СЕРИЙНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
В качестве заготовок для валов применяют прокатный мате-
риал. и лишь в крупносерийном производстве небольшие валы
редукторов выполняются горячей штамповкой.
Технология^обработки брльщиш-гва валов и осей в соответ-
ствии с общим планом включает в себя следующие этапы: отрезка
заготовки, подрезка и зацентровка, ~токарная~обработка, фрезер-
ные операции; сЛёр.ти.тьные операции, шлифовальные'операции.
В некоторых случаях валы шлифуют до фрезёрных" й^сверлиль-
ных операций.
Отрезиу^.загатожк выполняют на __отрезнбм (пилорезном)
станке круглой пилой, обеспечивая “длину по упору. Подрезку
торцов й зацентровку вала выполняют на фрезер о-центровальном
станке с двумя двухпозиционными силовыми головками. Заготовку
вала устанавливают в призме, ориентируя ее в осевом направле-
21
нии от торца одной из ступеней упором (для гладких валов упор
откидной). Торцы вала подрезают фрезами при одновременном
рабочем ходе обеих силовых головок. Затем в рабочую позицию
подходят сверлильные головки и производят зацентровку вала
также одновременно с двух сторон.
Токарная, обработка валов выполняется на токарно-много-
резцовых полуавтоматаХ~Тока”рньдТ~гвдршГ6пирова}пшых~~полу-
автоматах, универсальных токарных, станках обычного типа и
с программным управлением. При обработке на многорезцовых
полуавтоматах резко сокращается основное время операции в ре-
зультате одновременного (параллельного) выполнения нескольких
элементарных переходов, так как” в штучное время входит лишь
время наиболее длительного (лимитирующего) элементарного
технологического перехода вместо суммы времен. Однако смен-
ная производительность возрастает не столь интенсивно, по-
скольку затраты времени на техническое обслуживание наладки
с большим числом резцов увеличиваются. Точностные возмож-
ности многорезцовой обработки снижаются из-за ряда неблаго-
приятных факторов: больших усилий, действующих от нескольких
резцов, неодновременного вступления в работу резцов, неравно-
мерного износа резцов, обрабатывающих разные шейки, и увели-
ченной погрешности настройки резцов на размеры. Поэтому
токарно-многорезцовые полуавтоматы применяют только для
обработки жестких валов с большим числом ступеней, имеющих
резкие перепады в диаметрах, с канавками и большими торцо-
выми поверхностями, при значительных партиях обрабатывае-
мых заготовок.
На гидрокопировальных полуавтоматах шейки вала обрабаты-
ваются одним резцом, перемещающимся по траектории, сообщае-
мой копиром; лишь торцы большого диаметра и узкие канавки
обрабатываются резцами с отдельного (поперечного) суппорта.
Точность обработки достаточно высокая. Основное время опе-
рации равно сумме времен элементарных переходов, но сменная
производительность, в связи с высокой скоростью резания и ма-
лыми затратами на техническое обслуживание, сравнима с про-
изводительностью токарно-многорезцовых станков. На гидроко-
пировальных полуавтоматах возможны многопроходная обра-
ботка участков вала при одном установе, последовательная обра-
ботка обоих концов при двух установах вала в одной операции
и подводом в рабочую зону соответствующих копиров.
На рис. 2.1 приведена схема обработки вала на гидрокопиро-
вальном полуавтомате. Копир 2 установлен в центрах 3; два его
сектора 1 и 4 являются копирами для обоих концов вала. Следя-
щая гидравлическая система станка обеспечивает требуемые диа-
метральные и линейные размеры обрабатываемых шеек вала.
Участки копира для всех шеек рассчитываются, начиная от ба-
зовощшейки вала, обрабатываемой на данной операции с наибо-
лее жестким допуском. Допуск на изготовление копира для ба-
22
Рис. 2.1. Схема обра-
ботки вала:
а — на гидрокопиро-
вальном полуавтомате;
б — на токарном стан-
ке с ЧПУ
зовбй шейки составляет 0,25 —0,3 допуска на размер самой
шейки. Перепады hly h2, h3 между участками копира для обработки
всех шеек вала определяют относительно базового размера копира
с пересчетом на сторону.
Размеры копира, определяющие линейные размеры вала,
Должны соответствовать его линейным размерам, если они полу-
чаются подрезкой с копировального суппорта, и должны обеспе-
чивать припуск, если для их обработки дополнительно исполь-
зуется подрезной суппорт. Начальный наклонный участок П
копира служит для подвода резца.
Токарные станки с ЧПУ (рис. 2.1, б) позволяют обрабатывать
валы в несколько переходов несколькими резцами, заменяемыми
при повороте резцовой головки. Применяются резцы с неперета-
чиваемой пластинкой при погрешности настройки не более
±0,02 мм. Программа, записанная на перфоленте, позволяет
Выполнять на соответствующих участках вала рабочие переме-
23
щения с заданными режимами и вспомогательные перемещения.
Специфика проектирования токарной операции на станке с ЧПУ
заключается в расчете траектории движения инструмента и раз-
работке управляющей программы. Система ЧПУ станка позво-
ляет по программе выполнения операции изменять частоту вра-
щения шпинделя, обеспечивать перемещение инструмента на тре-
буемую длину по каждой оси координат (X, Z) с заданной подачей
при рабочем и вспомогательном ходе, поворачивать резцовую
головку для подвода следующего инструмента в рабочее положе-
ние. На эскиз обработки наносят траекторию и отмечают на ней
опорные точки, обозначающие моменты перемены направления
перемещения инструмента и моменты изменения подачи при про-
должающемся движении по той же координате. Опорные точки
обозначают порядковыми номерами (на рис. О—12); нулевая
точка определяет начало обработки, она же получает последний
номер, когда резец возвращается в исходное положение. Допуски
на координаты нулевой точки устанавливают на первой операции
от ±0,1 до ±0,5 мм, а при наличии у детали окончательно обра-
ботанных поверхностей от ±0,02 до ±0,05 мм. Положение опор-
ных точек относительно начала координат определяют с точ-
ностью 0,001 мм для перемещений, оказывающих влияние на диа-
метральный размер (ось X), и 0,01 мм для размеров по оси вала
(ось Z). При расчете координат опорных точек учитывают допу-
скаемые отклонения выдерживаемых размеров, а также влияющие
на точность обработки факторы —упругие отжатия технологиче-
ской системы, размерный износ режущего инструмента и др.
Для устранения влияния зазоров в механизме подачи станка на
точность размеров поверхностей подход резца к этим поверхно-
стям должен осуществляться на рабочей подаче. Для устранения
влияния некоторых систематических погрешностей (например
геометрические параметры режущей кромки инструмента ил,
упругие отжатия в определенных сечениях) применяют коррек
цию (предыскажение) программы. Шлифование шеек валов про
водят на круглошлифовальных станках с продольной подачей
При изготовлении жестких валов в крупносерийном производстве
применимо также врезное шлифование на многокруговых стан-
ках. В этом случае, применяя станки с наклонной осью вращения
кругов, одновременно с шейками, шлифуют и торцовые поверх-
ности ступеней вала. Для относительно коротких жестких валов
(до 400—450 мм) обработка шеек по 10—11-му квалитетам обесне
чивается черновым и чистовым точением, без шлифования. Для
достижения точности 8—9-го квалитетов необходимо после двух
кратного точения шлифование шеек, а для 6—7-го квалитетов
необходимо двухкратное шлифование — предварительное и чи-
стовое; при’этом болееукесткие допуски обеспечиваются в резуль-
тате более продолжительного процесса «выхаживания» при шли-
фовании. Шлифовальные операции могут выполняться сраз;
после токарных, но если вал проходит несколько операций мест-
24
ной обработки поверхностей (фрезерование пазов и лысок, свер-
ление смазочных отверстий и др.) и есть опасность повреждения
отшлифованных шеек при выполнении этих операций, то шлифо-
вание выносится в конец технологического процесса.
Несмотря на то, что токарные операции при обработке валов
для наиболее точных посадочных шеек являются промежуточными
операциями технологического процесса, очень важно повысить
в рациональных пределах достигаемую при точении точность.
При больших погрешностях в размерах и отклонениях формы
шеек значительно повышается трудоемкость на последующих
операциях шлифования из-за увеличения числа требующихся ра-
бочих ходов и снижения режимов шлифования. Поэтому в ряде
случаев, особенно при проектировании технологического про-
цесса изготовления нежестких валов, целесообразно провести
расчет, позволяющий выбрать схему обработки (с люнетом или
без люнета), условия нагружения и режимные условия при об-
работке.
фрезерные операции обработки валов предусматривают обра-
зование шлицевых и шпоночных пазов, лысок, прорезей лля
крепежных лданац_(рисГ2Г2). Фрезерование шлицев при серийном
изготовлении валов выполняют методом обкатки червячной фре-
зой. Компоновка шлицефрезерных станкоКИтредусматривает ..ба-
зирован ие'вала в центрах' с "горизонтальным' расположением оси
и применением поводкового устройства жесткой конструкции
(поводковые патроны). Применением однозаходной червячной
фрезы достигается более высокая точность обработки шлицев по
всем параметрам, а двухзаходной — более высокая производи-
тельность. Учитывая это, однозаходные фрезы используют при
полной обработке шлицев на валах относительно малого диаметра
(до 60 мм) и при чистовой обработке валов большого диаметра,
когда фрезерование шлицев выполняется с разделением на черно-
вое и чистовое по условиям производительности. Двухзаходные
червячные фрезы применяют при черновом нарезании шлицев
перед чистовым и при фрезеровании шлицев перед термообработ-
кой вала, за которой последует шлифование шлицев. При большом
годовом объеме выпуска в поточных линиях изготовления валов
фрезерование шлицев заменяют более производительными мето-
дами обработки: протягиванием по две впадины одновременно,
контурным строганием всех впадин одновременно, накатыванием
в холодном или горячем состоянии.
Шпоночные пазы в зависимости от их вида фрезеруют диско-
выми или концевыми фрезами при установке заготовок в двух
призмах. Лыски и различные прорези на валах выполняют при
Установке в призмах (вид а). При обработке лысок (вид б) ось
подвески устанавливают в призмах 2 и 4 с упором торцом сту-
пени в призму 2 для обеспечения линейного размера и зажимают
Хомутом 3, действующим от пневмоцилиндра. Размер лысок обес-
печивается набором из двух фрез 1. При обработке лысок на дру-
25
Вид A
Рис. 2.2. Выполнение фрезерных операций:
а — фрезерование пазов для крепежных планок у осн крюковой подвески; б — фрезеро
вание лысок на оси ролика; в — фрезерование резьбы групповой фрезой
гом конце ось ориентируется ранее обработанными лысками
в пазу ползуна 5.	«И
Резьбы на валах нарезают на токарно-винторезном станке
резцом только в елйнйчном производстве. В серийном производ-
26	'	*	’
Рис. 2.3. Шлифование валов:
а — шлифование шеек; б — шлифование шейки и торца; в — автоматический контроль
размера
стве применяют метод резьбофрезерования групповой гребенча-
той фрезой (вид в) за один оборот заготовки; на концевых шейках
валов, кроме того, применяется нарезание самораскрывающимися
резьбонарезными головками.
Сверлильные операции обычно выполняют при установке валов
шейками в горизонтально или •~ъертикалБно~~~ расположенных
призмах. Установка в призмах позволяет создать переналаживае-
мые кондукторы для обработки группы валов в определенном
диапазоне диаметров и длин. Кондукторные втулки передвигают
и устанавливают по упорам и ограничителям для каждого вала.
Шлифовани£.„шеек, валов в серийном производстве обычно вы-
полняют на круглошлифовальных станках 7рйс7'2.3). Для умень-
шения потерь- времени д и аметр-обрабатываемой шейки измеряют
на ходу с помощью подвесной индикаторной скобы. Скобу 2,
предварительно настроенную по эталону на требуемый размер,
подвешивают на пальце 4 приспособления 5, закрепленного на
шлифовальной бабке. Скоба контактирует с валом в трех точках;
одна из них (точка /) подвижна и через рычажную систему внутри
стержня скобы передает перемещение на индикатор 3, на шкале
которого нанесены границы допуска на диаметр шейки. Каждую
шлифуемую шейку измеряют отдельной скобой 2, устанавливае-
мой на тот же палец 4 вместо предыдущей.
ОБРАБОТКА ВАЛОВ ГРУЗОВЫХ БАРАБАНОВ
Валы барабанов, имеющие большую длину (1,5 м и более),
обрабатывают лишь вблизи концов на длине 300—400 мм, а сред-
ний участок вала оставляют необработанным. Такая конструкция
27
Вид A
ББ
Рис, 2.4. Кондуктор для сверления отверстий в торце вала
вала обеспечивает достаточно эффективное использование прокат-
ного материала, характеризуемое коэффициентом ки, м =
== Счист/бчерп = 0,9, и относительно небольшую трудоемкость
обработки. В торцовых поверхностях валов кроме центровых
гнезд нарезают два отверстия для винтов крепления шайбы.
Заготовки вала барабана отрезают дисковой пилой и для устра-
нения кривизны оси подвергают правке на прессе. При правке
заготовка опирается концами на две призмы, а сила от пуансона
пресса прикладывается в месте наибольшей выпуклости. Фрезе-
рование и зацентровку валов относительно малой длины (до
1,2 м) выполняют на фрезерно-центровальном станке, более длин-
ных валов — на горизонтально-расточном станке с поворотом стола
для последовательной обработки обоих торцов при установке
в призмах. Обработку шеек на концевых участках вала выпол-
няют на гидрокопировальном или многорезцовом полуавтомате,
а затем на круглошлифовальном станке.
Резьбовые отверстия в торцовых поверхностях вала в связи
с неудобством установки вала в вертикальной плоскости для
сверления на сверлильном станке обрабатывают на горизонтально-
расточном станке. Положение отверстий при сверлении опре-
деляется накладным кондуктором, надеваемым на шейку вала,
или наметкой по шаблону. Если подрезку торцов и зацентровку
вала выполняют на горизонтально-расточном станке, то в эту
операцию включают и обработку отверстий для крепления торцо-
вых шайб барабана. Один из типов накладного кондуктора для
сверления валов с торца показан на рис. 2.4. Для сверления
валов с разными диаметральными размерами кондуктор снаб-
жается двумя призмами, сближаемыми при закреплении на валу
с помощью винта с правой и левой нарезками.
ОБРАБОТКА КОЛОННЫ ПОРТАЛЬНОГО КРАНА
Колонна опорно-поворотного устройства портального крана
относится к группе крупногабаритных тяжелых валов. Она пред-
ставляет собой пустотелый вал диаметром 260 мм, длиной 2149 мм,
28
массой 530 кг (рис. 2.5) и обрабатывается в условиях мелкосерий-
ного производства.
Заготовку колонны выполняют свободной ковкой на молоте
из проката квадратного сечения 350x350, длиной 2150 мм и мас-
сой 1055 кг. Длина заготовки назначается с учетом отрезки об-
разца для механических испытаний. Масса поковки 980 кг. По-
ковку подвергают нормализации. После остывания от поковки
отделяют образец и отправляют в лабораторию для проверки ме-
ханических свойств.
Механической обработке колонны предшествует разметка по-
ковки с нанесением мест расположения центровых гнезд. Поло-
жение центровых гнезд должно определять наивыгоднейшее поло-
жение оси вала на всей его длине с учетом изогнутости. При раз-
метке измеряют в нескольких сечениях по длине поковки диа-
метры шеек и от образующих откладывают в сторону оси вала
значения радиусов, нанося засечки на поверхности поковки.
Образовавшиеся два ряда засечек в области оси используют
для определения с помощью натянутой струны положения цен-
тровой линии вала и проводят на поверхности заготовки линию.
На пересечении двух таких линий, расположенных под углом
90°, на торцовых поверхностях отмечают места зацентровки.
Если поковка выполнена достаточно хорошо и не имеет большой
изогнутости, то центры можно размечать непосредственно в ее
торцовых сечениях. Более просто эта задача решается примене-
нием центроискателя.
Подрезку торцов и зацентровку колонн выполняют на гори-
зонтально-расточном станке при установке на регулируемых
Рис. 2.5. Колонна портального крана (а) и схема использования центровых про-
бок (б):
/ — Цанговая оправка; 2 — центровая втулка
29
призмах с выверкой от плоскости стола. Вначале фрезеруют торцы
с припуском по длине, затем с образующих колонны переносят
на торцы разметочные осевые риски и в точке их пересечения
сверлят и зенкуют центровое отверстие; второй конец зацентро-
вывают после поворота стола на 180°. За этим следуют четыре
токарные операции. На токарном станке при установке в цен-
трах выполняют черновую обработку наружной поверхности с про-
точкой вблизи концов двух шеек под люнет. На станке глубокого
сверления при установке в четырехкулачковом патроне и люнете
е выверкой сверлят центральное отверстие диаметром 130 мм
с помощью головки кольцевого сверления. Затем с двух установок
растачивают выточки диаметром 140 мм для цанговых центровых
пробок. Наружную поверхность под шлифование обрабатывают
при установке в центрах на отверстиях центровых пробок с обыч-
ным поводковым устройством. Центровые пробки используют
также для установки колонны в центрах на круглошлифовальном
станке, а также при нарезании трапецеидальной резьбы на обоих
концах.
^2?2?ОБРАБОТКА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
В механизмахЛТМ.ш_редук.торах.применяют преимушественно
цмйндри.ческце-.колеса_с,ц£осыми и .прямыми зубьями и реже —
конические с прямыми зубьями. Зубчатые колеса по своей конфи-
гурации не относятся к единому классу деталей, и общие для их
производства задачи возникают лишь на стадии обработки зубьев.
Наиболее распространены зубчатые колеса, базирующиеся в узлах
отверстиями, реже применяют валы-шестерни.
Применяемые в крановых механизмах зубчатые колеса вы-
полняют по 8, 9-й, реже 7-й степеням кинематической точности
и 7-й степени точности по пятну контакта. Посадочные поверх-
ности зубчатых колес соответствуют 7-му квалитету. Шерохова-
тость поверхности зубьев и посадочных поверхностей 1,25 мкм.
Наружный диаметр обода, ширина ступицы и обода соответствуют
11—12-му квалитетам точности при Rz =20 мкм, причем на ра-
бочем торце ступицы Rz = 1,25 мкм. Допуск радиального биения
начальной окружности зубчатого венца относительно посадочной
поверхности 0,02—0,05 мм, допуск торцового биения базового
торца 0,05 мм на 100 мм радиуса. Шпоночные пазы обрабатывают
по. 9-му квалитету при допуске симметричности относительно
оси отверстия 0,02—0,05 мм.
Для зубчатых колес с отверстием при изготовлении из проката
характерна не только повышенная трудоемкость обработки, но
и низкий коэффициент использования материала. Поэтому в се-
рийном производстве заготовки для зубчатого колеса диаметром
30
Л более 100 мм целесообразно получать горячей штамповкой. Однако
целесообразность применения горячештампованной заготовки
определяется ее конфигурацией! (наличием и размерами углублений
между ободом и ступицей) и, в частности, возможностью полу-
чить в заготовке прошитое отверстие.
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С ЦЕНТРАЛЬНЫМ
ОТВЕРСТИЕМ
Наиболее распространенным и универсальным вариантом вы-
полнения операций формообразования заготовок зубчатых колес
с центральным отверстием является обработка за две операции на
станках токарного типа. При крупносерийном производстве
возможно~использование вертикальных многошпиндельных полу-
автоматов, при двухцикловой настройке возможна обработка
заготовки с обеих сторон.
При серийном производстве в сопоставимых условиях заго-
товки диаметром до 300—350 мм обрабатывают на токарно-ре-
в о л ьверныТстанках, а заготовки больших размеров — на токаршР
кару сел ьных...£ташшх—Токарные станки применяют при малом
объеме выпуска деталей независимо от размеров.
Протягивание шпоночного паза выполняют по обычной схеме
с применением адаптера.
В крупносерийном производстве штампованные заготовки
зубчатых колес диаметром до 200—220 мм с более высокой эффек-
тивностью обрабатывают по сверлильно-многорезцовому варианту
(рис. 2.6). Вначале обрабатывают посадочное отверстие зубча-
того колеса, включая шпоночный паз или шлицы, затем^при
установке отверстием на оправке —все наружные поверхности.
Рис. 2.6. Обработка зубчатого колеса в круп-
носерийном производстве:
а — на вертикально-сверлильном станке; б —
на токарно-многорезцо вом полуавтомате
31
При обработке отверстия на вертикально-сверлильном сТайке
после сверления применяют комбинированные инструменты.
В верхней части зенкера 1 закрепляют кольцо 2, в котором уста-
новлены резцы 3 и 4 для снятия фаски и подрезания торца сту-
пицы. Окончательный переход обработки отверстия можно вы-
полнять в той же операции путем развертывания после одного
перехода зенкерования. Протяжная операция может включать
только протягивание шпоночного паза или, кроме того, обработку
отверстия.
Токарно-многорезцовую обработку выполняют при установке
заготовки на оправке. Она включает черновую и чистовую опе-
рации, выполняемые при аналогичных инструментальных налад-
ках. Если на токарно-многорезцовой операции обработке под-
лежит лишь один торец, то можно применить консольную оправку
с упором детали в необрабатываемый торец. Чтобы оставить до-
ступными для обработки оба торца ступицы, заготовку устанав-
ливают на оправке с натягом; для выхода подрезных резцов пре- |
дусмотрены канавки К. В момент напрессовки заготовки на
оправку выдерживают постоянное расстояние L от базового торца
оправки до торца детали, что обеспечивает требуемую точность
положения торцовых поверхностей заготовок при установке опра-
вок в центрах станка по отношению к установленным на размеры
резцам. Шейка 2V оправки служит для направления заготовки
в момент напрессовки на оправку.
, Н А РЕЗАНИЕ ЗУБЬЕВ
Основным методом обработки зубьев является метод обкатки.
Цилиндрические колеса с прямыми, косыми и шевронными
зубьяшГобрабатывают зубофрезерованием, червячнои~фрёзои'~или
зубодолблением дисковым долбяком. Конические зубчатые ко- I
леса обрабатывают резцами на станках специального назначения. |
По условиям точности при обработке зубчатых колес 9-й сте-
пени точности в качестве окончательного перехода применяют
зубофрезерование многозаходной фрезой. Для колес 8-й степени
точности необходима окончательная обработка однозаходной чер-
вячной фрезой или чистовое зубодолбление; для колес 7-й степени
точности — шевингование зубьев после зубонарезания.
По условиям производительности в серийном производстве
принято обрабатывать за один переход (без деления на предва-
рительную и чистовую операции) зуб с модулем т до 4 мм. При
т > 4 мм целесообразно предварительную обработку выполнять
многозаходной червячной фрезой с повышенной скоростью реза-
ния и большой подачей. Требуемая точность обработки и более
высокая чистота поверхности обеспечиваются на чистовой'опера-
ции при обработке однозаходной червячной фрезой со шлифован-
ными зубьями, работающей на чистовых режимах.
Метод нарезания зубьев выбирают при сравнении по трудоем-
кости. Основное время обработки зубьев возрастает с увеличе-
32
нием модуля зуба; при одном и том же модуле оно зависит от
длины обработки, определяемой шириной нарезаемого венца и
длиной врезания инструмента. В связи с тем что длина врезания
червячной фрезы значительно больше длины врезания долбяка,
при малой ширине венца выгоднее по основному времени /0. д
зубодолбление, а при большей ширине венца — зубофрезерова-
ние /0. ф. Расчетами установлено, что зубофрезерование выгоднее
зубодолбления (Ц ф <ЦД) при нарезании зубчатых колес
с модулем т - 5 ... 8 мм при длине обработки более 35 мм, с т —
= 4 мм при длине более 40 мм и с т — 3 мм при длине более
60 мм. Зубодолбление целесообразно применять для зубчатых
колес с малым модулем (2—2,5 мм) при любой длине обработки
(от 15 до 80 мм), а также для узких колес (до 30 мм) при т от
2 до 8 мм.
Зубодолбление является единственным методом обработки
зубьев блочных зубчатых колес, когда между соседними венцами
нет места для выхода червячной фрезы, а также для зубьев вну-
треннего зацепления. Нарезание зубьев на неполной окружности
(зубчатые секторы) методом зубодолбления всегда возможно и
более производительно, чем зубофрезерование.
При установке заготовок ось посадочной поверхности зубча-
того колеса необходимо совместить с осью вращения стола зубо-
резного станка. Этой задаче отвечает центрирование колеса с по-
садочным отверстием на оправке с опорой на торец ступицы или
обода. Валы-шестерни устанавливают на станке в центрах и про-
веряют на биение по посадочным шейкам (с точностью 0,02 мм)
и нарезаемой части (биение до 0,04 мм).
В серийном производстве при изготовлении зубчатых колес
нескольких типоразмеров применяют групповые переналаживае-
мые приспособления (система УНП — универсально-наладочных
приспособлений, рис. 2.7). Для обработки определенной детали
в приспособление устанавливают несколько специальных деталей
(главным образом базирующих элементов и переходных деталей)
для обеспечения требуемого положения по высоте. Зубчатые ко-
леса с базовым отверстием диаметром до 30 мм устанавливают
обычно непосредственно на центрирующую оправку (вид а).
При больших диаметрах базовых отверстий на одну и ту же
оправку надевают базирующие кольца требуемых размеров (вид б).
Сварной корпус 1 в сборе с основной оправкой 2 опирается на
плоскость и ориентируется в выточке стола зуборезного станка
с помощью центрирующего выступа 11. Крепежные элементы
включают .сферическую шайбу 10. Все остальные сменные эле-
менты конструкции заменяют при наладке станка на обработку
новой детали. Справа на чертеже показан вариант наладки для
зубчатого колеса малого диаметра, а слева — для колеса боль-
шого диаметра. В первом случае заготовка установлена на опор-
ное кольцо 4 и базируется по кольцу 5; кольцо 3 служит пере-
ходным элементом; зажимное кольцо 6 расположено в области
2 Косилова А. Г.	-ЗЯ
Рис. 2.7. Применение универсально-наладочных приспособлений при обработке
зубчатых колес:
а — установка заготовок на оправке; 6 — варианты использования переходных элемен-
тов; в, г — варианты наладок для долбления внутренних зубьев
ступицы детали. Во втором случае базирование в осевом направ-
лении и закрепление производится в области обода колеса, с по
мощью опоры 7 и диска 9\ центрирующим элементом служит
кольцо 8.
При обработке зубчатых колес с внутренним зацеплением
зажимные элементы должны .располагаться снаружи. Для базиро
вания заготовки со ступицей (вид в) используют центрирующун
оправку 1 и переходные кольца 2 и 3; заготовка без ступицы
(вид г) базируется по наружной поверхности с помощью переход
ного элемента 4 типа чаши и той же центрирующей оправ
ки 1.
При наладке зуборезной операции проверяют радиальное
биение червячной фрезы (допускаемое биение 0,02—0,03 мм)
Оправку для детали проверяют на радиальное биение в двух
сечениях — вверху и внизу; на одном обороте стола станка до
пускается биение 0,02 мм. Контролируют также радиальное
биение наружной поверхности колеса; однако в серийном произ
водстве приходится учитывать погрешность, автоматически полу
чающуюся из-за зазора посадки отверстия шестерни на оправке
Погрешность установки может быть уменьшена при применени!
разжимных оправок.
Для уменьшения доли времени на врезание и выход червячной
фрезы в штучном времени при фрезеровании зубчатых венцоЕ
небольшой ширины целесообразно устанавливать на оправку
несколько заготовок. Однако следует ожидать снижения точносте
34
обработки из-за колебания наружного размера и непараллель-
ное™ торцов у заготовок, а также вследствие смещения осей ба-
зовых отверстий заготовок при установке на оправке с зазором.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
К крупногабаритным относятся зубчатые колеса диаметром
более 500 мм. Однако при обработке деталей больших размеров
(диаметром более 1,5—2 м) технологические процессы имеют спе-
цифику. Она определяется, с одной стороны, большими габари-
тами и массой деталей, а с другой — условиями их изготовления
(мелкосерийное производство, при котором технологические про-
цессы недостаточно отработаны).
Крупногабаритные зубчатые колеса выполняют цельными или
составными. Цельные колеса могут быть литыми (сталь или чу-
гун) или коваными. Составные колеса могут быть с насадными
бандажами и сварными. Большое внимание уделяется контролю
качества материала — химическому анализу и механическим
испытаниям.
Технологические процессы получения заготовок предусма-
тривают изготовление образцов для испытаний. Для вала-шестерни
ось образца располагают вдоль оси шестерни, для чего заготовку
вала соответственно удлиняют; для колеса ось образца распола-
гают по радиусу, а для бандажа — в тангенциальном направле-
нии, увеличивая ширину заготовки для возможности отрезки
кольца, из которого затем вырезают образцы.
У литых заготовок химический состав и механические свой-
ства проверяют также на образцах, выполненных в виде прили-
вов на ступице и взятых после отжига или нормализации.
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДО НАРЕЗАНИЯ ЗУБЬЕВ
Заготовки крупногабаритных зубчатых колес вначале разме-
чают, принимая за базу необрабатываемые поверхности обода,
ступицы и диски. При разметке проверяют величину и распо-
ложение припусков на обработку по ободу, отверстиям и торцам;
намечают осевые линии и плоскости симметрии. Основную об-
работку выполняют на токарно-карусельном станке за два уста-
нова. Вначале предварительно обрабатывают обод и отверстие
и окончательно — торцы обода и ступицы с одной стороны. Уста-
навливают заготовку с выверкой по разметочным рискам с по-
мощью двух разметочных игл. Сообщая предварительно закреп-
ленной на столе заготовке медленное вращение, выявляют с верх-
него суппорта радиальное биение, а с бокового суппорта —
торцовое биение заготовки. Заготовку закрепляют таким обра-
зом, чтобы при обработке обода был обеспечен выход для резца.
Для сокращения трудоемкости обработки наладка карусель-
ного станка предусматривает параллельную работу инструмен-
2*	35
тов, закрепленных в боковых и верхних суппортах. Для более
точной выверки при втором установе целесообразно при предва-
рительной обработке обода колеса проточить на его поверхности
с чистовой подачей контрольный поясок шириной 20—30 мм.
При втором установе выполняют чистовую обработку обода
и отверстия, а также обработку по чертежу торцов обода и сту-
пицы с другой стороны колеса. Заготовку ставят обработанным
торцом на мерные планки, закрепляют болтами (иногда кулачками
изнутри) и выверяют индикатором по контрольному пояску.
Размеры по высоте (ширина обода и ступиц) обеспечиваются от
обработанного торца, без выверки. На торец обода, обработанный
с одного установа с отверстием, наносят с помощью резца клеймо
в виде круговой риски. Этот торец считается базовым для после-
дующей обработки.
Окончательную обработку обода и торцов колес 7-й степени
точности и быстроходных шестерен 8-й степени точности для
обеспечения более жестких требований к концентричности поса-
дочных поверхностей и делительных окружностей выполняют на
токарном станке после сборки с валом при установке его в цен-
трах. Выверку при установке делают по посадочным шейкам
вала или по базовому торцу при помощи'индикатора с точностью
0,02 мм (иногда до 0,05 мм). Биение устраняют тщательной при-
гонкой центров. Выходную канавку трлно протачивают на ободе,
так как она будет выверочной базой при установке на зубофрезер-
ном станке; допускается биение выточки относительно поса-
дочных шеек 0,03 мм.
Выполнение токарных и карусельно-токарных операций свя-
зано с контролем больших диаметральных размеров.
При изготовлении детали важно измерять ее размеры во время
обработки и обязательно до снятия ее со станка.
В процессе обработки детали длину окружности можно изме-
рить с помощью мерного диска, обкатывающего поверхность на
протяжении одного строго фиксированного оборота стола то-
карно-карусельного станка.
Для измерения диаметральных размеров до снятия обработан-
ной детали со станка применяют метод посторонних измеритель-
ных баз; в качестве последних используют части станка, спе-
циально установленные оправки, линейки, угольники и др.,
расстояние которых от оси вращения планшайбы известно [8].
НАРЕЗАНИЕ И ЗАКАЛКА ЗУБЬЕВ
Крупногабаритные цилиндрические зубчатые колеса преиму-
щественно нарезают с косыми или шевронными зубьями, а кони-
ческие колеса с прямыми зубьями. Точность зубчатого венца
обычно соответствует 7—8-й, а иногда 9-й степени точности,
шероховатость зуба — 6-му классу.
Требованиям точности при достаточно высокой производитель-
ности удовлетворяет фрезерование зубьев червячной фрезой.
36
При предварительной обработке крупных колес применяют обычно
(фрезерование зуба методом деления (дисковой или пальцевой
(фрезой). Зубчатые колеса 7-й степени точности целесообразно
нарезать в сборе с валом после совместного чистового обтачива-
ния, хотя возможно нарезание и до сборки; колеса 8—9-й степени
точности обычно нарезают до сборки.
Установке зубчатых колес на зубофрезерном станке предше-
ствует выверка опорной плоскости подставок на горизонталь-
ность и центрирующей оправки (если она имеется) на радиальное
биение в двух сечениях.
Точность нарезания зубчатых поверхностей существенно за-
висит от точности установки червячной фрезы в суппорте станка.
Допустимое радиальное биение оправок червячных фрез при
чистовом зубофрезеровании составляет 0,03—0,05 мм, а для гру-
бых колес (9-й степени точности) до 0,07 мм. Допускается биение
фрезы относительно оправки 0,02—0,03 мм.
Зубья крупногабаритных зубчатых колес по условиям точ-
ности, производительности и целесообразности использования
инструмента нарезают в несколько проходов. Зубья tn sg 8 ...
10 мм обычно обрабатывают в два прохода, зубья т. = 12 ....
30 мм — в три прохода, а зубья с большим модулем — в четыре
прохода.
Предварительную обработку часто выполняют дисковыми
модульными или специальными прорезными фрезами. При т
8 мм выгодно по производительности применять двухзаходные
червячные фрезы; с увеличением модуля резко снижается вели-
чина подачи и тем самым сводятся на нет преимущества от увели-
чения числа заходов фрезы. Чистовую обработку производят
методом обкатки при глубине резания 0,3—0,8 мм.
Режимы резания выбирают исходя из заданной шероховатости
и такого периода стойкости, при котором может быть нарезан
весь венец без смены инструмента и даже без заметного притуп-
ления его (5—10 ч). Чистовое зубонарезание выполняют без
остановки станка и при постоянной температуре окружающего
воздуха. Несоблюдение этих условий приводит к погрешностям
в размерах и нестабильности шероховатости.
Зубчатые колеса с шевронными зубьями можно нарезать на
зубофрезерном станке лишь при наличии достаточно широкой
выходной канавки для червячной фрезы. Так как венец с шеврон-
ными зубьями можно рассматривать как два рядом расположенных
венца с косыми зубьями (с правым и левым направлением зубьев),
то оба венца могут быть нарезаны последовательно червячной
фрезой. Технологическую сложность представляет необходимость
обеспечения правильного взаимного положения полушевро-
нов.
Шевронный зуб без выходной канавки следует считать нетехно-
логичным, так как для его обработки требуются специальное
оборудование и инструмент.
37
Поверхностная закалка зубьев тяжелых колес т. в. ч. суще-
ственной специфики не имеет; ее выполняют при помощи индук-
тора, входящего во впадину зуба на всей ширине его; переход
к следующему зубу осуществляют с помощью делительного ус-
тройства, поворачивающего заготовку на шаг зуба. Валы-ше-
стерни сравнительно небольшого диаметра закаливают по всему
венцу, но с перемещением венца внутри кольцевого индуктора
в направлении оси.
Поверхностная закалка пламенем во многих случаях заме-
нена закалкой т. в. ч., но иногда для зуба с т > 10 мм ее приме-
няют.
2.3. ОБРАБОТКА ЗУБЧАТЫХ МУФТ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Зубчатые муфты широко используются в механизмах ПТМ.
Основным элементом зубчатой муфты является зубчатая пара —
обойма, имеющая зубчатый венец внутреннего зацепления, и зуб-
чатая втулка с наружным зубом сферической формы. Зубчатые
муфты стандартизованы (ГОСТ 5006—55), и их детали представ-
ляют собой размерный ряд конструктивно и технологически
подобных деталей. Твердость поверхностей зубьев обойм не должна
быть менее HRC 35, а втулок — HRC 40. Конструкторскими
базами зубчатых обойм, которыми они ориентируются в узле,
являются торцовая поверхность и отверстия под чистые болты во
фланце, поэтому предъявляются требование перпендикулярности
торца фланца к оси начального цилиндра зубчатого венца, точ-
ность по размеру и шагу отверстий, обработка зубчатого венца
по 9-й степени точности. Зубчатые втулки устанавливают на
валах (на шпонку) отверстием, которое выполняется цилиндриче-
ским (по 7-му квалитету) или коническим с конусностью 1 : 10.
Посадочные отверстия, наружный диаметр ступицы, соприкаса-
ющейся с уплотнением, и прилегающий к ней торец должны быть
обработаны с одного установа для обеспечения требуемого про-
странственного положения относительно оси. Для обойм приме-
няют прокатную сталь в виде штампованных заготовок или сталь-
ное литье. В штампованных заготовках отверстия выполняют
сквозными или в виде углублений с двух сторон с перемычкой
в середине (для обойм малых размеров). Зубчатые втулки изго-
товляют из стали 45 методом горячей штамповки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ ОБОЙМ
Обоймы-йтносительно малых разкщто^тцебуются-в-дастаточно
больших количествах, поэтому изготовляю.т...их.„п.рш_шысокой
оснащеннойй тёХндлогиче^тогДДрбцесса с шдадьзованием вы-
38 ~
1
Заготовка
Рис. 2.8. Наладка восьмипозиционного полуавтомата для обработки зубчатой
обоймы
гокопроизводительного оборудования. Токарную обработку ве-
дут на вёрТЙгалБНОМ^сб^ОТОЗйционнЬм полуавтомате при .двух-
цикловой наладке (рис. 2.8)7~Наладка предусматривает обработку
заготовки'с припуском” на чистовую обработку ^о^т^ем поверх-
ностям, связанным “требованиями взаимного''расположения (от-
верстие, торец фланца, наружная поверхность фланца).
Черту ю—заготовку устанавливают в загрузочную позицию /
фланцем вниз и закрепляют в кулачках. В дальнейшем, в пози-
циях III, V и VII ее обрабатывают по. всем доступным для обра-
ботки поверхностям.
Затем заготовку перекладывают в загрузочную позицию //
фланцем вверх тг обрабатывают в позициях IV, VI и VIII. Штуч-
ное время этой операции составляет 3—4 мин. Дальнейшую
обработку ведут на револьверном станке: подрезают торец фланца,
обрабатывают- наружн-ую-поверхпость фланца и отверстие по;
зубчаты'и^венец при установке в трехкулачковом пневматическох
патроне; все переходы выполняют одновременно.
Отверстия для.лрепления обоймы обрабатывают на агрегат
ном многошпиндельном четырехпозиционном сверлильном станке,
по одному групповому технологическому процессу с отверстиями
в тормозном шкиве. Схема построения операции характеризуется
весьма высокой концентрацией (одновременно работают 19 ин-
струментов); штучное время составляет всего лишь 2 мин.
На вертикально-сверлильном станке обрабатывают смазочног
резьбовое отверстие на образующей фланца, и на этом же станке
снимают фаски в крепежных отверстиях. Об/шбпт.ку..щубьда_&ну-
треннего зацепления производят на зубодолбежном-станке.. при
установке заготовки в специальном приспособлении. Приспособ-
ление имеет два установочных пальца (цилиндрический и ромби-
ческий), на которые деталь ставят двумя отверстиями. Деталь
закрепляют двумя прихватами. Корпус приспособления имеет на
плоскости основания центрирующую выточку для установки на
столе зубодолбежного станка.
^Ь^^.маДр£О_размераДдиаметром 80—100 мм) з^убъя можно
обрабатывать методом протягивания эвольвентой протяжной
всего зубчатоТо вейтХГсразут,'Что0ы избежать излишне^большой
длины протяжки, применяют комплект из двух протйжек и об-
работку разделяют на две операции. Суммарное время обработки
обоймы протягиванием составляет 4—5 мин при трудоемкости
зубодолбления 13—15 мин.
Однако протягивание связано с использованием сложного и
дорогого инструмента. Возникающие большие радиальные на-
грузки могут привести к деформации детали по наружной поверх-
ности, что ограничивает область использования этого высокопро-
изводительного метода.
Зубчатые обоймы-бол^е-крудных размеров выполняют литыми
и в серийном проичиодстве,обрабатывают на универсальном обо-
рудовании почти без специальных приспособлений.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ ВТУЛОК
В серийном производстве операции формообразования выпол-
няют на токарно-револьверных станках за две операции; в круп-
носерийном производстве применяют вертикальный многопози-
ционный полуавтомат (аналогично обработке зубчатой обоймы).
Обработка обода втулки по сфере выносится в отдельную опера-
цию и выполняется фасонным резцом на токарном станке при
установке на оправке.
Заготовки полу муфт обрабатывают также на токарных стан-
ках ЧПУ. На рис. 2.9 показана наладка для выполнения основ-
ной второй токарной операции обработки полумуфты на станке
КТ141ФЗ. На первой операции была обработана одна ступица
40
Bud A
и примыкающие к ней торцы; ступица и ее торец на второй опе-
рации используются в качестве технологических баз. Станок осна-
щен поворотной двенадцатипозиционной резцовой головкой
(вид Д) с осью вращения, параллельной оси шпинделя и распо-
ложенной непосредственно над шпинделем (ось 0г—0г).
Для обработки полумуфты используются пять позиций рез-
цовой головки — 1, III, V, VIII и XI. 'С позиции I выполняется
последовательная подрезка торца обода в размер 38,5 мм и торца
; ступицы в размер 44 мм. Резец движется по следующей, опреде-
* ляемой опорными точками, траектории: холостой ход от нулевой
г точки по оси X до точки 1 и далее по оси Z до точки 2; рабочий
ход по оси X до точки 3, отвод резца по точкам 4 и 5; рабочий ход
по оси X до точки 6; отвод резца по оси Z до точки 7 и по оси X
до точки 8, совпадающей с нулевой точкой.
После поворота резцовой головки в позицию III начинают
предварительное обтачивание ступицы по опорным точкам 2,
3, 4; холостой ход по точкам 5, 6, 7; обтачивание фаски (точки 7,
8); чистовое обтачивание ступицы (точки 8, 9, 10); рабочий ход
по оси X при подрезке торца обода (точки 10 и 11); рабочий
ход по оси Z при обтачивании обода (точки 11, 12); отвод резца
по оси X (точки 12 и 13), по оси Z (точки 13, 14) и по оси X в
точку 15, совпадающую с нулем.
С поз. V резцовой головки производится черновое обтачивание
обода по сфере, а с поз. VIII — чистовое обтачивание сферы.
С поз. XI выполняют предварительное и чистовое растачивание
посадочного отверстия в полумуфте и снятие фарки.
Исходное положение инструмента каждой позиции, т. е. по-
ложение нулевой точки его траектории, характеризуется коорди-
натами Хо и Zo. Размерная связь обрабатываемой заготовки с рез-
цовой головкой и режущими инструментами осуществляется
через расстояния Хо между осью шпинделя с заготовкой Оа—Оа
и осью вращения головки Ог—Ог (размер по оси X) и расстоянием
Zo от базового торца заготовки Та до переднего (базового) торца Tv
резцовой головки (размер по оси Z). Точка пересечения оси по-
ворота Ог—Ог с торцовой плоскостью Тг в исходном положении
определяет нулевую точку О, системы (нуль системы).
Для обеспечения минимального времени холостых перемещений
размеры Хо и Zo должны быть минимально необходимыми для бес-
препятственного поворота резцовой головки и свободной уста-
новки заготовки в осевом направлении. Координаты точки
определяются по формулам:
*0 =	---Zo = ^Х tnax+^Z max + & + п,
где D3 max, L3 1гах_Лиа‘’[е'Р и длина заготовки; W %, Wz—наибольший вылет
инструмента наладки в направлении осей X, Z; k — длина участка, учитывающая
положение заготовки в начальный момент установки в кулачки; т, п — допол-
нительные участки; т =» п =» 1 ... 2 мм.
При проектировании операций на станках с ЧПУ решают обыч-
ные технологические вопросы; назначают последовательность
обработки поверхностей и число переходов, рассчитывают при-
пуски на обработку и промежуточные размеры, выбирают инстру-
менты и назначают режимы резания, определяют норму времени.
На технологических эскизах проставляют выдерживаемые раз-
меры и шероховатость поверхности.
Операция на станке с ЧПУ является одноместной и много-
инструментной с последовательной работой всех инструментов,
что исключает возможность для совмещения во времени отдельных
элементарных переходов, т. е. основное время операции опреде-
ляется суммой времени всех технологических переходов, а вспо-
могательное — суммой времени всех вспомогательных переходов.
Однако применением станков с ЧПУ достигается снижение штуч-
42
Рис. 2.10. Протягивание в заготовке зубчатой втулки шпоночного паза (а) и
цилиндрического отверстия (б):
1 — адаптер; 2 — сферическая шайба; 3, 4 — протяжки
f, кого времени вследствие использования рациональных траекто-
f рий и скорости холостых перемещений и повышения производи-
I тельности труда благодаря уменьшению затрат времени на раз-
I мерную наладку, автоматизации процесса обработки, открыва-
I ющей возможности для многостаночного обслуживания станков.
| За токарными операциями обработки заготовки зубчатой сту-
s пицы на станках с программным управлением следует протягива-
i ние шпоночного паза, а после обработки на токарно-револьверных
: станках на протяжном станке, кроме того, производится оконча-
: тельная обработка посадочного отверстия (рис. 2.10).
• Зубья на сферической поверхности заготовки нарезаются обыч-
ной че(гвячиой~фрв5би~~на~ зубофрезерном~станке, оборудованном
; копиРным приспособлением, позволяющим изменять в ходе обра-
ботки межцентровое расстояние червячной фрезы и заготовки по
• заданному радиусу. Для этого винт подачи стола зубофрезерного
 станка отключают (стол связан со станиной только с помощью
' пружин), один элемент копирной пары закрепляют на суппорте
червячной фрезы, другой —на столе. На схеме (рис. 2.11) копир
• установлен на фрезерной головке, а ролик — на салазках стола.
' Перемещаясь при рабочем
I ходе червячной фрезы
I вниз, копир 4 давит на KO-
I' пирный ролик -3 и, прео-
I долевая усилие пружины 5,
 отодвигает стол вместе с
Е обрабатываемой деталью 1.
 При этом межосевое рас-
1 стояние А фрезы 2 и де-
I тали 1 все время увеличи-
Рис. 2.Н. Нарезание сфери-
ческого зуба на зубчатой втулке
Г
43
бается и достигает наибольшего значения в верхней точке копира,
что соответствует положению червячной фрезы в верхней точке
сферы обода. Далее начинается уменьшение межосевого рассто-
яния. Конструктивное оформление приспособления для нарезания
зубьев на сферической поверхности может быть иным. Например,
копир вогнутой формы жестко связан с салазками стола, а копир-
ный ролик—с фрезерной головкой. Если конструктивно тре-
буется уменьшение толщины зубьев только вблр.зи торцовых се-
чений венца на 0,02—0,04 мм (бочкообразность зуба), зубья
нарезают на ободе цилиндрической формы при обычном зубо-
фрезеровании, а бочкообразность придают шевингованием по
специальной схеме: заготовка в процессе шевингования покачи-
вается так, что в конце каждого рабочего хода она приближается
к шеверу и он снимает у краев зубьев более глубокие слои. Эту
операцию выполняют на горизонтально-фрезерном станке с при-
менением копировального приспособления.
/2.4.1 ПРОИЗВОДСТВО ЧЕРВЯЧНЫХ
- нЫес и червяков
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС
Червячные колеса делают составными из чугунной ступицы
и бронзового венца и собирают на болтах или прессовой посадке
с последующим стопорением. Заготовки для ступиц червячных
колес отливают в песчаную или в металлическую форму. Заго-
товку венца получают обычно центробежной отливкой.
Вначале ступицу и венец раздельно обрабатывают по поверх-
ностям сопряжения. Ступицу обрабатывают на револьверном или
токарном станке за два установа. Венец растачивают на токарном
или токарно-карусельном станке. Ступицу 2 и венец 1 (рис. 2.12),
сопрягаемые по посадке с натягом, собирают (после нагрева венца)
на прессе с использованием оправки 3.
Обработка в собранном виде включает две токарные или то-
карно-карусельные операции и протягивание шпоночного паза
в отверстии. При обтачивании обода колеса канавку небольшого
радиуса обрабатывают фасонным резцом. При радиусе менее 35 —
40 мм фасонный резец делают на весь профиль; при большем ра-
диусе предварительное точение осу-
ществляют двумя резцами (для ле-
вой и правой части выточки) и
чистовое — одним резцом на весь
профиль. Выточки большего ра-
диуса обрабатывают проходным
Рис. 2.12. Промежуточная сборка чер-
вячного колеса
44
Рис. 2.13. Схемы обработки обода чер-
вячного колеса (а) и контроля (б) после
обработки
резцом при подаче по окруж-
ности заданного радиуса, со-
общаемой резцу с помощью при-
способления с червячной пере-
дачей.
В универсальном приспособ-
лении (галтельном) для обра-
ботки поверхности по дуге
окружности при ручном вра-
щении червяка, приводится во
вращение червячное колесо, а
вместе с ним и резцедержавка с
резцом; резец предварительно
устанавливают в требуемое положение относительно заготовки и
оси вращения червячного колеса так, что его вершина перемеща-
ется по дуге окружности заданного радиуса.
На рис. 2.13 приведена схема обработки обода червячного
колеса с помощью несложного специального приспособления 1,
устанавливаемого на суппорте токарного станка в резце державке
2. При вращении маховичка, установленного на хвостовике чер-
вяка, приводится во вращение червячное колесо и сидящее на од-
ной оси с ним коническое колесо; находящееся с ним в зацеплении
второе коническое колесо вращает резец; вылет г резца предвари-
тельно регулируется по шаблону. На этой операции, кроме за-
данных радиуса г и диаметра по дну выточки, обеспечивается
симметричное расположение торцов заготовки относительно сред-
ней плоскости с — с колеса (равенство размеров а до обоих торцов).
Для этого при подрезании торцов колеса применяют кантующийся
шаблон 3 и щуп заданной толщины для проверки равенства за-
зоров s с обеих сторон.
Это свойство заготовки позволяет при сборке использовать
торцовые поверхности в качестве измерительных баз для обеспе-
чения требования точности расположения оси червяка в средней
плоскости колеса в собранной передаче. Обработка заготовок
после сборки, включая радиусную выточку на ободе, может быть
выполнена на токарном станке с программным управлением, ана-
логично обработке втулки зубчатой муфты со сферической формой
обода (см. рис. 2.9).
Зубья червячных колес при серийном изготовлении наре-
зают на зубофрезерных станках при помощи червячных фрез.
Обрабатывают зубья методом радиальной или тангенциальной
подачи.
Червячная фреза для работы с радиальной подачей имеет
форму и размеры сопряженного червяка пары. При обработке
45
Рис. 2.14. Установка крупно-
габаритного червячного колеса
в групповом приспособлении
зубьев радиальная подача
червячной фрезы прекра-
щается тогда, когда фреза
займет в отношении червяч-
ного колеса положение
сопряженного червяка.
Червячная фреза для
работы с тангенциальной
подачей имеет участок со
срезанными вершинами
витков. Фрезу устанавли-
вают на размер межосевого
расстояния заранее, при касательной подаче она постепенно вхо-
дит в зацепление. Для обработки методом тангенциальной подачи
зубофрезерный станок должен иметь протяжной суппорт (уни-
версальная принадлежность станка).
При методе радиальной подачи производительность труда
выше, но точность обработки ниже и получаемая шероховатость
поверхности выше, чем при методе тангенциальной подачи. Точ-
ность снижается по ряду причин. При радиальной подаче одни
и те же зубья выполняют и грубую, и чистовую обработку. Вслед-
ствие уменьшения диаметра фрезы при переточках изменяется
угол подъема нитки и теоретический профиль зуба нарезаемого
колеса искажается. Источником погрешностей служит также
выключение радиальной подачи фрезы в момент достижения нуж-
ного межосевого расстояния с колесом и связанные с работой по
упору погрешности настройки и упругие отжатия.
В любом случае размерной настройки операции зубофрезеро-
вания необходимо обеспечить расположение оси червячной фрезы
в средней плоскости колеса и совместить ось базового отверстия
с осью вращения стола. При установке червячного колеса боль-
шого размера следует обращать внимание на жесткость крепления.
Центрируется колесо оправкой 3 (рис. 2.14), фланец 5 которой,
в свою очередь, центрируется в выточке стола станка; переходная
втулка 1 соответствует диаметру отверстия в колесе. Обод колеса
опирается на стойки 4, имеющие одинаковую высоту; под ступицу
подводится дополнительная опора в виде резьбовой втулки 2.
Червячные колеса малого диаметра не требуют опоры по ободу
и нарезаются при базировании на оправке со шпонкой и крепле-
нии гайкой на резьбовом хвостовике оправки (см. рис. 2.7).
Для зубьев на бронзовых венцах абразивная обработка не
допускается. Поэтому требуемая точность червячных колес
должна быть достигнута применением соответствующих методов
зубонарезания. Червячные колеса 8-й степени точности нарезают
46
однозаходными фрезами обычной точности; для колес 7-й и 6-й
степеней точности применяют червячные фрезы со шлифованным
зубом и для них не допускается большое число переточек в связи
со снижением точности по профилю и шагу. При настройке опера-
ции предъявляются жесткие требования к радиальному биению
фрезы и заготовки. Для снижения трудоемкости зубофрезерования
при больших модулях червячных колес (т > 12 мм в серийном
производстве и т > 18 в единичном) выделяется операция пред-
варительного нарезания зубьев. Эта операция выполняется двух-
заходной червячной фрезой или дисковой фрезой (при методе
деления). Крупногабаритные червячные колеса в единичном
производстве нарезают на зубофрезерном станке летучим рез-
цом методом тангенциальной подачи. Резец соответствующего
профиля, установленный в оправке, занимает положение зуба
червяка на заданном межосевом расстоянии. В этом случае обра-
ботка выполняется простым и дешевым инструментом, но при
значительном повышении трудоемкости.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЧЕРВЯКОВ
Червяки для цилиндрических передач в осевом сечении пред-
ставляют собой рейку с прямолинейными или криволинейными
боковыми сторонами. Для уменьшения трения, изнашивания и
заедания при работе червячной пары червякам придается высокая
твердость, обеспечиваемая поверхностной закалкой (HRC 48—57);
лишь в некоторых случаях проводится нормализация (твердость
НВ < 270). Цилиндрические червяки до момента нарезания вин-
товой поверхности обрабатывают как ступенчатые валы при соот-
ветствующем объеме годового выпуска.
В серийном производстве червяки нарезают профильными рез-
цами на токарно-винторезных станках с подачей, равной шагу
винтовой поверхности червяка.
При нарезании многозаходных червяков применяют специаль-
ный патрон с делительным устройством, позволяющий достаточно
точно поворачивать червяк на требуемый угол для обработки
нитки следующего захода. Требуемый профиль червяка получается
соответствующей установкой резца с прямолинейным профилем
или резцом с криволинейными профилями в осевом или нормаль-
ном сечении. Червяки с малым модулем или малым углом подъема
винтовой линии нарезают полнопрофильным резцом; в других
случаях правую и левую стороны витка нарезают двумя резцами
и лишь окончательную обработку выполняют полнопрофильным
резцом. Во всех случаях при настройке операции резцы 1, 2
(рис. 2.15, а) необходимо расположить в диаметральной плоскости
червяка и обеспечить симметричность профиля относительно
вертикальной плоскости с помощью шаблона 3. В связи с большой
трудоемкостью нарезания червяков резцами в ряде случаев целе-
сообразнее предварительное нарезание выполнять более произ-
водительными методами.
47
в)
Рис. 2.15. Нарезание червяков резцами:
а — установка резцов; б — метод вырезки спирали; в — вихревое нарезание по схеме
внешнего касания
*
При обработке червяков крупных модулей иногда применяют
метод вырезки спирали вместо превращения всей массы металла
в стружку (рис. 2.15, б). Для этого узкими резцами / и 3 про-
резают канавки с обеих сторон впадины, после чего вывинчивают
отделившуюся спираль 2.
РЦ Высокопроизводительным методом предварительного нареза-
ния червяков является нарезание многорезцовой вращающейся
головкой (вихревое нарезание). Вихревое нарезание
(рис. 2.15, в) выполняют на токарном станке с помощью специ-
альной резцовой головки, корпус которой размещен на суппорте,
перемещающемся параллельно оси червяка с подачей, равной
шагу нарезаемого винта. Ось вращения резцовой головки накло-
нена на угол подъема винтовой линии. Каждый резец враща-
ющейся головки срезает с медленно вращающегося червяка
стружку и за один оборот червяка образуется один виток резьбы.
Вихревым . нарезанием нельзя обеспечить требуемую точность
профиля и шероховатость поверхности витка, и за этой операцией
следует чистовое нарезание профильным резцом. Червяки в ряде
случаев подвергаются цементации с последующей закалкой в пе-
чах. В последнее время получила распространение поверхностная
электрозакалка. Для витков червяка применяют непрерывно-
последовательную закалку т. в. ч. на специальном станке с пере-
мещением нитки червяка по винтовой линии относительно не-
подвижного индуктора (рис. 2.16). Закаливаемый червяк 1, уста-
новленный в центрах, вращается и одновременно перемещается
вместе со столом 7 станка относительно неподвижного индуктора 2.
Вращение червяка с заданной частотой, определяемой режимом
4§
Рис. 2.16. Схема установки для поверхностной закалки чер-
вяков
закалки, передается на шпиндель от электродвигателя через
вариатор 3 и зубчатое колесо 4\ осевое перемещение сообщается
столу от винта 5, связанного со шпинделем и вращающегося в не-
подвижной стойке 6 станка; шаг винта равен шагу червяка.
Отделочную обработку рабочих поверхностей червяков при-
меняют для повышения чистоты поверхности и устранения дефор-
маций от термической обработки. Основным методом отделочной
обработки червяков является шлифование их боковых поверх-
ностей, которое выполняют на специальных станках по различным
схемам, а также на резьбошлифовальных станках.
В мелкосерийном производстве для шлифования червяков
приспосабливают затыловочные или резьбофрезерные станки.
После шлифования быстроходные червяки подвергаются при-
тирке с абразивом на специальных станках, работающих при-
тирами, в виде червячных колес, изготовленных из дерева.
В зависимости от требуемой степени точности применяют сле-
дующие методы обработки червяков. Червяки 6-й и 7-й степени
точности обычно проходят цементацию и закалку или только
закалку. Боковые поверхности червяков обязательно шлифуют
и полируют. Червяки окончательно обрабатывают по 8-й и 9-й
степени точности на токарных станках и там же отполировывают.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЛОБОИДНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПАР
Глобоидные червяки имеют специфическую конфигурацию,
и к ним предъявляются некоторые дополнительные требования
точности (рис. 2.17). Выполнение этих требований изменяет со-
держание токарной операции. Вместо прямолинейного движения
при обтачивании нарезаемой шейки резцу сообщается движение
по дуге окружности с центром О, определяющим межосевое рас-
стояние А передачи. Обычно для обтачивания нарезаемой шейки
червяка применяют универсальное приспособление, сообщающее
49
Рис. 2.17. Технические требования
к глобоидному червяку
установленной на нем резцедер-
жавке с резцом круговое движе-
ние от червячного механизма
(галтельного приспособления).
При точении кроме размеров d
и R обеспечивается размер К
от оси червячного колеса О до торца, являющегося базовым при
сборке передачи и используемого в качестве базового при на-
резании червяка.
Токарную операцию обработки заготовки глобоидного червяка
можно выполнять на станке с программным управлением (при сни-
жении трудоемкости обеспечивается высокое качество обработки),
а также на гидрокопировальном полуавтомате. Правильная гео-
метрия рабочих поверхностей глобоидного червяка может быть
образована только инструментом с прямолинейной режущей
кромкой. Поэтому чистовое окончательное нарезание червяков
выполняют резцами или резцовыми головками. Для чернового
нарезания червяка применяют также резцы, и лишь крупномо-
дульные червяки предварительно нарезают пальцевой фрезой.
Для нарезания глобоидных червяков используют зубофрезер-
ный станок, специально оборудованный для этой операции
(рис. 2.18). Заготовку червяка устанавливают на инструменталь-
ном суппорте станка вместо червячной фрезы, а инструмент —
на вращающемся столе станка вместо нарезаемого колеса при
обычном использовании зубофрезерного станка. Заготовку чер-
вяка для установки в посадочные места для оправки червячной
фрезы, снабжают технологическим конусом (рис. 2.17). В любом
варианте нарезание выполняется при вращении заготовки и круго-
вой подаче режущего инструмента, осуществляемой вращением
стола зубофрезерного станка. Черновое прорезание впадин ведут
за несколько проходов, при постепенном приближении оси вра-
щения инструмента к оси заготовки для достижения заданного
межосевого расстояния А.
Чистовое нарезание выполняют при заданном межосевом рас-
стоянии в два перехода двумя односторонними резцами: при
первом переходе обрабатывают правую сторону витка, при втором
переходе •— левую. Это вызвано тем, что резание полнопрофиль-
ным (двухсторонним) резцом происходит в неблагоприятных
условиях для одной из режущих граней и не обеспечивает требу-
емой чистоты поверхности. Операция требует сложной размерной
настройки станка, которая осуществляется методом «посторон-
них баз». Посторонними базами могут служить закаленные и шли-
фованные базовые элементы (оправки, пластины, кубики), мате-
риализующие своими поверхностями положение осей вращения
шпинделей и столов, плоскостей симметрии или направлений про-
50
Рис. 2.18. Схема нарезания глобоидных червяков и червячных колес на зубо-
фрезерном станке:
а — размерная настройка станка; б — схема нарезания червяка резцами; в — настройка
летучки для нарезания червячного колеса; г — отделочная обработка зубьев колеса гло-
боидным шевером
дольных перемещений суппортов, столов, ползунов. При настройке
технологических систем и при обработке эти базы служат для от-
счета перемещений подвижных элементов и для контроля полу-
ченных размеров.
Зубофрезерный станок для нарезания глобоидных червяков
(рис. 2.18, а) оборудуют посторонними базами в виде пластин
Бг....Бъ. Так, база Бг заранее установлена на колонне станка
на расстоянии Lr от оси вращения червячной фрезы (нарезаемого
червяка), а база />2 —на расстоянии L2 от оси вращения стола.
При настройке на заданный размер А измеряется с помощью микро-
метрического штихмаса, размер I между базами Бх и £>а; размер
I = Бг + А — Ь2.
База Б3 установлена на суппорте на расстоянии с от вертикаль-
ной плоскости симметрии стола станка. Эту базу используют
для получения размера К у нарезаемого глобоидного червяка.
Для чего измеряют размер т между шаблоном Ш и базой с, т =
=К—с. База расположена в осевой плоскости инструмента, а
51
база Б6 —в осевой плоскости червяка. Равенство расстояний Н
от плоскости стола до этих баз, обеспечиваемое при перемещении
суппорта с червяком, определяет требуемое расположение обеих
осей в одной горизонтальной плоскости. Настройка >яо этому
параметру возможна (без использования базы Б5) при установке
вместо червяка контрольной оправки диаметром d и измерении
размера h от ее образующей до плоскости стола h = Н — (d/2).
При установке для обработки каждой последующей заготовки
партии необходима проверка размера т от базового торца до
базы Б3; в бабке суппорта заготовку устанавливают хвостовиком
с технологическим конусом, а в подшипнике закрепляют цанговым
зажимом. Горизонтальное расположение оси заготовки проверяют
уровнем У; в двух сечениях по длине проверяют радиальное
биение заготовки с помощью индикатора.
Резцовую головку для чистового нарезания глобоидного чер-
вяка устанавливают на столе станка (вид б) при использовании
тех же баз	Б&. Для обеспечения требований 8-й степени
точности и шероховатости 1 —0,8 мкм глобоидного червяка необ-
ходима тщательная доводка режущего лезвия и высокая точность
размерной настройки: смещение кромки резца с оси червяка не
более 0,01—0,015 мм; отклонение от параллельности оси червяка
плоскости вращения резцов не более 0,01—0,02 мм на длине
нарезаемой части; отклонение межосевого расстояния не более
+0,04 мм. Нарезание ведут со скоростью резания 1—1,5 м/мин
при удалении припуска 0,3—0,5 мм на сторону. В массовом произ-
водстве при нарезании глобоидных червяков применяют метод
кругового протягивания. Прорезают впадину на всю глубину
за один оборот протяжной головки; зубья протяжки, аналогично
резцам, обрабатывают одну сторону витка, причем праворежущие
и леворежущие зубья могут быть размещены на одной головке;
в неблагоприятных случаях требуются две головки с последова-
тельной обработкой в два перехода. При высоких требованиях
к шероховатости поверхности полируют витки червяка пастой.
Полирование выполняется также на зубофрезерном станке при
зацеплении обрабатываемого червяка с полирующим червячным
колесом. Применяют мягкий притир из листового войлока с про-
резанными зубьями, зажатый между жесткими шайбами.
Червячные колеса для глобоидных передач обрабатывают
также на зубофрезерном станке, но при установке заготовки на
столе станка, а инструмента — на суппорте фрезы.
В крупносерийном производстве инструментом служит весьма
сложная и дорогая глобоидная червячная фреза.
В серийном производстве применяют более простой и дешевый
инструмент (оправку с двумя летучими резцами), который на-
страивают на размер, а затем устанавливают в суппорте станка
по шаблону (вид в). Таким образом летучие резцы размещают
симметрично относительно оси вращения стола станка, где в цен-
трирующем приспособлении будет установлено для нарезания
52
червячное колесо. Это достигается использованием ранее уста-
новленной базы Б3 и шаблона 1, соприкасающегося с базовым
пояском оправки 2 и резцами. Черновую обработку начинают
радиальной подачей стола с заготовкой, а по достижении задан-
ного межосевого расстояния А (с учетом припуска на чистовую
обработку), включают круговую подачу. Чистовое нарезание
зубьев выполняют при заданном межосевом расстоянии А после-
довательно на одной, затем на другой стороне зуба при изменении
направления вращения стола. Размерная настройка операции
принципиально не отличается от показанной на рис. 2.18, а. Если
на станке не установлены базы Бг, Б5 для выверки, то ее про-
водят от оправки, используемой для установки заготовок на оси
вращения стола до оси инструмента с помощью шаблонов. При
выверке обеспечиваются с точностью ±0,05 мм межосевое рассто-
яние заготовки и инструмента, расположение оси вращения ин-
струмента в средней плоскости колеса и расстояние от базовой
шейки инструментальной оправки до оси нарезаемой заготовки.
Радиальное биение оправок заготовки и инструмента 0,02—
0,04 мм.
Отделочную обработку ведут глобоидным шевером, предста-
вляющим собой как бы рабочий червяк с режущими кромками на
боковых поверхностях витка. Виток шевера работает только одной
стороной, поэтому его зубья несколько тоньше, а высота витка
несколько больше, чем у рабочего червяка. В процессе обработки
приводят во вращение шевер, а колесо свободно вращается,
соприкасаясь с шевером одной стороной зубьев; после перемены
направления вращения шевера обрабатывают вторую сторону
зубьев.
Л2^ ^ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ
^--ПОДШИПНИКОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАЗЪЕМНЫХ КОРПУСОВ ПОДШИПНИКОВ
Корпус а подш и пников изготовляют из чугуна литьем шшесча-
ные формы.^тверсти«--дяя--яеашин№вков качения.дли шеекдалов
в корпусах выполняются по 7-му квалитету точности сдцщюхова-
тостью поверхности 1,25—2Д ..мкм.;. _у~разъемных корпусов ось
основного отверстия не должна смещаться с плоскости разъема
более 0,1 мм.
Конструктивная унификация корпусов подшипников создала
условия для рационального построения технологии их произ-
водства, в частности для применения группового метода обра-
ботки, который применяют как для обработки одноименных дета-
лей различных размеров, так и для комплекта деталей — корпуса
и крышки подшипника.
После Лоезррпвпния плоскости основания корпуса (1-я —опера-
ция) фрезеруют плоскости разъема у обеих заготовок — корпуса
Рис. 2.19. Схема обработки плоскостей разъема корпусов
и крышек подшипников
и крышки по схеме, приведенной на рис. 2.19. Заготовки уста-
навливают в универсальных гидротисках со специальной наладкой
(рис. 2.20). К губкам 1 тисков прикреплены две специальные
губки 2 с качающимися прихватами 3. На плите 4 размещены две
пары базовых элементов 5 и 6; на них устанавливают обе заготовки
так, что их обрабатываемые поверхности располагаются в одной
горизонтальной плоскости и могут быть обработаны при одном
рабочем ходе торцовой фрезы. Закрепляются заготовки под-
жимом к стенке 7 приспособления.
Крепежные отверстия у обеих деталей обрябятшпяют в уни-
версальном скальчатом' крндхК1.оое с пневмоприводом (рис. 2.21).
Рис. 2.20. Групповая наладка
гидротисков для фрезерова-
ния корпуса и крышки под-
шипника
54
Рис. 2.21. Групповая наладка скальчатого кондуктора для сверления основа-
ния корпуса и крышки подшипника
Установленную на сменную подставку 7 заготовку закрепляют
двумя призматическими элементами 4 при опускании кондуктор-
ной плиты 5 под действием размещенной в подставке приспособле-
ния сдвоенной пневмокамеры. Шток пневмокамеры, выполненный
в виде рейки, через промежуточный вал с тремя шестернями при-
водит в движение скалки-рейки 1, несущие на себе кондукторную
плиту. Отверстия сверлят четырехшпиндельной сверлильной го-
ловкой 6 через кондукторные втулки 2 и 3. Для обработки крышки
подшипника в описанном приспособлении заменяют низкую под-
ставку 7 более высокой, снимают крайние сверла и заменяют
средние сверла во втулках 3.
На сборочной операции с помощью двух гайковертов, оснащен-
ных соответствующими захватами, ввертывают в резьбовые отвер-
стия основания корпуса шпильки и после установки крышки
завертывают гайки. На собранные основание и крышку наносят
клеймо, свидетельствующее о принадлежности к одному ком-
плекту.
Основное отверстие под подшипник в собранном корпусе
обр~абатывакш-на токарно-револьверном станку (рис? 2.22). Соб-
ранный корпус устанавливают опорной" плоскостью и двумя
отверстиями в приспособление 1 типа угольника так, что ось
растачиваемого отверстия совмещается с осью вращения шпин-
деля. Настройка револьверной головки (поз. I—III, V) предусма-
55
Рис. 2.22. Схема обработки корпуса подшипника в сборе
тривает два перехода: растачивание и развертывание отверстия
плавающей разверткой; канавки растачивают с помощью устрой-
ства 2 с радиальной подачей, а их расстояние от торцов опре-
деляется упорами на продольное перемещение суппорта револь-
верной головки.
При вращении планшайбы с установленным на угольнике кор-
пусом возникают неуравновешенные силы, что приводит к необ-
ходимости применить противовес.
Корпусы подшипников, изготовляемые в меньшем количестве,
обрабатывают в универсальных приспособлениях с выверкой.
Отверстия сверлят по накладным кондукторам, плоскости основа-
ния и разъема обрабатывают фрезерованием или строганием при
установке в универсальных тисках.
Корпусы растачивают на токарно-револьверном или токарном
станке в четырехкулачковом патроне или в приспособлении
с угольником, позволяющим расположить ось обрабатываемого
отверстия горизонтально и совместить с осью вращения шпинделя.
Если корпус установлен в четырехкулачковом патроне, то кула-
чок, на который опирается плоскость основания, и один из боко-
вых кулачков настраивают на требуемый размер и в ходе обра-
ботки всей партии деталей не передвигаются; для закрепления
используют два других кулачка.
Приспособление с угольником является групповым и служит
для установки корпусов с различной высотой. Ось любого корпуса
совмещают с осью вращения йгпннделя, а рабницу в размерах
корпусов по высоте компенсируют именными/'подставками.
Наиболещ крупны£^ьдрпу$/а растачивают на го^наонтфльно-
р астоаном—станке, обычно с помощью консольной оправки,
а инотда бФрпп'ащрай, опирающейся концом во втулке задней
стойки станка.
56
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ ПОДШИПНИКОВ НАТЯЖНЫХ
БАРАБАНОВ
Корпусы подшипников натяжных устройств при натяжении
ленты перемещаются по направляющим рамы транспортера и та-
ким образом являются ползунами. Изготовляются корпусы се-
рийно, с применением группового метода обработки. К корпусам
подшипников предъявляются требования по взаимному располо-
жению поверхностей при довольно сложной конфигурации и на-
личии необрабатываемых поверхностей. Поэтому обработке за-
готовки предшествует разметка (рис. 2.23). Разметкой находится
наивыгоднейшее положение центра О обрабатываемого отверстия
и плоскости симметрии е —е с учетом расположения необраба-
тываемых паза радиусом г и торцов Т. Центр О соответствует точке
пересечения осей Ох — 0х и 02 — О2. Положение оси 0х — 0х
определяется размером йх = с ф- 0,5d = b ф- 0,5d. Положение
оси 02 — 02 определяется размером h2 = m ф- 0,5d = К ф- 0,5d;
одновременно с этим проверяются размеры L и Лх. Размеры Ь, с,
d, пг и К находятся непосредственным измерением заготовки.
Положение обрабатываемой опорной плоскости паза определяется
размером h, отсчитываемым от размеченной осевой Ох — Ох.
Одновременно проверяются размеры Н и Ях. Размер п, получа-
емый при обработке, отсчитывают от плоскости симметрии е—е
заготовки, расположение которой определяется радиусом не-
обработанного паза г и расположением необрабатываемых торцо-
вых поверхностей Т. В процессе разметки проверяют достаточ-
ность припусков на обработку и предусматривают возможно более
равномерное распределение их.
За разметкой следует обработка прямоугольного паза п,
используемого в дальнейшем в качестве технологической базы.
Паз обрабатывают на горизонтально-фрезерном станке при уста-
новке заготовки на столе, одной из торцовых поверхностей, с вы-
веркой по разметке (размер п и плоскость е —е). Обе стороны
паза обрабатывают торцовой фрезой диаметром 50 мм последова-
тельно с промежуточным установочным движением стола вверх.
Рис. 2.23. Разметка пол-
зуна под обработку
57
Рис. 2.24. Групповое приспособление для обработки скосов у пол-
зуна
Угловые направляющие (скосы) обрабатывают на горизон-
тально-фрезерном станке набором из двух фрез. Обработкой до-
стигаются требуемые угол и размеры, а также симметричность
расположения направляющих относительно вертикальной оси
и прямоугольного паза. На рис. 2.24 показано групповое пере-
налаживаемое приспособление для фрезерования скосов у ползу-
нов нескольких типоразмеров. Приспособление ориентируется
в пазу стола горизонтально-фрезерного станка шпонками 1. Для
обработки деталь устанавливают на подставку 5 и закрепляют
двумя прихватами 6, приводимыми в действие от гидроцилин-
дров 8. В целях уменьшения величины подъема прихватов при
установке и снятии детали и для удобства наладки они выполнены
отъемными и фиксируются осью 2.
Комплект из двух угловых фрез устанавливают на оправке
с соблюдением необходимых размеров, определяемых шириной
установленного между ними кольца.
Расположение вершины направляющих в плоскости симметрии
ползуна и размер до оси отверстия обеспечиваются настройкой
станка. Для этого приспособление снабжено съемным установом 3,
имеющим вверху два скоса и два координированных отверстия
диаметром 6Н7 с межосевым расстоянием 130+°-03мм. В момент
размерной настройки операции установ 3 нижним отверстием
фиксируется установочным пальцем 4, что с учетом размера
141,65 ± 0,05 мм и высоты подставки 5 обеспечивает получение
заданного размера (другие отверстия в корпусе служат для ориен-
тации установа 3 с помощью пальца 4 при обработке ползунов
других размеров).
Симметричность расположения скосов ползуна обеспечивают
при настройке операции равенством расстояний от скосов уста-
58
нова до образующих фрез с помощью щупа 7 толщиной 5 мм.
Верхнее отверстие диаметром 6Н7 является технологическим при
изготовлении установи и служит для обеспечения требуемого
расположения скосов (размеры 20 + 0,05). При изготовлении
приспособления важно добиться симметричности расположения
относительно нижнего отверстия диаметром 6Н7 вертикального
шпоночного выступа 9 на установе 3 и боковых поверхностей
подставки 5.
Токарную обработку ползуна выполняют с установкой в спе-
циальной четырехкулачковой планшайбе (рис. 2.25). Один из
кулачков планшайбы заменяют специальной опорой в виде ку-
лачка с планкой для прямоугольного паза детали. Планки вы-
полнены сменными, так как приспособление предназначено для
обработки ползунов нескольких типоразмеров.
При настройке операции серийной обработки ползунов один
из боковых кулачков устанавливают по первой детали партии на
определенном расстоянии от оси вращения. Этот кулачок выпол-
няет роль упорной базы; роль опорной и направляющей баз вы-
полняет плайка.
Выточку диаметром 148 мм с другой стороны детали можно
расточить отогнутым резцом в качестве одного из переходов той же
операции или обработать отдельной операцией. В последнем слу-
Рис. 2.25. Схема построения токар-
ной операции обработки ползуна:
а — схема обработки; б — схема уста-
новки для обработки с другой стороны
59
чае соосность выточки с ранее обработанным отверстием дости-
гается базированием детали относительно осевой линии станка.
Для этого в момент установки в отверстие детали вводят устано-
вленную в конусе задней бабки станка центрирующую оправку;
при закреплении детали перемещается и кулачок с планкой,
так как технологической базой в этом случае является ось отвер-
стия, а не плоскость паза.
Крепежные отверстия обрабатывают на радиально-сверлиль-
ном станке, оборудованном универсальным пневмоприводом и
групповым приспособлением.
2.6. ОБРАБОТКАХ ГРУЗОВЫХ БАРАБАНОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Грузовые барабаны на наружной поверхности имеют винто-
вые канавки для"укладки каната. Барабаны ленточных конвей-
еров выполняют с гладкой наружной поверхностью, которая
иногда имеет футеровку резиной.
Наиболее распространены барабаны диаметром от 350 до
800 мм и длиной 1500—2500 мм. Для машин с большой высотой
подъема груза применяются барабаны диаметром 2000—4000 мм
и более; длина барабанов часто превышает 5000 мм. Барабаны
выполняют литыми из чугуна марок от СЧ15-32 до СЧ28-4'8, ли-
тыми из стали 25Л и сварными из листовой стали СтЗ.
Характерной конструктивной особенностью барабанов,
усложняющей технологические процессы выполнения заготовок
и механической обработки, является их тонкостенность. Так,
у литого барабана диаметром 1000 мм, длиной 5000 мм и массой
более 4 т толщина стенки составляет 30 мм при допускаемом
отклонении ±2,5 мм.
Наиболее ответственные поверхности барабанов, по которым
они сопрягаются с зубчатым колесом или ступицей, обрабатывают
по 8-му квалитету.
Торцовое биение поверхностей прилегания ступицы или ше-
стерни относительно оси барабана не должно превышать 0,1 мм
на ее диаметре. Диаметр барабана, измеренный по дну канавки
для каната, выполняется по 12-му квалитету.
Отверстия под болты для установки шестерни и ступицы обра-
батываются по 7-му квалитету при обеспечении точного совпаде-
ния с сопрягаемой деталью по шагу.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАРАБАНОВ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Заготовки барабанов при отливке в песчаные формы выполняют
с допусками и припусками III класса точности по ГОСТ 1855—55
для чугунного литья и по ГОСТ 2009—55 для стального литья.
60
Формуются барабаны в вертикальном положении. Точность
сборки формы и установки в ней стержней должна обеспечить
минимальную разностенность в диаметральном и осевом сечениях.
Добиться этого при большой длине барабана чрезвычайно трудно,
поэтому ггяльныр б^р^бяны большой длины делают составными
из двух-трех отдельно отлитых частей длиной~до 1000—1500 мм.
соединяемых сваркой.
Заготовки, полученные отливкой в песчаные формы, имеют
большую прибыль, а припуск на обработку получается неравномер-
ным по длине из-за литейных уклонов, идущих от среднего сечения.
Чугунные барабаны меньшей размерной группы (диаметром до
<600 ймТ,~ изготовляемые серийно, получают отливкои в кокиль;
при этом в металлической части формы получается лишь наруж-
ная поверхность отливки, а внутренняя образуется сборным
песчаным стержнем. При уборке кокиля под заливку на его под-
доне устанавливают нижнюю часть центрального стержня и ниж-
нюю часть кокиля. Проверив концентричность кокиля и стержня,
устанавливают среднюю часть кокиля и стержни и далее до уста-
новки литейной чаши.
Все части стержня выравнивают по форме цилиндра и контро-
лируют вертикальность расположения. После установки каждой
части кокиля проверяют и фиксируют вставкой жеребеек кон-
центричность расположения относительно стержня, чем устра-
няется разностенность отливки. Заливку ведут при температуре
1280—1300 °C, время остывания вместе с кокилем 8—15 ч.
"Отливки в кокиль отличаются более точными размерами,
уменьшенными припусками на обработку, мелкозернистой струк-
турой, отсутствием раковин и пористости. При использовании
кокильного литья уменьшается отход в стружку на 20—25 %
и снижается трудоемкость механической обработки. В литейном
цехе в 4—5 раз увеличивается съем годного литья с 1 м2 формо-
вочной площади и в 2—3 раза увеличивается выпуск литья на
рабочего.
Технологические процессы обработки, оборудование и осна-
стка наиболее существенно зависят от серийности выпуска и раз-
меров барабана. Влияние отдельных конструктивных особенностей
барабанов проявляется лишь в построении отдельных операций
и выполнении отдельных переходов.
Барабаны..диаметром до 400—500 мм в крупносерийном произ-
водстве при использовании кокильного литья, а также хорошо
выполненных" отливок в ТГРСЧяные формы по основным поверх-
ностям обрабатываются за две-три токарные операции без пред-
варительнри размехкиДрис. 2.26).
Обработка наружной поверхности в окончательный размер
включает нарезку винтовых канавок (правой и левой), прорезку
канавки для отделения прибыли. Заготовку устанавливают в трех-
кулачковом патроне изнутри в зоне литейной прибыли, другим
концом она опирается на центровой диск.
61
Операция 1
Рис. 2.26. Основные операции обработки барабана малого раз-
мера
Посадочные поверхности для ступиц обрабатывают за два
установа с поворотом барабана. Заготовку устанавливают в трех-
кулачковом патроне за наружную обработанную поверхность
с опорой другим концом в люнете. При обработке выточек под
ступицы с двух установов возможно появление несоосности. Во
избежание этого приведенный технологический маршрут видо-
изменяют: ^первой токарной операции оставляют только пред-
варительное—о&гачивание наружной поверхности, а чистовое
обтачивание и нарезание канавок для каната выполняют на третьей
токарной операции при установке барабана по выточкам для сту-
пиц у одного конца в патроне, у другого конца — на фалып-
стущще_или на двух фальш-ступицах, или на оправке "йфальш-
ступице.
62
Sa токарными операциями бледукмца^верлильщдЁ-онераШнн-
св_ерление отверстий в фланцах для крепления ступиц, сверление
отверстий на наружной поверхности барабана для крепления ка-
ната и~нарезание В них резьбы.
'{Технологический маршрут обработки более крупныхбарабанов,
заготовки для которых получают литьем в песчаные формы, вклю-
чает операцию разметки. Ее выполняют на разметочной плите
с установкой барабана на регулируемых призмах. За основную
базу при разметке принимают внутреннюю необрабатываемую
поверхность барабана. Определив положение осевой линии ба-
рабана, наносят на крестообразной вставке и на торцовых поверх-
ностях барабана две перпендикулярные риски, которые затем
выносят на наружную поверхность и прочерчивают по образу-
ющим на всей длине барабана. При разметке учитывают факти-
ческие припуски на обработку, имеющиеся разностенность и ко-
робление отливки и с учетом этих отклонений определяют наибо-
лее выгодное положение оси.
При обработке барабанов небольшой длины и при достаточно
точных заготовках удается избежать разметки и выверять не-
посредственно по поверхности отливки при обработке. Посадочные
отверстия для ступиц обрабатывают на горизонтально-расточ-
ном станке, последовательно с двух сторон, с поворотом стола
Рис. 2.27. Основные операции обработки крупных барабанов
63
- на 180°, при установке на двух регулируемых призмах с выверкой
по разметочным рискам (рис. 2.27).
Наружную поверхность барабана, включая и нарезание винто-
вых канавок для укладки каната, обрабатывают на токарном
станке. Отверстия в фланцах и на образующей барабана обраба-
тывают на радиально-сверлильном станке.
ВЫПОЛНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ И ИХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ
Расточная операция. При подготовке горизонтально-расточ-
ного станка для растачивания барабана регулируемые призмы
устанавливают на столе станка так, чтобы ось поворота стола и ось
шпинделя станка лежали в вертикальной плоскости, проходящей
через вершины обеих призм с точностью 0,15—0,2 мм. Выверкой
призм гарантируется требуемое положение оси барабана в вер-
тикальной плоскости; положение оси барабана в горизонтальной
плоскости обеспечивается также выверкой. Для этого с помощью
штанген-рейсмуса проверяют расстояние от плоскости стола до
осевой разметочной риски. Если 3Tip расстояния в концевых сече-
ниях барабана не равны между собой, то один конец барабана
поднимают или опускают, сближая или раздвигая плоскости
призмы путем поворота винта с правой и левой нарезками.
Если отливка не размечена, то расположение осей выверяют
по внутренней поверхности барабана также от плоскости стола.
В процессе проектирования расточной операции обработки
барабана на горизонтально-расточном станке необходимо выбрать
цепь и диаметр винта стяжки, при которых будет обеспечена
требуемая сила зажима. На рис. 2.28 показана схема такой уста-
новки барабана.
При растачивании отверстия возникает момент резания Л4,, =
= PJJ/2. Сила резания определяется по формулам резания [16].
Повороту заготовки под влиянием момента препятствуют
моменты трения поверхности заготовки с призмой и цепью.
При этом необходимо обеспечить условие
откуда сила зажима
/СИР
Сила Q создается натяже-
-г Q
нием цепи Т = -т——6  -, где
2 cos р/2
Рис. 2.28. Схема расчета зажимных
сил
64
Р — угол обхвата цепи -у = arctg -	; К — коэффициент надеж-
ности закрепления [7 ].
По силе натяжения цепи выбирают цепь (по ГОСТ 2319—70)
и номинальный диаметр винта стяжки d0 — с J/ Т1<з , где с — 1,4 —•
для метрической резьбы; о — допускаемое напряжение (для вин-
тов из стали 40 о = 8...10 кгс/мм2 = 80...100 МПа).
Момент, который несбходимо приложить к стяжке, определяют
по формуле
M = rnT tg(a-f-p),
где гср — средний радиус резьбы; а — угол подтема резьбы; р — угол трения
в резьбе.
При лсР ~ 0,454,: а = 2е 30'; р = 6°; М = 0,067574,.
По полученному моменту выбирают длину рукоятки I =
= MIP, где Р — усилие, прикладываемое рабочим при работе
с ручным зажимным устройством.
Токарные операции. Для обработки наружных поверхностей
с образованием винтовых канавок барабан устанавливают в па-
троне с опорой вторым концом на задний центр.
Если токарная операция является первой, деталь опирается
на центрирующий диск (грибковый центр), установленный во
вращающемся центре задней бабки. Если выточка под ступицу
обработана, то вместо центра используют приспособление типа
ступицы (фальш-ступица); иногда можно применить ступицу,
закрепляемую на барабане с помощью прижимов.
Наружную поверхность обрабатывают обычно за один рабо-
чий ход.
До нарезания винтовых канавок на поверхности барабана
протачивают четыре кольцевые риски глубиной 0,5 мм, определя-
ющие начало захода нарезок (расстояния от торцов), длину на-
резанных участков и средней ненарезанной части. Так как правая
и левая нарезки должны начинаться на одной образующей, на
. поверхности барабана (без его вращения) прочерчивается резцом
продольная риска путем продвижения суппорта вдоль направля-
ющих станка.
Нарезают канавки радиусным резцом с подачей, равной шагу
канавки за 5—10 рабочих ходов. Левую канавку обрабатывают
при вращении барабана против часовой стрелки. При радиусе
г > 30 мм нарезанию радиусным резцом предшествует предвари-
тельное нарезание правым и левым специальными резцами для
получения трапецеидального сечения канавки. Вследствие этого
число проходов радиусным резцом сокращается. За нарезанием
следует переход закругления гребня канавки с помощью спе-
циального резца. Качество выполнения токарной операции кон-
тролируют измерением диаметра по дну канавки, проверкой с по-
мощью шаблона профиля и шага канавки.
3 Косилова А. Г.	65
Рис. 2.29. Накладной кондуктор для барабана
Сверлильные операции. Отверстия для крепления ступиц обра-
батывают по 7—9-му квалитету с шероховатостью поверхности
2,5 мкм. Это требует обработки в три перехода — сверление,
зенкерование и развертывание. Отверстия обрабатывают по на-
кладному кондуктору с быстросменными втулками и со сменой
инструмента в быстросменном патроне.
Так как барабаны собираются со ступицами на чистых болтах
Н7	Л
по посадке , важно добиться совпадения отверстии в сопря-
гаемых деталях. Эта задача решается по-разному на различных
заводах и везде с большими трудностями.
Для повышения точности расположения отверстий для обеих
деталей применяют один и тот же («зеркальный») кондуктор. Этот
кондуктор имеет с одной стороны базу (выступ) для установки на
барабане, а с другой — выточку для установки на ступице.
Сменные втулки ставят в одни и те же постоянные втулки с той
или другой стороны кондуктора, что обеспечивает зеркальное
расположение отверстий.
В других случаях барабан и ступицу сверлят по отдельным
кондукторам, но оба кондуктора изготовляют одновременно,
согласовывая у них расположение кондукторных втулок по окруж-
ности и шаг,'.
На рис. 2.29 показан накладной кондуктор для барабана.
Кондуктор с помощью ручек 5 устанавливают на деталь, бази-
руясь по ней выступом на корпусе 4, и закрепляют тремя Г-образ-
ными прихватами 1, подводимыми к фланцу детали снизу.
С. помощью керна 6 наносят метку, определяющую положение
кондуктора при сверлении. Иногда вместо кернения для той же
цели кондуктор имеет втулку, через которую сверлится сигналь-
ное отверстие, определяющее положение сопрягаемых деталей
при сборке.
66
Во избежание смещения кондуктора по шагу применяют фикса-
тор <3, который ставят в постоянную втулку 2 и в первое просвер-
ленное отверстие. Таким образом соединяют кондуктор с деталью.
На некоторых заводах барабаны и ступицы по сопрягаемым
отверстиям обрабатывают совместно.
Характерно отметить, что в зубчатой ступице, изготовленной
из стального литья, и чугунком барабане отверстия после совме-
стного развертывания имеют разные размеры. Так, после совме-
стной обработки разверткой диаметром 17Zo,’o25 отверстие в чу-
гунном барабане соответствует полю допуска Н9, а в стальной
ступице требуемый размер получается лишь после дополнитель-
кого развертывания разверткой диаметром ифодз •
Расположение резьбовых отверстий для крепления троса на
наружной поверхности барабана относительно винтовой канавки
обеспечивается разметкой по шаблону: его радиусную выемку
совмещают с заходным участком винтовой канавки, а места свер-
ления размечают по отверстиям в шаблоне.
Крепежные отверстия барабана обрабатывают на радиально-
сверлильном станке. Эти операции осложняются необходимостью
переустановки крупногабаритных заготовок для обработки отдель-
ных групп отверстий. Для обработки отверстий во фланце под
ступицы барабан опускают в специально оборудованное рядом
с радиально-сверлильным станком углубление («приямок»), а для
обработки таких же отверстий в противолежащем фланце заго-
товку с помощью мостового крана перекантовывают на 180°. При
общей большой трудоемкости операции доля вспомогательного
времени в штучном возрастает до 60—70 %. Для снижения трудо-
емкости и облегчения труда применяют двух- и четырехместные
кантователи, с помощью которых, используя электромеханиче-
ский привод, детали поворачивают в требуемое для обработки
положение.
Обработка отверстий для крепления каната связана с поворо-
том кантователя на 90°; кроме того, необходимо открепить каждый
барабан и повернуть вокруг оси на угол, обеспечивающий смеще-
ние отверстий по дуге.
В мелкосерийном производстве эти отверстия обрабатывают на
сборке по разметке, сделанной по шаблону и при установке на
роликовой подставке.
2.7.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРАВЕРС
КРЮКОВЫХ ПОДВЕСОК
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Траверса является базовой деталью подвески. На двух соосно
расположенных цапфах траверса удерживаясь в щеках подвески,
имеет возможность поворачиваться вокруг оси цапф. В отверстии
3*	67
траверсы уста новлен подшипник крюка, ось которого должна быть
перпендикуля рна оси цапф и лежать в одной вертикальной пло-
скости с нею. Траверсы с длинными цапфами имеют осевые и ра-
диальные смазочные отверстия. Траверсы изготовляются методом
ковки из стали 45, иногда из стали 35; их подвергают нормализа-
ции до твердости НВ 163—212. Механические свойства материала
следует проверять, что обосновывается ответственным назначе-
нием траверс.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРАВЕРС В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
В серийном производстве заготовки траверс выполн я ют ся
методом горячей штамповки. Конструктивные формы траверсы
(рис. 2.30) имеют элементы вала (соосно расположённые цилин-
дрические цапфы). Это обусловливает включение в технологи-
ческий процесс операции подрезки торцев,- зацантравк-и и токар-
ной обработки цапф. Фрезерно-центровальную операцию выпол-
няют обычно на горизонтально-расточном стайке при установке
заготовки в призмах на поворотном столе со сменой инструмента.
На фрезерно-центровальном станке средняя^ЖСИВНая“часть за-
готовки не размещается. Возможна и раздельная обработка этих
поверхностей, когда торцы подрезают на горизонтально-фрезер-
ном станке с помощью торцовой фрезы в поворотном приспособле-
нии с призматическими установочными элементами, а зацентровку
выполняют на радиально-сверлильном станке при установке за-
готовок к боковой поверхности стола с ориентацией по предва-
рительно размеченной оси траверсы.
Токарная операция состоит из обработки цапф, прорезки
канавок за два установа в центрах; иногда целесообразно раз-
делить обработку на черновую й
чистовую. Отверстие и выточку
под подшипник крюка обра-
батывают также на токарном_
станке. Установка в'приспо-
соблении (рис. 2.31) обеспе-
чивает выполнение требова-
ний взаимного расположения
осей отверстия и цапф.
Заготовку обработанными
цапфами устанавливают на
две призмы 5, а плоскостью,
обращенной к приспособле-
нию, >на опирается на торец
фланцевой подпружиненной
втулки 4 и торцы двух шты-
рей 7, неподвижно соединен-
Рис. 2.30. Траверса крюковой под-
вески
63
пых с этой втулкой. Подпружиненная втулка 4, перемещаясь
в момент установки цапф на призмы по двум пальцам 6 парал-
лельно оси приспособления, выполняет роль подводимой опоры,
которая, не влияя на осевое положение детали, обеспечивает
выверку ее в угловом отношении для достижения требуемой пер-
пендикулярности оси расточенного отверстия к плоскости травер-
сы. Закрепляют деталь в призмах 5 одновременно по обеим цап-
фам прихватами 8, приводимыми в действие от пневмоцилиндра
движением тяги 1, через коромысло 3 и два связанных с ним
коромысла 2.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРАВЕРС В МЕЛКОСЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
В мелкосерийном производстве изготовляют наиболее крупно-
габаритные траверсы. Заготовки траверс получают методом сво-
бодной ковки с грубыми допусками и припусками. Технологи-
ческий маршрут обработки траверсы включает несколько разме-
точных операций. На первой операции разметкой проверяют
пригодность заготовки, наносят основные оси и точки располо-
жения центровых гнезд. После зацентровки и предварительной
69
Рис. 2.32. Установка траверсы на токарно-
карусельном станке
токарной обработки цапф делают
разметку под операции формообра-
зования — строгание плоскостей, ско-
сов и углов при многократной переус-
тановке заготовки. Затем выполняют
повторную зацентровку и оконча-
тельную токарную обработку цапф.
Отверстия под подшипник крюка
обрабатывают на токарно-карусель-
ном станке (рис. 2.32) с выверкой по
разметке (точки a, b, с, d).
Совмещение оси размеченного от-
верстия заготовки с осью вращения
стола станка достигается попарным:
перемещением кулачков 2 и 3 в на-
правлении а — с и b — d. Если при
повороте стола игла 1, установлен-
ная в резцедержавке, коснется каждой из этих точек, то соос-
ность достигнута. Равенством расстояний h от плоскости стола
до разметочной риски в любом месте заготовки проверяют правиль-
ность установки заготовки в вертикальной плоскости.
Затем следуют доделочные операции по формообразованию
детали.
Выполнение операций связано с приложением больших усилий
резания и соответственно больших зажимных усилий. Для облег-
чения труда и сокращения вспомогательного времени на уста-
новку тяжелых деталей винтовые зажимы заменяют автономно
действующими пневматическими, гидравлическими или комбини-
рованными зажимами.
На рис. 2.33 приведена конструктивная схема гидромехани-
ческой шайбы и схема ее использования при закреплении
заготовки на станке.
Длина участка h болта устанавливается заранее, и гайка
в процессе закрепления остается неподвижной. Надвинув при-
хват 2 на деталь /, приводят в действие гидромеханическую
шайбу, в результате чего из ее корпуса выдвигается поршень 3
и закрепляется заготовка.
В гидромеханической шайбе рабочая полость корпуса 1
над поршнем и подводящие каналы заполнены гидропластом 5;
при вращении винта 7 подается плунжер 6, который при выдви-
жении поршня 2 перемещает гидропласт в рабочую полость и рас-
ширяет ее. Выдавливанию гидропласта препятствуют уплотне-
ния 3 и 4.
При обработке траверсы на продольно-строгальном станке (опе-
рация 6) заготовку закрепляют одновременно четырьмя прихватами.
70
Определим пригодность для проектируемой операции гидро-
шайбы, которая по паспортным данным может развивать усилие
до 260 кН и имеет рабочее перемещение поршня 5 мм.
Деталь обрабатывают (рис. 2.34) одновременно с горизонталь-
ного суппорта и с вертикального суппорта при одинаковых усло-
виях: глубина резания t = 15 мм, s = 1,65 мм/дв. ход, v —
= 25 м/мин; обрабатываемый материал — сталь ов = 54 кгс/мм2 =
— 529 [ МПа. Действующие силы от резцов определяют по фор-
муле [16]
Р = cP'sW'K?.
При заданных условиях силы от первого и второго резцов одина-
ковы и равны:
Рг = ЗС0-15-1,65О’75 • 25-°'15(-^-)°'3й = 3603 кгс = 35,3 кН;
Ру = 243-150.9- 1,65°>6-25-0'3(4^-У'35== 1275 кгс = 12,5 кН;
Л = 339-15-1 65°.5-25-ол35 == 1604 кгс = 15,7 кН.
\ 75 /
71
Q
b	P
Рис. 2.34. Расчетные схемы к применению гидрошайбы
На рис. 2.34 приведены расчетные схемы. Силу зажима Q за-
готовки определяют по уравнению равновесия
QA + (Q +	= W iPl + (Py. + Pxi)\
где fi — коэффициент трения между зажимным устройством и заготовкой; f, —
коэффициент трения между опорами и заготовкой.
После преобразований с учетом равенства сил от обоих резцов
получим
Q (h + /2) = кр 4Р1 + (РУ + Рху - (Ру + рх) f2,
или
О   4Рг-Ь (Рy-j-Pл) 2 — (Ру -V Рх) f2 .
*	/1 + /2
Приняв fl = f2 = 0,2 и определив К = КоКзКъКзКьКъКв =
= 1,5-1,2-1,0-1,2-1,3-1,0-1,0 = 2,8, получим
п _ 2,81/4- 36032 + (1275 + 1604)2 — (1275 + 1604) 0,2 _
0,4
= 52879 кгс ^«528,8 кН.
Сила, приходящаяся на один прихват, 0.25Q = 13 220 кгс =
= 129,7 кН. Из схемы закрепления (см. рис. 2.34, б) одной гидро-
шайбой должна развиваться сила Р = Q,25QL/(L — /) = 13 220 X
X 400/250 = 21 152 кгс = 207,5 кН.
Таким образом, гидромеханическая шайба пригодна для рас-
сматриваемой операции. Определим диаметр винта и момент,
который необходимо приложить к нему для получения силы Р.
Из схемы видно, что Рг = PFi/F. Площадь поршня и плунжера
соответственно:
F2 = л/4 (О? - D*) = л/4( 152 - 72) = 138 см2;
Fr = nd2 4 = л • 22,4 = 3,14 см2.
С помощью винта на плунжере должна быть развита сила
Pt =	481 кгс 4>7кН.
1ио
72
Диаметр винта
d^cyPjo = 1,4/481/10 = 1,4-6,94 = 9,7 мм.
По конструктивным соображениям (диаметр плунжера dt =
= 20 мм) принимаем резьбу М24 и определяем момент, который
необходимо приложить к винту и по которому можно выбрать
длину рукоятки ключа:
/И, = 0,1 dPt + /= 0,1-2,4-481 Д- -
О
'  ’	। 0,15-481.2 tex	if? л тт
+ ——о-----= 164 кгс* см — 16,4 Н-м.
о
2.8.	ПРОИЗВОДСТВО ГРУЗОВЫХ КРЮКОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Крюки — основной вид грузозахватного устройства подъемно-
транспортных машин. Они могут быть однорогими или двурогими
и выполняются цельноковаными или собранными из нескольких
пластин листовой стали (пластинчатые крюки). ГОСТами опре-
делены технические требования к крюкам, как к деталям ответ-
ственного назначения; регламентируются условия контроля и
испытания крюков. Крюки проверяют по размерам, твердости
и механическим свойствам материала и испытывают на прочность.
Наиболее распространены кованые крюки, так как их используют
в машинах малой, средней и большой грузоподъемности.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОВАНЫХ КРЮКОВ
Кованые крюки имеют стержни диаметром от 14 до 195 мм
и зев соответственно от 20 до 320 мм.
Кованые крюки изготовляют из стали марки 20; допускается
изготовление из стали марки 20Г. Качество поковок крюков
должно соответствовать группе IV категории прочности КП 25
по ГОСТ 8479—70. Кованые крюки получают свободной ковкой
или горячей штамповкой; иногда целесообразно сочетать свобод-
ную ковку на стадии изготовления стержня и предварительной
гибки с окончательным оформлением крюка в штампе.
Поковки крюков подвергаются термической обработке — от-
жигу (твердость НВ 95... 135). Хвостовую часть для образцов
отрезают дисковой пилой и отправляют в лабораторию для испы-
таний.
Требования к крюкам оказывают влияние и на технологию
их изготовления. Так, при изготовлении крюков не допускается
применять сварку, а также заварку или заделку дефектов на крю-
ках. Поковки крюков должны быть нормализованы и очищены
73
от окалины; поковка должна иметь удлиненную хвостовую часть,
которую отрезают при изготовлении образцов для механических
испытаний.
Механической обработке подвергается только хвостовой уча-
сток стержня крюка (рис. 2.35). Его обрабатывают по 12-му ква-
литету. Резьбу выполняют по 3-му классу точности, она должна
быть чистая, без заусенцев, сорванных ниток, подрезов и вмятин.
Основным требованием при изготовлении крюка является
расположение точки центра зева на осевой линии стержня (от-
клонение до +4 мм). Возможность обеспечения этого требования
проверяют при разметке поковки крюка.
Разметкой (операция 1) находят место наивыгоднейшего поло-
жения оси стержня, при котором центр О зева крюка~~располо-
жится возможно ближе к 'этой оси. Вначал’е разметки измеряют
диаметр d стержня в двух сечениях по длине и фактический диа-
метр зева. Устанавливая крюк в призму, добиваются горизон-
тального расположения оси стержня, компенсируя при необходи-
мости погрешности формы стержня с помощью подкладок. Пра-
74
вильность установки определяют одинаковостью расстояний hpi h2
от плиты до оси стержня в сечения А—А и Б—Б. Размер /ц опре-
деляют измерением расстояния от плиты до верхней образующей
стержня в обоих сечениях при известных размерах d в тех же
сечениях.
Измерив размер с и зная г, определяют h2 от плоскости до
точки центра зева. Если /i2 = hY (с учетом допуска ±4 мм), то
осевые выносятся на образующие стержня, боковые и торцовые
поверхности и прочерчиваются по всей длине крюка с обеих сто-
рон. Точки зацентровки крюка определяют после такой же раз-
метки в другой плоскости, в процессе которой определяют поло-
жение оси стержня с учетом фактических размеров стержня в се-
чениях А—А и Б—Б в новом положении крюка.
При разметке двурогот-крюка обеспечивается симметричность .
расположения центров обоих зевов крюка относительно
стержня, а также перпендикулярность оси стержня к линии, со-
единяющей точки центров зевов. Последнее условие обеспечи-
вается проверкой расстояний нижних точек зевов от плиты при
вертикальном расположении стержня крюка в призме, устано-
вленной на угольнике. Положение центра у крюков малых раз-
меров, полученных горячей штамповкой, размечают по шаблону.
Зацентровку крупных крюков выполняют на горизонтально-
расточном станке при установке с выверкой в регулируемых
призмах, с "обеих стормПпоследовательно, с поворотом стола.
Более мелкие крюки устанавливают к боковой стороне стола ра-
диально-сверлильного станка, иногда с применением подставки
или другого приспособления. Центровое гнездо в стержне обра-
батывают у всех крюков. Центровое гнездо на нижней радиусной
поверхности крюка не обрабатывают у крюков малых размеров
при достаточно точно выполненных заготовках и применении
специальных приспособлений для обработки стержня, т. е. когда
достаточно точная установка по осевой крюка на токарной опера-
ции возможна без опоры на переднем центре.
Токарная обработка включает обтачивание стержня, проточку
каиаБк’и и нарезание резьбы~~й выполняется в специальном при-
способлении^ Крюк своим зевом устанавливают на палец 1, на-
правляется он стержневой частью с помощью призмы 2 и концом
опирается на задний центр 3 станка.
Крюки большого размера устанавливают в центрах обычно
с закреплением двумя кулачками четырехкулачкового патрона
за щеки. Мелкие крюки в крупносерийном производстве (напри-
мер, для электроталей) для обработки хвостовика вставляют
трапецеидальной частью в трапецеидальный паз специальной
планшайбы и поджимают задним центром.
Крюк испытывают на прочность под статической нагрузкой,
превышающей максимально допустимую грузоподъемность на
25 % в течение 10 мин; после снятия нагрузки проверяют ви-
зуально отсутствие трещин и надрывов. Отсутствие остаточных
75
деформаций определяют замером расстояния между двумя отмет-
ками, нанесенными кернером на носике и стержне крюка до и после:
испытания собранной крюковой подвески.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТИНЧАТЫХ КРЮКОВ
Пластинчатые крюки применяют для машин большой грузо-
подъемности (более 37 т). Наиболее распространены двурогие-
крюки. Их масса 1200—6900 кг, общая длина от 1300 до 2585 мм,
ширина от 1300 до 2600 мм, а толщина пакета от 150 до 240 мм.
Пластинчатый крюк представляет собой узел, собранный из.
нескольких пластин, втулки проушины, накладок зева и за-
клепок.
Пакет крюка собран из пластин, вырезанных методом копирной
резки из тщательно выправленного листа; при этом вертикальная
ось каждой пластины должна быть расположена вдоль волокон
проката. Процесс изготовления пакета крюка под обработку
включает ряд технологических операций.
На слесарно-сборочной операции — сборка пластин в пакет;
их выравнивают по контуру так, чтобы смещение листов не пре-
вышало 1,5 мм, и плотно стягивают в нескольких местах струб-
цинами. Пакеты наиболее крупных крюков дополнительно фикси-
руют путем прихватки пластин сваркой в нескольких местах по-
контуру. На одной стороне пакета размечают отверстия под за-
клепки по шаблону, ориентируемому по контуру крюка.
Затем на радиально-сверлильном станке сверлят отверстия
под заклепки с глубокой зенковкой с двух сторон под головки
заклепок.
На слесарной операции выполняют разделку пластин под
сварку на указанных в чертеже участках (по концам рогов и
в верхней радиусной части проушины) с помощью пневматиче-
ского зубила, а затем — клепку пакета пневматическим молотком
с поддержкой закладной головки. После остывания пакета го-
ловки заклепок зачищают зубилом и напильником заподлицо
с пластиной. Пластины сваривают в местах разделки кромок
у рогов и проушины в несколько проходов. Во избежание местной
концентрации тепла швы накладывают короткими участками
в разных местах. После сварки швы зачищают заподлицо с пла-
стинами по их контуру.
Механической обработке подвергаются отверстия в проушине,
цилиндрические участки поверхностей зева и фасонные выемки
у обоих рогов в наружных листах пакета для установки накладок
крюка. У крупногабаритных крюков при грубо выполненных
пластинах возможны фрезерование или зачистка с помощью фрезы
пакета по всему контуру или на отдельных его участках. Обра-
ботке предшествует разметка: ось отверстия в проушине должна
лежать в вертикальной плоскости симметрии крюка, а оси радиус-
ных расточек в зевах должны быть параллельны ей и лежать на
линии, перпендикулярной оси крюка.
76
a)	5)
Рис. 2.36. Установка пакета пластинчатого крюка на горизонтально-расточном
станке:
а — на угольнике; б — в приспособлении
Растачивание отверстий в проушине диаметром 130 Н9 и две
выточки диаметром 280 НИ в зевах выполняются на горизон-
тально-расточном станке при установке пакета в приспособлении
типа угольника и с выверкой по разметке (рис. 2.36).
Вертикальная ось крюка должна располагаться отвесно, тогда
линия, соединяющая центра выточек зева, будет горизонтальна;
для этого во время выверки пакет подклинивают снизу, и от
плоскости стола проверяют одинаковость расстояния h до раз-
меточной риски, соединяющей центра отверстий зева у ее концов.
При обработке в специальном приспособлении пакет крюка
закрепляют с помощью двух пневматических цилиндров. Вер-
тикальная ось крюка расположена горизонтально и служит вы-
верочной базой при установке (контролируется на параллельность
ее плоскости стола станка).
Расточную операцию в любом варианте выполняют со сменой
инструмента. Отверстие в проушине вначале разделывают с по-
мощью фрезы, так как отверстия, прошитые в пластинах, имеют
значительные смещения относительно друг друга. Затем отверстие
растачивают. В оправке для окончательного растачивания отвер-
стия 130 Н9 резец регулируют на размер в индикаторном при-
способлении. Следует обращать внимание на тщательную обра-
ботку фасок в проушине. После растачивания резцом радиусных
поверхностей в зевах шпиндель станка оснащается фрезой для
обработки линий перехода к необрабатываемым участкам стебля
крюка и рогов. Ось шпинделя совмещают с осями каждого из трех
отверстий по разметке, что определяет точность их расположения
не выше +0,25 мм. Далее размечают и фрезеруют выемки в пло-
скостях пакета вблизи зевов для установки накладок крюка.
Фрезерование этих поверхностей прилегания накладок возможно
на двухкоординатном фрезерно-копировальном станке по копиру,
без разметки.
Сборка пластинчатого крюка включает запрессовку втулки
в проушину крюка и установку накладок в зевы в области расто-
ченных по диаметру 280 мм участков с ориентацией по фрезеро-
ванному контуру и фиксацией осью.
77
2.9.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАНАТНЫХ БЛОКОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Блок — конструктивно несложная деталь. С наибольшей точ-
ностью обдаб^5ва^--0¥верстаье_для подшипников. Поверхность
ручья обрабатывают по 11-му квалитету и с шероховатостью
Rz 20 мкм.
Блок может иметь на внутренней поверхности посадочного
отверстия канавку для пружинного кольца, определяющего осе-
вое положение подшипников качения. На торцовых поверхностях
ступицы делают канавки прямоугольного сечения, обрабатывают
резьбовые отверстия для крепления крышки, делают смазочные
отверстия.
Диапазон размеров применяемых блоков широк: от блоков
диаметром 80 мм, применяемых в талях, и до 1800—2000 мм в кра-
нах большой грузоподъемности.
Заготовки блоков выполняют преимущественно.методом литья,
иногда штампованными (при малых размерах), иногда сварными.
Литые блоки для кранов с тяжелым режимом работы изготовляют
из стали 35Л и 25Л; для кранов с легким и средним режимами
работы используют серый чугун МЧ12-28, СЧ18-36 или СЧ28-48.
Отливки выполняют по III классу точности по ГОСТ 1855—55.
Отливки подвергают термической обработке —нормализации.
Блоки ‘формуют в горизбнтОШ5КГТГоложении' с' разъемом
формы по верхней торцовой плоскости; ручей блока образуется
одним кольцевым стержнем. В крупносерийном производстве
блоки небольших размеров целесообразно отливать в кокиль
с оформлением ручья и отверстия в песчаных стержнях.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА БЛОКОВ
Для формообразования блока требуются две операции,, обра-
ботки на уокарно-карусельных, Токардо-револъверных .или токар-
ных станках?'"при наличии отверстий (смазочные, для крепления
крышек или для транспортировки) вводят сверлильную операцию.
На рис. 2.37 показана схема токарно-карусельной операции его
обработки. Блок обрабатывают за два установа. Отверстие и_т_орды
ступищы__обрабатывают с~~рёвольверпо~и~головки станка, а обод
иручей — с_суппорта. Посадочное отверстие для шар_икоподшип-
ника растачиваютг"в~два перехода и окончательно обрабатывают
плавающей разверткой. Отдельные технологические переходы,
выполняемые с головки и с суппорта, совмещаются во времени.
Блоки диаметром до 350 —400 мм обрабатывают за две операции.
С помощью шаблона контролируют профиль ручья и симметрич-
ность его расположения относительно торцовых поверхностей,
а также диаметральный размер блока, измеряемый по дну ручья.
При большом объеме годового выпуска блоков трудоемкость
изготовления может быть значительно снижена. Так, в стро-
78
ительно-дорожном машиностроении в результате унификации
конструкций удалось резко увеличить объем выпуска блоков
с наружным диаметром 260 мм и с отверстием диаметром ПОтб
и применить автоматическую линию производительностью 230 тыс.
блоков в год.
Отливка блока, полученная литьем в кокиль с песчаными
стержнями, отличается относительно высокой стабильностью раз-
меров. Точное литье позволило устранить механическую обра-
ботку рабочих поверхностей канатного ручья.
На рис. 2.38 показана схема механической обработки блока
на автоматической линии. Обработку ведут в трех позициях авто-
матической линии, состоящей из трех универсальных станков.
В позиции I на токарно-револьверном станке растачивают
отверстие под развертывание и снимают фаску в отверстии с одной
стороны.
В позиции II на токарном станке обрабатывают обод до диа-
метра 264 мм, торцы ступицы и обода до размеров 40 и 38 мм
по ширине и снимают фаску в отверстии с другой стороны.
В позиции III на токарно-револьверном станке выполняют
развертывание отверстия плавающей разверткой до диаметра
110m 6.
В позиции I деталь устанавливают в трехкулачковом патроне
со специальными кулачками, опирающимися по дну канатного
79
Момент
установки
<1>иот
Рис. 2.38. Обработка блока диаметром 260 мм на автоматической линии
ручья. В позиции II блок устанавливают на пневматической плун-
жерной оправке 1 по отверстию так, что остаются доступными
для обработки все поверхности, подлежащие обработке. Пере-
мещение блока в осевом направлении при установке ограничи-
вается упором его торца в торец Т подвижной втулки 2 (момент
установки), которая при зажиме отходит от детали, освобождая
для обработки ее левую торцовую часть (момент обработки в по-
зиции II).
Торцы подрезают при поперечной подаче; при этом резцедер-
жавка 4 с помощью пружины 6 все время поджимается боковой
стороной к ролику 5. Фаску в отверстии с левой стороны снимают
подрезным резцом 3 в момент, когда ролик 5 западает в выемку
и державка получает качательноэ движение. Резцы для обтачи-
вания обода выполняют эти переходы при дальнейшем продвиже-
нии суппорта с державкой перпендикулярно оси вращения блока.
В позиции III блок устанавливают в трехкулачковом пневма-
тическом патроне за обработанную часть обода и по обработанному
торцу.
Автоматическая линия кроме трех универсальных станков
включает ряд механизмов, выполняющих функции транспорти-
ровки, установки и снятия детали 181.
80
Основными механизмами автоматической линии являются
транспортер для передачи заготовок и механические руки, кото-
рые снимают заготовки с транспортера и устанавливают их в при-
способления станков, а также выполняют приемы съема заготовок
и укладки на транспортер.
В момент, когда на всех станках закончился процесс закре-
пления заготовок и механические руки отошли в исходное поло-
жение, включаются станки. Схема обработки: быстрый подвод
инструмента —рабочая подача —-быстрый отвод инстру-
мента — остановка станка.
При обработке блоков по обычной технологии трудоемкость
составляла 21 мин, что требовало четыре станка в две смены
(8 рабочих). Автоматическая линия выдает готовый блок через
каждые 2 мин и обслуживается одним рабочим.
2.10.	ПРОИЗВОДСТВО КОРПУСОВ
УГЛОВЫХ БУКС
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Буксы служат для установки опор ходовых колес кранов и
крановых тележек и крепления их к мостам и рамам. Наиболее
распространены угловые неразъемные буксы типа показанной
на рис. 2. 9. Отверстие под подшипник качения обрабатывают по
7-му квалитету. Пазы в лапах букс служат для установки на вы-
ступах рамы и, таким образом, являются ее конструкторскими
базами. Боковые поверхности пазов на обеих лапах буксы должны
лежать в одной плоскости (отклонение до 0,1 мм на длине паза),
быть перпендикулярны оси посадочного отверстия (отклонение
до 0,03 на длине 100 мм) и быть взаимно перпендикулярны (от-
клонение 0,02—0,03 на 100 мм); пазы должны быть симметрично
расположены относительно торцов буксы под крышки. Ширину
паза обрабатывают по посадке НИ, а иногда по посадке Н9.
Штампованная заготовка соответствует III группе точности
по ГОСТ 7505—74. По техническим условиям допускается ко-
робление заготовки до 2 мм на всей длине, смещение штампов
также до 2 мм. Заготовки получают при литье в песчаные формы
с отклонениями размеров пб ГГТ'классу точности (ГОСТ 2009—55).
Буксы небольших размеров отливают в двухместных формах.
Угловые буксы разных размеров имеют одинаковую конфигу-
рацию; наиболее широко используются буксы с отверстием диа-
метром от 160 до 380 мм, размером стороны от 250 до 600 мм и ши-
риной от 70 до 160 мм. Масса деталей от 12—15 до 100—ПО кг.
Высокая степень унификации конструкций букс и их поверхностей
дает возможность унификации технологических процессов и раз-
работки переналаживаемых приспособлений, организации поточ-
81
Рис. 2.39. Корпус угловой буксы:
а — деталь; б — заготовка
ных линий; для определенной размерной группы букс ставится
вопрос о специализированном производстве для удовлетворения
потребностей нескольких заводов.
Технологические процессы изготовления корпусов букс раз-
работаны в нескольких вариантах для различных программ
годового выпуска.
82
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ БУКС В СЕРИЙНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Годовой выпуск с учетом некоторого количества запасных
частей достигает на заводе серийного производства кранов 8 —
10 тыс. букс. Технологический процесс изготовления букс харак-
теризуется хорошей оснащенностью универсально-наладочными
приспособлениями и наладками.
На рис. 2.40 показаны основные операции обработки угловой
буксы.
На токарно-карусельной операции заготовку устанавливают
в приспособлении, базируясь по торцовой плоскости и плоскостям
обеих лап; закрепляют заготовку качающимся призматическим
прихватом от гидроцилиндра (вид ц). Как прихват, так и не-
подвижные опоры для лап имеют поднутрение, которое при на-
личии штамповочного уклона обеспечивает прижим заготовки
к опорной базе. При первом установе выполняют черновую и
получистовую обработку отверстия и подрезают в размер один
торец.
При втором установе — чистовое растачивание с припуском
под алмазное, подрезают второй торец в окончательный размер по
ширине буксы. На этом торце резцом наносят кольцевую риску,
обозначающую его как базу для сборки.
Пазы обрабатывают на специализированном горизонтально-
фрезерном станке концевой фрезой (вид б). Заготовку устанавли-
вают отверстием и торцовой плоскостью на подставку 3 приспо-
собления и поворотом доводят плоскость лапы до упора 1 (по-
зиция /).
Закрепляют заготовку тремя прихватами, действующими в трех
точках верхней торцовой поверхности буксы. Прихваты под-
водятся штоком вертикального гидроцилиндра. Наклонные пазы
в прихватах при осевом перемещении автоматически отклоняют
прихваты, подводят к торцу при зажиме и отводят в зону отвер-
стия для снятия и установки заготовки.
Для обработки второго паза заготовка действием горизонталь-
ного гидроцилиндра поворачивается вместе с верхней частью
приспособления на 90° до соприкосновения плоскости-другой лапы
с упором 2 (позиция //).
Приспособление снабжено установом 4 для фрезы, обеспечива-
ющим симметричное расположение паза относительно торцов
буксы. Фрезу 6 устанавливают с помощью двух щупов 5 в диа-
метральной плоскости и щупа для обеспечения расстояния дна
паза от оси отверстия (по глубине). Паз обрабатывают за один
проход. Установ 4 своими поверхностями соприкосновения со
щупами соответственно ориентирован от выступа и плоскости
подставки 3 приспособления, по которым базируется заготовка.
Два отверстия в лапах для крепления обрабатывают на радиаль-
но-сверлильном станке в четырехместном приспособлении — канто-
83
Z untiDdaun	, ,,nh. .
u	J. anhodaug
Рис. 2.40. Обработка угловой буксы в серийном производстве
84
вателе, смонтированном на универсальных поворотных стойках:
(видв). Детали устанавливают пазами на планках 1 приспособления
в угол и закрепляют попарно двумя качающимися прихватами,
смонтированными в одной пластине 3, действующей от тяги 2.
Операцию выполняют со сменой инструмента при четырех поло-
жениях кантователя (I—IV). Кондукторные втулки 4 устано-
влены неподвижно, так как цекование выполняется с другой сто-
роны детали. Поворот кантователя и угловая фиксация обеспечи-
ваются поворотной стойкой.
Алмазно-расточную операцию по окончательной обработке^
отверстия под подшипник выполняют резцом с пластинкой Т30К4,
точно установленным в борштанге на требуемом радиусе с по-
мощью индикаторного приспособления вне станка; припуск на.
обработку 0,2 мм на сторону. Деталь устанавливают пазами
в угол и закрепляют по торцам.
Для крепления крышек сверлят восемь отверстий. Много-
шпиндельная сверлильная головка несет на себе кондукторную-
плиту. Закрепляют заготовку при поджиме к упору, а также
пружинами кондукторной плиты.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ БУКС В МЕЛКОСЕРИЙНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
При изготовлении букс малыми сериями технологический про-
цесс существенно изменяется, а трудоемкость обработки для
аналогичной по размерам буксы возрастает в 5—7 раз.
Обработке буксы предшествует разметка. Плоскости лап,
пазов и отверстий обрабатывают на горизонтально-расточном
станке с поворотным столом, без применения специального при-
способления. Операция выполняется с многократной сменой:
инструмента и поворотом стола.
При установке, ориентируясь по разметочнымГрискам, пло-
скость одной из лап располагают параллельно направлению по-
перечного движения стола, а после обработки этой плоскости за
два перехода стол станка с деталью поворачивают на 90° для
обработки плоскости второй лапы. Пазы обрабатывают после
замены фрезы. Их вначале прорезают, а затем обрабатывают раз-
дельно стороны, при этом обеспечивается обработка по 9-му ква-
литету.
Для обработки отверстий в лапах фрезу в шпинделе станка
заменяют сверлом, а на деталь устанавливают накладной угловой
кондуктор; он базируется по боковым поверхностям обоих пазов
и закрепляется двумя парами винтов на заготовке.
Для окончательной обработки отверстия по 7-му квалитету
буксу устанавливают в приспособлении (рис. 2.41), ориентируя
пазами по двум планкам 3 аналогично установке в собранном
узле. Подпружиненные прихваты 2 поджимают буксу к одной
стороне обоих пазов, исключая ее перекос благодаря зазору по-
85-
Рис. 2.41. Приспособление для
токарно-карусельной операций
обработки буксы
садки, и ее закрепляют
болтами 1. Приспособле-
ние ориентируется на стан-
ке выступом 4. При изго-
товлении приспособления
должно быть обеспечено
расположение поверхнос-
тей Р у обеих [планок в
одной плоскости, парал-
лельной плоскости Д план-
шайбы. Плоскости Л и М
должны образовывать пря-
мой угол.
Отверстия для крышки
и нарезание резьбы вы-
полняют на радиально-
сверлильном станке с при-
менением накладного кон-
дуктора.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОИЗВОДСТВО КОРПУСОВ БУКС]
При объеме годового выпуска 50—80 тыс. корпусов букс соз-
дается поточное производство. В этих условиях целесообразен
более высокий уровень технологического процесса: многоместные
многоинструментальные схемы построения операций реализуются
на высокопроизводительном универсальном, специально нала-
женном оборудовании и на специальных агрегатных станках.
Один из вариантов технологического процесса включает шесть
операций.
Предварительную обработку основного отверстия, подрезку
торцовых плоскостей, сверление группы отверстий для крепления
крышек (первая операция) выполняют на шестипозиционном вер-
тикальном полуавтомате при двухцикловой наладке. Специфич-
ным является включение в операцию обработки внецентренно-
расположенных отверстий. Сверлят эти отверстия многошпин-
дельной сверлильной головкой, установленной в соответствующей
позиции станка. Для этого многошпиндельная головка жестко
связана с обрабатываемой заготовкой и, вращаясь вместе с ней,
сверлит отверстия, расположенные по окружности заданного
радиуса. Учитывая некоторую сложность этого перехода, его
выполнение может быть включено в состав третьей операции.
Три последующие операции выполняют на агрегатных станках
(рис. 2.42). На второй операции применяют трехшпиндельный
36
Рис. 2.42. Схемы обработки корпуса буксы в специализированном производствен
а — на трехшпиндельном агрегатном фрезерно-сверлильном станке; б — на двухшпнн—
дельном агрегатно-фрезерном станке; в — на протяжном станке
агрегатный станок с поворотным столом (вид а). С фрезерной
агрегатной головки 1 обрабатываются плоскости лап последова-
тельно у двух букс, а с двухшпиндельной агрегатной сверлиль-
ной головки 2 сверлятся отверстия в лапах двух букс.
В схеме обработки удачно используется конфигурация буксы:,
при установке по четыре буксы лапы букс образуют квадрат и при
четырехкратном повороте на 90° стола обрабатываются все за-
готовки. Станок работает в полуавтоматическом цикле; рабочие-
и холостые ходы головок синхронизированы, стол при отходе
головок автоматически поворачивается, включая движение по-
дачи головок для следующего цикла.
На третьей операции фрезеруют площадки под болты у лап
на агрегатно-фрезерном двухшпиндельном станке с поворотным
столом (вид б); при аналогично предыдущей схеме построения
операции обрабатывают дисковыми фрезами все площадки у четы-
рех букс.
На четвертой операции предварительно обрабатывают пазы
в лапах буксы на двухшпиндельном агрегатно-фрезерном станке
при установке четырех заготовок на поворотном столе (аналогично
первой операции).
Чистовую обработку пазов в лапах по посадке Н9 (пятая опе-
рация) выполняют на горизонтально-протяжном станке за два
последовательно выполняемых технологических перехода с про-
межуточным поворотом заготовки вокруг оси 0 на 90° (вид в).
87
При точности обработки паза по НИ и рационально построенных
операциях фрезерования лап и пазов (вторая и четвертая опера-
ции) надобность в протягивании паза может отпасть.
Окончательную обработку отверстия буксы под подшипник по
посадке Н7 (шестая операция) выполняют на алмазно-расточном
•станке или на горизонтально-протяжном (при относительно малом
диаметре обрабатываемого отверстия).
Сравнивая варианты обработки корпусов букс, можно видеть
решающее воздействие объема годового выпуска на построение
технологических процессов, их оснащенность и трудоемкость.
2.11.	обработка ходовых колес
КРАНОВ И ТЕЛЕЖЕК
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕрГРЕБОВАНИЯ
Ходовые колеса служат для передвижения ПТМ всех видов,
их тележек, кареток и поворотных устройств. Они являются
тяжелонагруженными и быстроизнашиваемыми деталями.
Ходовые колеса выполняют двухребордными, одноребордными
или без реборд, с поверхностью катания цилиндрической, конус-
ной или радиусной формы. Диаметральные размеры колес нахо-
дятся в пределах от 90—100 мм (для электроталей) и до 1200 —
1400 мм (для мостовых кранов большой грузоподъемности).
Посадочные отверстия колес обрабатывают по 9-му квалитету,
а поверхности катания—по 11-му. Радиальное биение поверх-
ности катания колеса относительно оси отверстия не должно
превышать 0,15—0,25 мм, а торцовое биение обода —0,3—0,5 мм
на его диаметре.
Приводные колеса имеют шпоночный паз для соединения
с осью колеса, а иногда и резьбовые отверстия в торце ступицы
для крепления зубчатого колеса механизма передвижения.
Для кранов тяжелого (Т) и весьма тяжелого (ВТ) режимов
работы предусматривается термическая обработка, обеспечива-
ющая твердость НВ 269...321. Для кранов легкого (Л) и среднего
(С) режимов требуется твердость НВ 170...228, которая дости-
гается при нормализации.
Для колес кранов и тележек мостовых кранов применяют
штампованные и цельнокатаные заготовки из стали 75, 65Г или
литые из сталей ст. 55Л-П. Колеса менее нагруженных машин
(катки козловых кранов, бегунки опорно-поворотных устройств
портальных кранов и колеса талей) изготовляют из стали 45.
Цельнокатаные колеса качественно выше литых и штампован-
ных; сроки их службы при всех режимах работы кранов в 1,5 раза
больше, чем у штампованных колес (например, при тяжелом ре-
жиме он составляет четыре года вместо двух с половиной лет для
штампованных).
 88
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХОДОВЫХ КОЛЕС КРАНОВ
Технологические процессы обработки крупных крановых колес
зависят от вида применяемой заготовки. Штампованные заготовки
выполняют без реборд и не всегда со сквозным центральным отвер-
стием. На поверхности катания из-за штамповочных уклонов-
и отсутствия реборд толщина снимаемого при обработке слоя до-
стигает 30—40 мм, а выполнение в заготовке углублений в сту-
пице вместо сквозного отверстия требует введения операции
высверливания перемычки в отверстии; это повышает трудоемкость
обработки и снижает коэффициент использования материала.
Большие припуски и необходимость в переустановках приводят
к разделению обдирочных и черновых операций и обработке
отдельных участков обода при нескольких установках в каждой,
операции.
Цельнокатаные заготовки выполняются с ребордами и сквоз-
ным центральным отверстием, что обеспечивает снижение расхода
материала и трудоемкости обработки. Их изготовляют на метал-
лургическом заводе на специальной установке. Исходная заго-
товка после нагревания проходит последовательно несколько
формообразующих операций: получение диска с отверстием путем
осаживания на прессе и прошивки отверстия; формовку заготовки
в области ступицы на формовочном прессе; прокатывание заго-
товки на колесопрокатном стане при помощи нескольких валков
и роликов различного назначения: коренной фасонный валок фор-
мирует поверхность катания и реборды; два наклонных фасонных
валка образуют внутреннюю поверхность обода и диск; два ролика
являются нажимными, два —направляющими.
Цельнокатаные заготовки изготовляют со следующими откло-
нениями размеров: наружные размеры обода —с допуском 15 мм;,
ширина колеса (размеры ступицы) 5 мм; биение оси центрального от-
верстия относительно круга катания 8 мм; отверстие получается
конусным с разницей диаметров 10 мм на ширине колеса (165 мм).
Наиболее характерен следующий технологический маршрут
обработки ходовых колес при наличии у заготовки центральнога-
сквозного и транспортных отверстий в дисках. До термической:
обработки выполняют две токарно-карусельные операции пред-
варительной обработки колеса с обеих сторон. На первой операции
предварительно обрабатывают торец, реборду и поверхность обода.
При подрезке торца выдерживают размер от диска колеса; скосы
у реборд выполняют при повороте суппорта на нужный угол.
Заготовку устанавливают на мерные столбики (с выверкой) и за-
крепляют в четырехкулачковой планшайбе на ширине реборды.
На второй операции ведут предварительную обработку колеса,
с другой стороны: подрезают второй торец в размер ширины колеса
(с припуском 2 мм), обрабатывают поверхность второй реборды.
Устанавливают колесо на комплект мерных подкладок и закре-
пляют в четырехкулачковой планшайбе.
89»
Далее ходовое колесо подвергают термической обработке
с целью повышения износостойкости и прочности поверхностного
слоя. Поверхностная закалка колес не обеспечивает требуемого
качества, так как в условиях больших контактных нагрузок твер-
дый слой толщиной 3—5 мм с относительно мягкой сердцевиной
продавливается и растрескивается.
Применяемая для колес кранов термическая обработка заклю-
чается в полном объемном прогреве колеса до температуры за-
калки и охлаждении в воде только рабочей поверхности (обода)
в процессе вращения колеса. При таком методе у колеса диаметром
свыше 500 мм на глубину 30—40 мм от поверхности образуется
сорбитная структура с твердостью НВ 300...360 при плавном пере-
ходе (не более 20 ед. на 10 мм толщины обода) к нормальной
твердости незакаленного материала. Вследствие различных усло-
вий охлаждения твердость на поверхности катания достигает
НВ 300...350, а на ребордах —НВ 320...360.
Для колес диаметром 320—500 мм рекомендуется глубина слоя
20 мм и при диаметре 160—200 мм глубина слоя 15 мм. Учитывая
характер структурных превращений, этот метод термообработки
назвали сорбитизацией колес. Технологические процессы сорби-
тизации определяются материалом и размерами колес. Они учи-
тывают заводские особенности и поэтому несколько отличаются
друг от друга.
Например, ходовые колеса диаметром 700 мм из стали 55Л об-
рабатывают по следующему технологическому процессу.
Колеса укладывают на выдвижную тележку, которую с по-
мощью приводного тягового цепного механизма закатывают в га-
зовую печь с контролируемой температурой. Садка колес нагре-
вается до температуры 840—860 °C в течение 2 ч. При этом поверх-
ности колес защищаются листовым железом от непосредственного
воздействия пламени форсунок. После выдержки при температуре
850 + 20 °C тележка выкатывается из печи.
Колесо с помощью кран-балки и специального захвата пере-
носится в сорбитизационную установку, кладется на вращаю-
щийся валок при погружении в воду на 0,5 толщины обода и вра-
щается в течение установленного времени (от 1,5 мин для колеса
диаметром 500 мм до 4,5 мин для колеса диаметром 1000 мм) при
частоте вращения п - 25...35 об/мин. Затем колесо загружается
в электропечь для отпуска при Т = 480 ... 520 °C в течение 3—4 ч.
Установка для термической обработки колеса (рис. 2.43) преду-
сматривает одновременную обработку двух колес. Она состоит из
ванны 4 с системой циркуляции воды, двух опорных роликов 5, си-
дящих на валу 3, приводимом во вращение от электродвигателя 1
через редуктор 2, двух пар направляющих роликов 6 и суппорт-
ных устройств 7 для регулирования на размер колеса. Нагретое
колесо опускают на опорный ролик, при этом погружают в воду
до половины толщины обода и вращают в течение установленного
времени.
:30
Рис. 2.43. Установка для термической обработки
ходового колеса крана
После термической обработки на токарно-карусельном станке*
выполняют чистовую обработку торцов, поверхности обода, ско-
сов и радиусов реборды, посадочного отверстия; торцы обода
с другой стороны обрабатывают при втором установе. В данной
операции выполняют около 20 технологических переходов.
Далее следует протягивание шпоночного паза при установке на
адаптере с опорой на базовый торец, обработанный окончательно'
при одном установе с обработкой посадочного отверстия.
В мелкосерийном производстве крупных колес шпоночный паз
размечается, а затем долбится на долбежном станке.
Шпоночный паз проверяют по размерам, а также на отсутствие
перекоса (непараллельности) боковых поверхностей паза к оси от-
верстия.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХОДОВЫХ КОЛЕС КРАНОВЫХ ТЕЛЕЖЕК
Операции формообразования двухребордного ходового колеса
диаметром 300 мм требуют много времени, так как штампованная
заготовка выполнена по размеру реборд без выемки, и с учетом
штамповочных уклонов, напуск на ободе составляет 15—20 мм на
сторону, а в отверстии — 10—15 мм.
В крупносерийном производстве токарную обработку ведут на
вертикальном шестипозиционном полуавтомате при эффективном
совмещении переходов во времени. Окончательно обрабатывают
торцы обода и ступицы с одной стороны и поверхность обода па
одной реборде.
Затем на токарном станке при установке в патроне по обрабо-
танной поверхности одной реборды обрабатывают поверхность
катания, отверстие, реборду и торцы с другой стороны. Шпоноч-
ный паз протягивается на горизонтально-протяжном станке с ис-
пользованием адаптера.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХОДОВЫХ КОЛЕС ПОДВЕСНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Колеса тележек подвесных конвейеров, электроталей и др.
имеют небольшие размеры, выполнены с одной ребордой (или без.
нее) и с конусной поверхностью катания, соответствующей уело-
9k
Операция 1
Операция 2
Операция 4
Рис. 2.44. Обработка колеса
электротали
гзиям перемещения по полкам швеллеров. Характерна технология
изготовления колес электротельферов, так как эти механизмы из-
готовляют в больших количествах.
Технологический процесс обработки ходового колеса электро-
тельфера строится по принципу дифференциации. Весь объем об-
работки состоит из ряда простых операций, выполняемых на про-
стых станках, настроенных на эти операции. На рис. 2.44 показана
последовательность обработки приводного колеса, имеющего на
уеборде зубчатый венец.
На токарном станке (операция /) при установке в патроне на
наружную необрабатываемую поверхность катания обрабатывают
наружную поверхность реборды и ее торец. На второй операции
предварительно растачивают отверстие (за три перехода) и проре-
зают две канавки в размер. Окончательно отверстие обрабатывают
протяжкой. При базировании по окончательно обработанному от-
верстию на разжимной оправке обрабатывают реборду под на-
резку зубчатого венца и торцы (операция 4). Зубчатый венец одно-
временно у двух деталей нарезают на зубофрезерном станке чер-
вячной фрезой.
:92
2.12.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ РОЛИКОВ
КОНВЕЙЕРОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Ролики применяют в роликовых и ленточных конвейерах
в виде отдельных узлов или как составные элементы ролико-
опор.
Ролики конвейеров, изготовляемые по ГОСТ 8324—71, имеют
диаметры от 55 до 160 мм и длину до 1600 мм; однако для
ленточных транспортеров изготовляют ролики и других разме-
ров. Ролики могут быть по наружной поверхности обрезинены.
Корпусы роликов (трубы) изготовляют из стальных бесшовных
труб (ГОСТ 8732—78) в двух вариантах: с обработанной наружной
поверхностью и без обработки. Иногда ролики выполняют ли-
тыми из стали или чугуна.
Отклонения размеров обработанных роликов по наружному
диаметру должны соответствовать 12-му квалитету, для необрабо-
танных — допускаемым отклонениям для горячекатаных труб по-
вышенной точности. Радиальное биение наружных поверхностей
необработанных роликов не должно превышать 1,5 % наружного
диаметра (т. е. 0,9—1,4 мм), обработанных роликов —0,5 %
(т. е. 0,3—0,8 мм).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСА РОЛИКА (ТРУБЫ)
Так как в комплект каждого конвейера входят десятки и
сотни роликов, объем их выпуска оказывается значительным. Уве-
личению объема выпуска способствует также высокая степень
унификации конструкции роликов.
Все это создает благоприятные условия для применения высо-
копроизводительной технологии и, в частности, для эффективного
применения групповых методов при обработке и сборке.
Технология обработки корпуса ролика состоит из двух опе-
раций — отрезной и расточной. Отрезку заготовки заданной длины
выполняют на станке с дисковой пилой по упору. Обработку вы-
точек под подшипники, подрезку торцов и снятие фасок выпол-
няют на агрегатном двухстороннем четырехшпиндельном станке
при установке заготовок в двухместном приспособлении (рис. 2.45)
и штучном времени менее 1 мин.
Станок имеет две двухшпиндельные силовые головки 1 и по-
воротный стол 2 с двумя двухместными приспособлениями 3. Это
позволяет во время обработки двух деталей в рабочей позиции
снимать и устанавливать две заготовки в загрузочной позиции.
Многорезцовая головка 4 представляет собой разновидность
применяемой в массовом производстве быстросменной технологи-
ческой оснастки; четыре резца (расточной, подрезной и фасочные
для наружной и внутренней фасок) устанавливают в корпусе го-
93
Рис. 2.45. Обработка корпуса (трубы) ролика
па агрегатном четырехшпиндельном станке:
а — компоновочная схема; б — схема обработки
в одной рабочей позиции
ловки вне станка по шаблону, обе-
спечивающему их правильное взаим-
ное положение. Глубина расточки
обеспечивается упором, ограничи-
вающим длину хода агрегатной го
ловки. Встроенное в станок пнев-
матическое приспособление позволяет
закреплять в цанговых зажимах од-
новременно две заготовки, каждую
в двух концевых сечениях.
Приспособление имеет вал упо-
ров, с помощью которого устанав-
ливаемые заготовки ориентируются в
осевом направлении путем выравни-
вания торцов. После закрепления
заготовок поворотом рукоятки упоры отводятся, освобождая
торцы заготовок для обработки.
Расчет диаметра пневматического цилиндра зажимного при-
способления ведут исходя из требуемой силы закрепления двух
труб при одновременной их обработке комбинированным инстру-
ментом.
2.13.	ОБРАБОТКА ТОРМОЗНЫХ ШКИВОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Тормозные шкивы служат для передачи момента торможения
на валы механизмов. В зависимости от конкретного назначения
конструкция их различна, но основные элементы остаются неиз-
менными и определяют собой технологические задачи изготов-
ления.
Для установки на валу шкив имеет цилиндрическое или кони-
ческое посадочное отверстие со шпоночным пазом. Тормозные
шкивы присоединяют к зубчатым муфтам, устанавливают на валах
без муфт или соединяют с пальцевыми муфтами, для чего в торцо-
вых поверхностях предусмотрены выточки и несколько отверстий,
расположенных по окружности.
Для процесса торможения очень важна уравновешенность
шкива. Поэтому с целью устранения несбалансированных масс
шкивы обрабатывают полностью, т. е. даже нерабочие поверхности
(внутреннюю поверхность обода, наружную поверхность ступицы
и переходную внутреннюю торцовую поверхность). Снизить тру-
доемкость обработки можно при условии резкого повышения ка-
чества литья.
94
Наружную поверхность тормозного шкива для повышения
срока службы подвергают поверхностной закалке на глубину
3—5 мм до твердости HRC 38...52 и шлифуют с обеспечением шеро-
ховатости поверхности 1,25 мкм при обработке по 11-му квалитету.
Посадочное отверстие выполняют по 7-му квалитету при чистоте
поверхности 6-го класса. Должна быть соблюдена соосность на-
ружной поверхности с посадочным отверстием (радиальное биение
не более 0,05 мм), торцовое биение шкива не более 0,02 мм на 100 мм
радиуса.
Отверстия в шкивах для соединения с зубчатыми муфтами на
чистых болтах обрабатывают по 7—9-му квалитетам при высокой
точности расположения; отверстия для соединения с пальцевыми
муфтами обрабатывают по 11-му квалитету.
Размерный ряд тормозных шкивов определяется наружным
диаметром (200—300—400—500—600 и 800 мм), а также диаметром
расположения отверстий для соединения с зубчатой или пальцевой
муфтами.
Тормозные шкивы изготовляют преимущественно из стали 55ЛП
литьем в песчаную форму, без отверстия. Вся отливка размещается
в нижней опоке, вниз полостью, которая образуется одним коль-
цевым стержнем. Плоскость разъема формы совпадает с торцовой
плоскостью шкива. Стальная отливка имеет массивную прибыль,
и ее на ряде заводов удаляют на фрезерном станке в заготовитель-
ном цехе.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТОРМОЗНЫХ ШКИВО В
План обработки тормозных шкивов остается неизменным для
всех типоразмеров и в любом производстве. Изменяются лишь ус-
ловия выполнения операций и их трудоемкость в зависимости от
конструктивных особенностей и объема годового выпуска.
Тормозные шкивы относительно малых размеров (диаметром
до 250—300 мм) в крупносерийном производстве обрабатывают дщ..
вертикальных многопозиционных полуавтоматах (аналогично
обоймам зубчатыхЛГуфтУ. Для серийного производства тормозных
шкивов характёрёнГтёХвологический процесс, представленный на
рис. 2.46. Надокарном станке,.изделие предварительно обрабаты-
вают с открытой стороны при установке в четырехкулачковом
патроне с выверкой и закреплением в зоне дна шкива (операция /).
Подрезают торец, обтачивают обод до кулачков, растачивают вну-
треннюю стенку обода, подрезают дно камеры и обтачивают сту-
пицу. С другой стороны (операция 2) шкив обрабатывают на то-
карно-револьверном станке (при большом диаметре — на токарно-
карусельном). Эта операция включает в себя многопереходную
обработку ступенчатого отверстия с использованием сверл боль-
ших диаметров, обработку оставшегося необработанным участка
•обода и подрезку дна. Окончательную обработку посадочного от-
верстия выполняют в зависимости от формы и размера шкива.
95
Рис. 2.46. Основные операции обработки тормозного шкива
Цилиндрическое отверстие диаметром до 40—45 мм обрабатывают
протягиванием при малой трудоемкости (Тшт ==2...3 мин). Ци-
линдрическое отверстие большого размера окончательно обрабаты-
вают в составе револьверной операции путем растачивания и двух-
кратного развертывания.
Коническое посадочное отверстие с конусностью 1 : 10 окон-
чательно обрабатывают в отдельной токарной операции точением,
по конусной линейке (операция 3).
После протягивания шпоночного паза (операция 4) ведут окон-
чательную токарную обработку торца и наружной рабочей по-
верхности шкива с припуском под последующее шлифование. Де-
таль устанавливают на конусной оправке со шпонкой. На рис. 2.47
показана быстрозажимная конусная оправка. Ее устанавливают
в шпиндель токарного станка конусным хвостовиком корпуса 3 и
закрепляют с помощью фланца 2. В полости корпуса размещается
шток 1 пневмоцилиндра; на конце штока имеются кольцевая ра-
диусная канавка и две лыски. Посадив обрабатываемую деталь на
поверхность корпуса с конусностью 1 : 10, надеваем на конец
штока в зоне лысок спецвтулку 5 с вставленным в нее штифтом 4.
При повороте втулки штифт вводится в зону радиусной канавки и
96
соединяет втулку со штоком, а после рабочего хода штока влево
шкив оказывается закрепленным на оправке.
По выполнении операции контролируют биение торца относи-
тельно оси отверстия; допускаемое отклонение 0,025 мм на радиусе
100 мм.
Отверстия в шкивах под призонные болты в крупносерийном
производстве обрабатывают на многошпиндельном сверлильном
станке с четырехпозиционным поворотным столом. На том же
станке, при незначительной переналадке приспособлений, обра-
батывают другие детали (типа муфт), включенные в один группо-
вой технологический процесс.
На рис. 2.48 показана схема обработки. Позиция I поворотного
стола загрузочная, в позиции II отверстия сверлят, в III зенке-
руют и в / V развертывают. Шпиндельная головка 2 имеет соответ-
ственно три группы шпинделей и подвесную кондукторную плиту
3 с тремя группами отверстий, при опускании которой заготовки
закрепляются. Штучное время операции 2 мин.
Шкивы большего диаметра проходят сверлильную обработку
на радиально-сверлильном станке с применением накладного кон-
дуктора за три перехода (сверление —рассверливание —зенкеро-
вание) со сменой инструмента в быстросменном патроне. Деталь
закрепляют на столе станка с помощью универсального пневмати-
ческого прижима.
Термическая обработка рабочей поверхности (обода) тормоз-
ного шкива заключается в закалке токами высокой частоты. По-
верхностную закалку тормозного шкива диаметром 400 мм выпол-
няет следующим образом.
Шкив устанавливают на конусную шпиндельную оправку и
приводят во вращение. Индуктор располагается по образующей
(под небольшим углом к ней) на расстоянии 1,5 мм от поверхности
обода. Температура закалки 900—960 °C, температура охлаждаю-
Рис. 2.47. Быстрозажимная оправка для обработки обода
шкива
4 Косилова А. Г.
97
Рис. 2.48. Схема обработки сопряженных отверстий в тормозных шкивах и зуб-
чатых муфтах:
а — многошпиндельный четырехпозицноиный агрегатно-сверлильный станок; б — схема
обработки; « — схема сверления в поз. //
щей воды 15—20 °C, деталь закаливается на одном обороте; ско-
рость вращения детали 6—7 мм/с. После закалки тормозные шкивы
подвергаются отпуску в электропечи при температуре 480—520 °C
в течение 2—2,5 ч. Твердость контролируется в нескольких ме-
стах.
Шлифование выполняют на круглошлифовальном станке, обес-
печивая этим соосность обода с посадочным отверстием и 7-й класс
98
Рис. 2.49. Схема выполнения шлифовальной операции (а) с из-
менением виброгасящих колодок (б)
шероховатости поверхности. При шлифовании этой тонкостенной
детали возникает вибрация стенок, сопровождающаяся характер-
ным звуком (визг); этому сопутствует увеличение шероховатости
обработанной поверхности. Для уменьшения вибрации к поверх-
ности обода подводят роликовый люнет или шкив изнутри распи-
рают деревянными колодками (рис. 2.49).
Технологические процессы обработки шкивов (диаметром 600—
800 мм) зависят от их размера и объема годового выпуска.
При диаметре посадочного отверстия 100—120 мм установка
для окончательной обработки обода отверстием на оправке нецеле-
сообразна; поэтому чистовое обтачивание и полирование обода
выполняют при установке по базовому внутреннему пояску
(рис. 2.50). Обод не шлифуют.
Масса шкива и большая ширина шпоночного паза (Ь =28 ...
... 36 мм) делают нецелесообразной его обработку методом протя-
гивания, и вместо протяжной операции в технологический процесс
вводят операцию долбления паза. В действующем производстве
создаются переменно-поточные линии для комплексной обработки
групп деталей, подобранных по прин-
ципу конструктивно-технологиче ского
подобия. Тормозные шкивы объеди-
няются с деталями зубчатых и паль-
цевых муфт, различных ступиц, образуя
группы из нескольких десятков типо-
размеров деталей. В таких поточных
линиях используются высокопроизво-
дительное универсальное оборудование
(протяжные станки, вертикальные вось-
мипозиционные полуавтоматы) и спе-
циальные агрегатные станки.
Рис. 2.50. Схема установки тормозного шкива
большого диаметра для обработки
99
4*
2,14.	ПРОИЗВОДСТВО РЫЧАГОВ
и колодок ТОРМОЗОВ
КОНСТРУКТИВНЫЕГОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
На и более распростр аненными в ПТМ являются рычаги пру-
жинных тормозов (рис. ~2~.Ь1) и якорные рычаги магнитных тормо-
зов (корпус магнита представляет собой также рычаг усложненной
конструкции). Для рычагов характерно наличие нескольких отвер-
стий с параллельными осями при одновременном требовании пер-
пендикулярности торцовых поверхностей к осям. Отверстия в ры-
чагах, предназначенные для крепления к тормозной плите и для
установки тормозных колодок, обрабатывают по 9-му квалитету;
перекос и непараллельность осей этих отверстий не должны превы-
шать 0,05, иногда 0,1 мм на 100 мм длины. Так как рычаги имеют
необрабатываемые впадины и ребра, то должна быть обеспечена
симметричность расположения обработанных плоских поверхно-
стей относительно этих элементов. Для рычагов магнитных тор-
мозов установлены требования на отклонение по массе.
Рычаги тормозов выполняют литыми из стали 25Л1 или стали
Л35.2_Удлиненная форма рычага позволяет применить многомест-
ную формовку при групповой технологии, В опоке размером
850x680 x250 мм размешают рядом четыре отЛйвкЮрычаТов (два
левых и два правых). Отливки подвергают нормализации.
Тормозные' колодки, которые монтируют на тормозных рыча-
г а х, служат звеньями, "передающими момент торможения на тор -
мозной_..щкиш Наиболее ответственной поверхностью тормозной
колодки является участок внутренней цилиндрической поверх-
ности, на которой наклеивается или наклепывается фрикционный
Рис. 2.51. Рычаг пружинного тормоза
100
материал, а также отверстие в ушках для посадки колодки на
палец, соединяющий ее с рычагом. Это отверстие обрабатывают
по 9-му квалитету. Ось отверстия должна быть параллельна любой
образующей цилиндрической поверхности с отклонением не более
0,3 мм на всей ширине колодки. Поверхность под накладки обычно
не обрабатывают, отливка должна иметь радиус с отклонением не
более 0,2 мм, только крупные колодки в мелкосерийном произ-
водстве растачиваются по этой поверхности. Заготовки колодок
изготовляют из серого чугуна СЧ18-36 путем отливки в комбини-
Рованную форму, где радиусная~поверхность образуется Мёталлй-
чёской плитой Ткокиль), а все остальные поверхности получаются
в'сьтрой песчаной форме со~стержнем при . машинной’~форм'овке г:о
металлической модели. Допуски на отливку соответствуют
Г1 классу точности по ГОСТ 1855—55.
Перед сборкой формы кокиль окрашивают жаростойкой крас-
кой и подогревают до 120 °C. При сборке должно быть достигнуто
прилегание кокиля к Форме для устранения опасности появления
разностенности на участке цилиндрической поверхности колодки.
Тормозные колодки по конструктивным особенностям, техно-
логическим задачам обработки и структуре операций могут быть
отнесены к подклассу рычагов.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЫЧАГОВ ПРУЖИННОГО ТОРМОЗА
Технологический процесс обработки рычагов строится для ряда
операций как групповой, при котором в одних и тех же приспо-
соблениях без переналадки или с незначительной переналадкой
можно обработать тормозные рычаги различных размеров и типов.
Поверхности, расположенные в габаритных плоскостях рычага,
обрабатывают в две~фрезерные опера"цйй~,~в~ббс)й~х случаях в двух-
местных приспособлениях (рйс. 2?52).
Первую операцию выполняют на вертикально-фрезерном станке
при установке рычага в призме и по длине на двух опорах, кон-
тактирующих с ребром отливки (вид а). Перестановка плиты 5
дает возможность установки рычагов различной длины. Рычаг
кладут на опоры 2 и с помощью прихвата 3 винтом 4 поджимают
к призме 1. Призма и прихват имеют на рабочих поверхностях
скосы (поднутрения), обеспечивающие прижим заготовки к опорам.
При обработке торцов бобышек с другой стороны рычаг базируется
не по ребрам, а по обработанным поверхностям бобышек в другом
приспособлении.
Возможна обработка бобышек рычагов с обеих сторон одновре-
менно на горизонтально-фрезерном станке набором из двух диско-
вых фрез при установке детали в другой плоскости (с поворотом на
90°).
Старую операцию выполняют в двухместном приспособлении
тисочного типаПвид б). Рычаги кладут плоскостью на регулируе-
101
Рис. 2.52. Обработка рычага тормоза:
а — обработка бобышек; б — обработка плоскости
мне опоры 3, а бобышки вводят в призму 1. Зажимаются обе де-
тали одновременно с помощью плавающих прихватов 2, установ-
ленных на осях 5, в двух сечениях по длине. При настройке фрезы
на размер пользуются установом 4 и щупом. Опоры сделаны регу-
лируемыми, чтобы можно было учесть фактические размеры дан-
ной партии отливок.
Сверление^ посадочньос...отае.В£.-ц1й . рыча1Х.лтЗ£«МЯ1-£а_41аг
диально-сверлильном станке j повортшцж-кондукторе (рис. 2.53)
со сменой инструментов'и быстросъемных кондукторных втулок.
1Сондуктор 2 устанавливают ^а^дискё^унйверсальной поворотной
стойки 5 и на цапфе опорной стойки 1. Рычаг устанавливают на
базовых элементах 6 и 8 кондуктора и зажимают винтами 3 и 7,
входящими в один прихват. Для поворота кондуктора в новое по-
ложение с помощью рукоятки 9 отводится фиксатор, разъединяя
поворотную часть с неповоротной, и кондуктор вместе с диском
поворачивается на 90°. Отверстия в рычаге обрабатывают последо-
вательно сверлом, зенкером и разверткой через быстросменн ые
кондукторные втулки 4, Поворотный кондуктор последовательно
102
[V положение
Ш положение
Рис. 2.53. Поворотный
кондуктор для сверле-
ния рычагов
занимает четыре положения относительно оси поворота. В первом
положении у рычага правого (см. рис. 2.51) обрабатывают со сме-
ной инструмента в быстросменном патроне три отверстия диаме-
тром 30 Н9 и отверстие диаметром 15 Н9. Повернув кондуктор
с рычагом во второе положение, обрабатывают четыре отверстия
17 мм, одно отверстие диаметром 22 мм и два отверстия диаметром
3,3 мм. В третьем положении снимают фаски в отверстиях с дру-
гой стороны. В четвертом положении обрабатывают ступенчатое
отверстие диаметром 28 мм, соосное с отверстием 22 мм.
От вер стие под упорный винт обрабатывают по кондуктору на
вертикально-сверлильном станке. Рычаг устанавливают верхним
отверстием на закрепленный в угольнике палец, доводят до упора
торцом бобышки в угольник и зажимают винтом. Технологические
переходы (сверление, подрезка торца и нарезание резьбы) выпол-
няют последовательно со сменой инструмента в шпинделе. Кон-
дукторную втулку применяют только при сверлении; цековку на-
правляют хвостовиком по просверленному отверстию.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЫЧАГОВ МАГНИТНОГО ТОРМОЗА
Для рычагов магнитного тормоза характерны большие размеры
и специфическая форма. В средней части якорного рычага имеется
диск с развитой торцовой поверхностью, выполняющей в собран-
ном узле магнита роль якоря.
Корпус магнита (рис. 2.54, а) является сопрягаемой деталью
для якорного рычага (вид б). Он имеет массивную среднюю часть
103
Рис. 2.54. Корпус магнита (а)
и якорный рычаг (б) магнит-
ного тормоза
с внутренней цилиндриче-
ской посадочной поверх-
ностью для установки ка-
тушки магнита. Две пары
ушков корпуса, располо-
женные на параллельных
осях, предназначены для
сопряжения с якорным ры-
чагом и другими элемен-
тами тормоза.
Наиболее специфична
технология изготовления
этих деталей в мелкосе-
рийном производстве при
больших размерах (межо-
севое расстояние отверстий
~800 мм). В этом случае
не все требования точности
сборки якорного рычага с
корпусом магнита могут
быть обеспечены путем
взаимозаменяемости, по-
этому вводится совмест-
ная окончательная обра-
ботка основных сопряжен-
ных отверстий.
Заготовку якорного
рычага перед обработкой
размечают. Затем на то-
карно-карусельном стан-
ке, при установке в четы-
рехкулачковой планшай-
бе с выверкой по разметке,
обрабатывают дисковую
часть рычага. Плоскости
бобышек фрезеруют на
горизонтально - расточном
станке за два установа со
сменой инструмента. Отверстия в рычаге для присоединения к
корпусу магнита и крепления колодки тормоза обрабатывают на
сверлильном станке по кондуктору со сменой инструмента; кон-
дуктор ориентируется на детали от оси диска по разметочной
риске. Одно из отверстий диаметром 60 мм обрабатывается пред-
варительно с припуском на совместную обработку с корпусом
104
магнита. Корпус магнита обрабатывают по аналогичному техно-
логическому процессу. На токарно-карусельном станке обраба-
тывают поверхности средней части, предназначенные для разме-
щения катушки магнита.
Торцовые поверхности ушков обрабатывают на горизонтально-
расточном станке (рис. 2.55) при установке обработанной торцо-
вой поверхностью Т на подставки 1 с выверкой по размеченной оси
симметрии О—О. Шпиндель 4 станка при обработке (поворотом
стола) наружных торцов ушков оснащается торцовой фрезой 2, а
при обработке внутренних поверхностей — дисковой или трехсто-
ронней фрезой 3. Перед выполнением чистовых переходов
крепление детали ослабляют, проверяют размеры и взаимное
расположение поверхностей и деталь вновьJ равномерно за-
крепляют.
Два соосных отверстия в одной проушине, расположенные на
расстоянии 145 мм друг от друга, отверстий в дне корпуса и других
отверстий обрабатывают на радиально-сверлильном станке по кон-
дуктору. Обработку отверстий в проушине длиной 332 мм
выполняют в сборе с якорным рычагом на расточном станке
(вид б).
На корпус магнита, установленный на столе станка по двум
упорам 7, кладут якорный рычаг и выставляют так, чтобы про-
дольные плоскости симметрии обеих деталей совпали. Приспособ-
ление — вилка <3 своим хвостовиком ориентируется в малой про-
ушине корпуса, а отверстиями в верхней части ориентирует якор-
ный рычаг с помощью фиксатора 2. В большой проушине корпуса
магнита якорный рычаг ориентируется планкой 4. После этого обе
детали закрепляют на столе с помощью двух прихватов 5.
Отверстия в ушках корпуса длиной 332 мм обрабатывают напро-
ход сверлом 40 мм, растачивают, зенкеруют и дважды раз-
вертывают до диаметра 60 Н9. При выполнении переходов
зенкерования и развертывания обрабатывают не только корпус,
но и рычаг, где был оставлен припуск на совместную обра-
ботку.
Отклонение от параллельности осей отверстий в ушках якор-
ного рычага проверяют в специальном приспособлении (вид в).
Основными элементами контрольного приспособления являются
две призмы 2 и две контрольные пластины 3 и 5: общая плоскость
симметрии призм параллельна пластине 3 и перпендикулярна пла-
стине 5. Для измерения отклонений от параллельности осей
отверстий контрольную оправку 1 с надетым на нее якорным
рычагом кладут концами на призмы 2, а контрольная оправ-
ка 4, вставленная го второе отверстие рычага, служит для
контроля: отклонение от параллельности осей оправок опреде-
ляется* разностью показаний^индикатора при измерении расстоя-
ний h в двух сечениях (на расстоянии 300 мм), а при измере-
нии размеров hY в тех|же сечениях определяется параллельность
пластине 3,
Ю5
0110	Рис. 2.55. Обработка корпуса магнита (а), совместная
-----	обработка корпуса и рычага (б) и контроль парал-
,---дельности осей отверстий (в)
106
ИЗГОТОВЛЕНИЕТОРМОЗНЫХЖОЛОДОК
В качестве основной установочной базы используется радиус-
ная поверхность тормозной колодки, являющаяся сборочной ба-
зой детали и не подвергающаяся обработке.
Технологический маршрут включает следующие основные опе-
рации (рис. 2.56). Обработка торцовых поверхностей двух прили-
вов С обеих СТОРОН ПРОИЗВОДИТСЯ___НЯ ГОрияпмтя.пкил-фрезррнОМ
станке набором из четырех дисковых фрез (операция 1). Обработка
отверстия под ось в ушках колодки (операция 2) выполняется на
“радиально-сверлильном станке при установке кондуктора на уни-
версальной поворотной стойке с горизонтальной осью поворота:
в одном ушке последовательно, со сменой инструмента и кондук-
торных втулок, выполняют переходы: сверление — зенкерование —
развертывание и снятие фаски. После поворота кондуктора на
180° по той же схеме обрабатывают отверстие во втором ушке.
При обработке отверстий в ушках с двух сторон возможно появ-
ление несоосности отверстий. Поэтому при меньшей ширине ко-
лодки переходы зенкерования и развертывания выполняют с од-
ной стороны напроход инструментом, направляемым двумя кондук-
торными втулками (переднее и заднее направления).
Сверление отверстий под заклепки (операция 3) для крепления
накладкй~"из фёрродо производится на радиально-сверлильном
станке по кондуктору. Так как отверстия расположены на несколь-
Рис. 2.56. Эскизы обработки
тормозной колодки
107
Рис. 2.57. Приспособление для
фрезерования плоскостей при-
ливов у тормозных колодок
ких образующих цилинд-
рической поверхности,
кондуктор с деталью по-
следовательно устанавли-
вают в четыре позиции
путем поворота с помощью
универсальной поворотной
стойки на 26°. В каждом
угловом положении обра-
батывают все отверстия на
данной образующей. Зен-
куют отверстия сверлом
большого размера в со-
ставе той же операции с
обратной стороны детали.
Кондуктор для сверления отверстий под заклепки имеет палец
1 для установки детали отверстием и штифт 2, в который упирается
деталь при повороте винта <3. При установке кондуктора ось пальца
1 должна совпадать с осью поворота диска 4 универсальной пово-
ротной стойки.
На рис. 2.57 показано двухпозиционное приспособление для
фрезерования торцовых поверхностей приливов (операция 7).
Цилиндрическая вогнутая поверхность колодки опирается по
одной образующей на два штифта <3, а по другой —на качаю-
щийся прихват 4. Осевое базирование обеспечивается двумя упо-
рами 6, а угловое — упором 2. Приспособление установлено на
поворотном столе, центральное отверстие плиты сопрягается с оп-
равкой, определяющей ось поворота стола. Две шпонки 5 опреде-
ляют угловое положение приспособления. Во время обработки
колодки в одной позиции в другой происходит съем и уставов
заготовки.
2.15.	ОБРАБОТКА ЗВЕЗДОЧЕК
ЦЕПНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Звездочки служат для передачи крутящего момента на пластин-
чатые цепи и в цевочных зацеплениях. Звездочки грузовых пла-
стинчатых цепей имеют диаметр от 170 до 3260 мм, шаг от 65 до
1250 мм, число зубьев от 6 до 26 и работают в сопряжении с роли-
ком или втулкой цепи диаметром от 14 до 240 мм. Звездочки це-
вочных зацеплений выполняют как специальные детали.
Цепные звездочки изготовляют из стали, при больших разме-
рах — литыми. Во всех других случаях профиль зубьев обраба-
тывается с шероховатостью поверхности Rz 20.
108
1-
• к
Рис. 2.59. Фрезерование зубьев цепной звездочки
109
Рис. 2.60. Сверление отвер-
стий в звездочке
Механическая обра-
ботка звездочек до на-
резки зубьев ничем не
отличается от обработки
других деталей анало-
гичных форм и разме-
ров. Токарную обработ-
ку звездочек выполняют на. токарном или токарно-карусельном
станке за два установи. При' первом ^установе обрабатывают поса-
дочное отверстие за два перехода с двух'^позиций револьверной
головки, подрезают торцы ступицы ' и в зоне зубьев снимают
фаски. При втором установи (рис. 2.58) —та же обработка с
другой стороны.
Обработку зубьев ведут на горизонтально-фрезерном станке
с круглым столом (рис. 2.59). Заготовку 2 устанавливают на цен-
трирующую оправку 1 с опорой диском на подставки 4. Подставки
смонтированы на делительном столе 5, обеспечивающем поворот
заготовки на шаг при переходе к другому зубу. Набор из двух мо-
дульных фрез 3 в сочетании с упором на перемещение стола обеспе-
чивает геометрию зубьев и диаметр начальной окружности.
Термическая обработка заключается в закалке т. в. ч. рабочих
поверхностей зубьев до твердости HRC 40 ... 45. Индуктор охва-
тывает один зуб звездочки с обеих сторон; переход к следующему
зубу обеспечивается приспособлением, имеющем устройство для
фиксации детали по противолежащему зубу.
Отверстия для крепления звездочки сверлят на радиально-
сверлильном станке по накладному кондуктору или в универсаль-
ном приспособлении (рис. 2.60) методом деления. Звездочку 3 уста-
навливают на центрирующий палец 2 и через кондукторную втулку
1, установленную на требуемом радиусе звездочки, обрабатывают
последовательно все отверстия; поворот на шаг отверстий обеспе-
чивается делительным столом 4. Для обработки различных звез-
дочек центрирующий палец снабжен сменной переходной втулкой,
а кондукторная втулка получает возможность устанавливаться на
требуемый радиус расположения отверстий.
2.16.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ
РЕДУКТОРОВ И ЛЕБЕДОК
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ^ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Корпусные детали, применяемые в ПТМ, в большинстве своем
относятся к типовым деталям машиностроения, и к ним вполне,
применимы все общие положения по построению технологических
но
процессов, рассматриваемые в основах технологии машинострое-
ния 114] для соответствующего типа производства. Наиболее рас-
пространены в ПТМ корпусные детали, в которых собирают зуб-
чатые и червячные передачи различных механизмов кранов (ле-
бедки, редукторы). Среди корпусных деталей есть такие, как кор-
пусы и каретки тележек грузоподъемных механизмов, перемещае-
мых по монорельсам, кремальеры портальных кранов, траверсы
грейферных подвесок и др., технология изготовления которых
проще.
Корпусы редукторов и лебедок по условиям сборки в них меха-
низмов выполняют разъемными, что вносит определенную специ-
фику в технологию их изготовления.
Для корпусных деталей характерно наличие координированных
отверстий, обычно предназначаемых для монтажа опор валов.
В связи с этим основные требования точности этих деталей и тех-
нологические задачи их изготовления связаны с достижением точ-
ности диаметральных размеров отверстий по 7—9-му квалитетам.
В корпусах редукторов межосевое расстояние выдерживается
с отклонениями, обеспечивающими необходимую точность работы
собранных зубчатых или червячных передач при требуемом
боковом зазоре и пятне контакта зубьев. В редукторах общего
назначения по СТ СЭВ 641—77 применяют сопряжение вида В
с допуском b (при степенях точности 7—8—9).
Гарантированный боковой зазор обеспечивается при V классе
отклонений межцентрового расстояния. В этих условиях предель-
ные отклонения межосевого расстояния зубчатых колес собран-
ных в корпусах составляют от ±80 до ±220 мкм (при межосевых
расстояниях от 125 до 1250 мм), достигая +550 мкм (для межосе-
вого расстояния 4000 мм).
Для конических зубчатых передач отклонение межосевого угла
для сопряжения В составляет от ±42 до ±160 мкм для среднего
корпусного расстояния от 50 до 1600 мм при угле делительного
конуса шестерни 15—25° (при угле более 25° от ±50 до ±210 мм
для тех же условий); шероховатость поверхности плоскостей
разъема ограничивается 2,5—1,25 мкм отклонение от плоскост-
ности до 0,05 мм на 100 мм длины; на всей длине корпуса не должно
быть более 0,05—0,1 мм.
Отклонение от соосности отверстий установлено в пределах по-
ловины допуска на диаметр меньшего из отверстий. Отклонение от
параллельности осей отверстия не более 0,1 мм на ширине корпуса.
Отклонение от перпендикулярности осей отверстий до 0,2—0,3 мм
на 1000 мм длины. Несовпадение осей отверстий с плоскостью
разъема в пределах ±0,2 мм, при диаметре расточки более
300 мм — до ±0,3 мм.
Корпусные летали выполняются чаще всего литыми: основными
материалами являются серый чугун (СЧ 15-32 или СЧ 18-86) сталь
Л ддюминиевые сплавы. Лишь в исключительных случаях (на-
И1
пример, корпуса электротали) или при единичном изготовлении
обычных корпусов их можно выполнять сварными.
Литые заготовки в серийном производстве выполняют по
III классу точности по ГОСТ 1855—55 и ГОСТ 2009—56. Лишь при
крупносерийном изготовлении деталей сравнительно малых раз-
меров применяют в производстве отливки II класса точности.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ОБРАБОТКИ КОРПУСОВ
Технологические процессы обработки корпусов зависят от их
размеров, массы, конструктивных особенностей, а также от объема
годового выпуска. Большинство корпусных деталей выполняют
по условиям сборки разъемными, все они имеют координирован-
ные отверстия и план их обработки остается в основном неизмен-
ным.
На первом этапе обрабатывают плоскости разъема у отдельных
частей корпуса (корпус и крышка; крышка, корпус и картер; пра-
вая и левая части и т. д.); тогда же обрабатывают другие плоскости
(плоскость основания, плоскости люков, торцовые или боковые
поверхности и др.); среди обработанных поверхностей должна
быть и база.
На втором этапе обрабатывают отверстия, предназначенные
для соединения отдельных частей в один узел — корпус в сборе.
Одновременно с этой группой крепежных отверстий должны быть
обработаны и другие отверстия, если их обработка удобна и целе-
сообразна по условиям трудоемкости. Если в дальнейшем преду-
смотрена установка для обработки по отверстиям, то среди обра-
ботанных отверстий должны быть и базовые отверстия.
На третьем этапе из отдельных частей собирают корпус и обра-
батывают отверстия под контрольные штифты и их устанавливают.
На четвертом этапе в собранном корпусе обрабатывают основ-
ные отверстия, предназначенные для монтажа опор, собираемых
в корпусе механизмов.
На пятом этапе обрабатывают крепежные и другие мелкие
отверстия. Некоторые из этих отверстий могут быть обработаны
на втором этапе, если их обработка там более удобна.
ПОСТРОЕНИЕ ОПЕРАЦИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Схемы построения операций и условия их выполнения сущест-
венно зависят от конструктивных особенностей деталей и объема
их выпуска. Операции могут строиться как одноместные или мно-
гоместные, одноинструментные или многоинструментные и выпол-
няться на станках, выбранных с учетом размеров и конфигураций
деталей.
112
вид /
/П
Рис. 2.61. Схема групповой обработки плоскостей кор-
пуса и крышки
Обработка плоских поверхностей. Корпусные детали с разви-
тыми плоскими поверхностями, имеющие форму параллелепипеда
и обрабатываемые по четырем параллельным сторонам, обрабаты-
вают. на продольно-фрезерных или продольно-строгальных стан-_
ках._Такой станок имеет большой стол и четыре фрезерные го-
ловки или четыре резцовых суппорта (два верхних и два боковых).
На столе можно одновременно установить одну или несколько
заготовок и ввести в одновременную работу до четырех фрез
(резцов).
Если размеры стола и заготовки позволяют, то для одновре-
менной обработки устанавливают две, четыре или шесть загото-
вок; при этом детали могут быть одного наименования (основания
корпусов) или разных наименований (основание корпуса и
крышка).
Заготовки устанавливают на станке стола так, чтобы их обра-
батываемые поверхности были расположены в одной плоскости и
могли быть обработаны одной фрезой при одном ходе стола. По
технологическим и организационным соображениям части разъем-
ных корпусов целесообразно обрабатывать одновременно, сохра-
няя их комплектность на протяжении всего технологического
процесса.
На рис. 2.61 показана схема обработки комплекта основание —
крышка небольшого цилиндрического редуктора (L 1000 мм,
В -х 400 мм). Используя четыре фрезерные головки 1 и 2 универ-
сального продольно-фрезерного станка, обрабатывают одновре-
менно два основания корпуса (в поз. I плоскость основания,
113
в поз. Ill — плоскость разъема) и две крышки (в поз. II — плос-
кость люка, в поз. IV — плоскость разъема крышки). После каж-
дого хода стола 3 из поз. III и IV обработанные основание и
крышку снимают; в эти позиции соответственно перекладывают
детали из поз. I и II, а в них устанавливают черные заготовки.
Конструкции всех четырех приспособлений обеспечивают располо-
жение обрабатываемых поверхностей в соответствующих общих
плоскостях. Так, клиновая подставка 4 приспособления исполь-
зуется для размещения наклонной площадки люка в общей гори-
зонтальной плоскости П. Когда размеры фрез чрезмерно велики,
целесообразно рассмотренную схему обработки применить на
продольно-строгальном станке.
В мелкосерийном производстве отливки корпуса и крышки
проходят разметку под обработку плоскостей, а затем их устанав-
ливают на продольно-строгальном станке с выверкой в двух пло-
скостях так, чтобы риски были установлены параллельно движе-
нию подачи и параллельно плоскости стола.
Корпусные детали, отличающиеся по форме от параллелепи-
педа, обрабатываемые по одной или двум плоскостям, целесооб-
разно обрабатывать точением. Например, части корпуса верти-
кального редуктора механизма передвижения устанавливают по
несколько штук на столе токарно-карусельного станка.
Более мелкие и легкие детали типа корпуса электротали в круп-
носерийном производстве обрабатывают по плоскости разъема на
токарном станке с установкой детали на оправке.
Обработка отверстий в плоскостях разъема. Чтобы обеспечить
совпадение крепежных отверстий при достаточно хорошем совме-
щении контуров корпуса и крышки, применяют общий для кор-
пуса и крышки кондуктор. На одной стороне кондукторной плиты
расположены базовые элементы для установки на корпусе, а на
другой — для установки на крышке. Кондукторные втулки вы-
полнены так, что через них можно сверлить отверстия с обеих сто-
рон и получать зеркальное расположение отверстий в плоскостях
сопряжения двух деталей (поэтому кондукторы описанного типа
называют зеркальными).
В поточной линии корпуса редуктора целесообразно применять
.зеркальный кондуктор, выполненный в виде поворачивающейся
на цапфах кондукторной плиты/предназначенной для поочеред-
ной обработки сопрягаемых отверстий в корпусе и крышке. Кон-
струкция кондуктора позволяет сверлить и устанавливать детали
с обеих сторон плиты.	?
В мелкосерийном производстве корпуса и крышки сверлят
по одному накладному кондуктору, который ориентируется по
совпадению контуров кондуктора и детали. При обработке более
крупных деталей отверстия в крышке редуктора сверлят по раз-
метке или разметочному шаблону, а отверстия в корпусе — через
крышку, как через кондуктор. Это позволяет более точно совме-
стить сопрягаемые контуры и обеспечить совпадение по шагу,
114
I
Рис. 2.62. Рабочее место для промежуточной сборки
корпуса редуктора в поточной линии
Отверстия для’установочных штифтов просверливают с при-
пуском для совместного развертывания в любом варианте обра-
ботки отверстий.
На той же сверлильной операции при втором установе или на
отдельной операции обрабатывают отверстия в плоскости основа-
ния. Для этого применяют накладной кондуктор или делают раз-
метку.
Если в дальнейшем при выполнении расточной операции со-
бранный корпус будет установлен в приспособлении с базирова-
нием на два пальца, то в состав сверлильной операции должна
войти обработка двух базовых отверстий (сверление и разверты-
вание или сверление и зенкерование).
Сборка корпуса и крышки. В серийном производстве сборку,
выполняют на стеллаже или специальном стенде. Соединив корпус
и крышку, развертывают отверстия под контрольные штифты и за-
прессовывают их.
В крупносерийном производстве, в условиях хорошо органи-
зованного потока, сборку ведут на специально оборудованном
рабочем месте (рис. 2.62). На поворотных консолях подвешены
гайковерт 4, сверлильная машинка 3 и приспособление для за-
прессовки-/' (гидроскоба).
Рабочее место оборудовано также подъемным столом 6; когда
стол поднят, на него передвигается с конвейера 5 корпус 7, затем
стол опускается так, что на уровне конвейера располагается плос-
кость разъема корпуса и с конвейера на корпус надвигается
крышка 2. Поставив болты и наживив гайки, подводят гайковерт
и завинчивают гайки. Отклонив консоль гайковерта, подводят
сверлильную машинку и обрабатывают отверстия под контроль-
ные штифты; затем вводят в рабочую зону гидроскобу и запрессо-
вывают с ее помощью штифты.
Обработка основных отверстий. В технологических процессах
обработки корпусных деталей расточные операции являются наи-
более сложными и трудоемкимл.
В крупносерийном производстве корпусов применяют агрегат-
.ные многошпиндельные станки. На рис. 2.63 показана схема обра-
115
Рис. 2.63. Обработка корпуса редуктора на агрегатно-ра-
сточном станке
ботки основных отверстий в корпусе двухступенчатого цилиндри-
ческого редуктора на агрегатном станке. Каждый шпиндель 1
стаг ка несет на себе расточную скалку 5, оснащенную тремя рез-
цами — двумя расточными и канавочным. Расточные скалки на-
правляются в кондукторных втулках 3, паз 4 во втулке 3 служит
для прохода резцов при отводе расточной скалки. Упор 2 обеспе-
чивает требуемое расположение канавки по глубине. Работа ка-
навочного резца начинается после окончания работы вторым рас-
точным резцом, когда упор 2 коснется торца втулки; для радиаль-
ной подачи канавочного резца имеется клиновой механизм, раз-
мещенный внутри расточной скалки. В приспособление корпус
устанавливают плоскостью основания на базовые пластины и дву-
мя отверстиями на пальцы (цилиндрический и ромбический).
В серийном производстве основные отверстия обрабатывают
на универсальном горизонтально-расточном станке в кондукторе
(рис. 2.64). Расточной кондуктор 1 ориентируется в Т-образном
пазу станка шпонками 2, и таким путем сси кондукторных втулок
размещаются на заданном межосевом расстоянии А детали и па-
раллельно оси шпинделя 3 станка. Обрабатываемую деталь 4 уста-
навливают на базовые планки 6 и пальцы 5 приспособления.
Последние своими расстоя-
ниями а, с от осей кондуктор-
ных втулок определяют тре-
буемые расстояния осей от-
верстий у детали от баз.
При растачивании шпин-
дель станка последовательно
соединяется с расточными
Рис. 2.64. Схема обработки корпус-
ной детали с применением расточ-
ного кондуктора
116
скалками для обработки отверстий на всех осях, направляемыми
соответствующими кондукторными втулками.
Если требуется обработка отверстия на оси, перпендикуляр-
ной оси первого отверстия, то это обеспечивается поворотом стола
и соответственно расположенной в кондукторе кондукторной
втулкой. В любом варианте обработки отверстий в кондукторе
точность расположения осей отверстий обеспечивается кондукто-
ром. При обработке в кондукторе расточные скалки соединяются
со шпинделями станка шарнирно.
Изготовление сложного и тяжелого расточного кондуктора,
а особенно необходимость каждый раз при переходе к другой ра-
боте снимать его и затем устанавливать вновь целесообразны лишь
при значительных партиях деталей.
На заводах корпусные детали часто обрабатывают без кондук-
тора. В этом случае отверстия обрабатывают без направления ин-
струмента в кондукторных втулках и выполнение расточных опе-
раций осложняется необходимостью разметки корпуса под расточ-
ку, выверки при установке на станок относительно оси шпинделя и
необходимостью точного координирования инструмента при уста-
новке его в положение каждой оси в ходе выполнения операции.
После обработки отверстия на одной оси необходимо переме-
стить стол горизонтально-расточного станка на заданное межосевое
расстояние. Метод отсчета перемещения выбирают с учетом тре-
буемой точности межосевого расстояния. При допуске на межосе-
вое расстояние грубее ±0,1 перемещение стола отсчитывается по
шкале и нониусу.
Перемещение стола на^расстояние с допуском менее 0,1 мм
можно обеспечить, включив в цепь отсчета индикаторный упор.
Положение стола в момент обработки первого отверстия фикси-
руется нулевым штихмассом и положением стрелки индикатора на
нулевом делении; при перемещении на заданное расстояние А
место нулевого штихмаса должен занять штихмас, отличающийся
от него на величину межцентрового расстояния, а стрелка индика-
тора должна быть на нулевом делении.
Для обеспечения требуемого межосевого расстояния приме-
няют и другие способы перемещения стола (упоры, фиксаторы,
координатные шаблоны, наборы мерительных плиток и т. д.).
При обработке отверстия без направления инструмента рас-
точная борштанга жестко связана со шпинделем станка и имеет
опору в подшипнике задней люнетной стойки станка. Лишь ко-
роткие отверстия могут быть обработаны консольной оправкой;
при этом значительно сокращается трудоемкость обработки.
При обработке основных отверстий в корпусных деталях в ка-
честве режущих инструментов применяют расточные резцы, рас-
точные головки и развертки.
Предварительная обработка производится жесткозакреплен-
ным в борштанге или оправке инструментом, который сообщает
оси отверстия правильное направление.
117
Чистовое растачивание производится как жесткозакрепленным
инструментом, так и плавающим. Плавающий инструмент обеспе-
чивает более высокую точность диаметральных размеров и высо-
кую чистоту поверхности без изменения положения оси отверстия.
Расточные резцы устанавливают на размер обычно с ориента-
цией от внешней поверхности борштанги, для чего она должна
быть точно обработана и всегда находиться в хорошем со-
стоянии.
Резцы для предварительного растачивания устанавливают по
жестким предельным шаблонам, а для чистового растачивания —
по индикаторным приборам. Как шаблон, так и прибор устанавли-
вают на расточной скалке на призме, а резец доводят до меритель-
ной поверхности шаблона или щупа индикатора.
Обработка без направления инструмента на горизонтально-рас-
точном станке отличается большой трудоемкостью. Доля вспомо-
гательного времени в штучном достигает 60 %. Вспомогательное
время отводится на установку заготовки, холостые перемещения
в процессе выполнения операции, смену инструмента при выпол-
нении составляющих операцию технологических переходов; по-
следняя особенно трудоемка при работе борштангой на двух опо-
рах. Значительная доля вспомогательного времени затрачивается
на установку заготовки на столе станка с выверкой положения оси
первого растачиваемого отверстия на параллельность оси шпин-
деля, на перемещение стола на координату оси второго (следую-
щего растачиваемого отверстия) и на ручную смену инстру-
ментов.
Трудоемкость выполнения расточных операций значительно
снижается при использовании станков с программным управле-
нием, в частности многоцелевых станков с ЧПУ (отрабатывающий
центр — ОЦ) [10].
Структура выполняемых на станках с ЧПУ операций та же, что
и на горизонтально-расточных станках: все технологические пере-
ходы выполняются с одного шпинделя при последовательной уста-
новке в нем инструментов, выполняются также последовательно
все установочные перемещения (позиционирование) стола и все
необходимые холостые хода. Однако на станках типа ОЦ в не-
сколько раз снижается трудоемкость обработки благодаря авто-
матизации, позволяющей применить рациональные режимы обра-
ботки для каждой поверхности, повысить скорости установочных
и холостых перемещений и смены инструментов, исключить про-
меры и т. д.
На станках типа ОЦ заготовку устанавливают в простейшем
приспособлении без выверки. Система управления станком преду-
сматривает: выполнение по программе, всех перемещений стола на
координаты; повороты стола; установление режимов обработки
(частота вращения шпинделя, подача) для каждой поверхности по
программе; автоматическую смену инструмента в определенные
моменты по программе.
118
Наличие на станке передвижного и поворотного стола дает
возможность обрабатывать поверхности детали, расположенные
с разных сторон по одной программе, без переустановки самой
детали.
Следует отметить, что на станках типа ОЦ при обработке от-
верстий применяют только консольно закрепленный инструмент,
а борштанги, требующие вторую опору, не применяют. Поэтому
соосно расположенные отверстия обрабатывают с двух сторон (с по-
воротом стола), что затрудняет получение высокой точности. В од-
ной операции с расточными работами на станке ОЦ можно выпол-
нять переходы обработки фрезами или обрабатывать крепежные
отверстия.
Для очень крупных корпусных деталей при некоторой серий-
ности их изготовления целесообразно создавать на плитных на-
стилах станков сборные установки для одновременной обработки
отверстий на нескольких осях. Для таких установок применяют
переносные расточные головки и универсальные стойки с направ-
ляющими втулками для борштанг. Втулки ориентируют в Т-об-
разных пазах плитного настила относительно расточных головок
и образуют сборный расточный кондуктор.
Корпус редуктора устанавливается и выверяется с примене-
нием универсальных методов выверки и приспособлений — раз-
личных домкратов, зажимов, упоров и кулачков.
Обработка крепежных отверстий. Одновременно с обработкой
собственно крепежных отверстий (гладких и резьбовых) обраба-
тываются отверстия для штифтов, смазочные и другие мелкие от-
верстия. Обработка этих отверстий занимает значительное место
в технологии, так как число их нередко достигает нескольких
десятков, а располагаются они с разных сторон детали, а иногда
под углом к основным плоскостям. Выполнение операций связано
с переустановками детали и со сменой инструментов для последо-
вательного выполнения переходов (сверление, зенкерование, на-
резание резьбы) и с неодинаковостью размеров отверстий различ-
ного назначения.
Крепежные отверстия располагают обычно группами с коорди-
нацией по шагу, окружности и т. д. Группы отверстий, в свою
очередь, могут быть координированы относительно других отвер-
стий, плоскостей или осей симметрии детали. Заданная координа-
ция отверстий должна обеспечиваться работой по кондуктору.
При обработке корпусных деталей
из-за малого объема выпуска спе-
циальные многошпиндельные станки
для обработки крепежных отверстий
практически не применяют. Обраба-
тывают эти отверстия на радиально-
сверлильных станках путем ппслело-
Рис. 2.65. Накладной кондуктор
119
аательного выполнения перехояов^со сменой инструмента в шпин-
,деле; для обработки отверстий со всех сторон~дёталь сботвётст-
венно переустанавливают.
Для сверлильных операций со сменой инструмента харак-
терны высокая трудоемкость обработки и большая доля вспомо-
гательного времени в штучном (50—60 % и более).
Для снижения вспомогательного времени путем замены вре-
мени переустановок деталей временем индексации целесообразно
применять поворотные кондукторы в виде коробок, в стенках
которых размещаются кондукторные втулки для отверстий,
расположенных с разных сторон детали. Однако в большинстве
случаев приходится применять более простые и легкие накладные
кондукторы.
Установкой накладного кондуктора на детали определяется ко-
ординация всей группы обрабатываемых по нему отверстий. Нак-
ладной кондуктор ориентируется на детали от ранее обработанной
поверхности детали с помощью планки (при ориентации от пло-
скости), выточки или выступа (при ориентации по отверстию).
Простейший кондуктор (рис. 2.65) служит для сверления несколь-
ких отверстий, расположенных по окружности на фланце; он
ориентируется выступом по расточенному отверстию детали.
Для соблюдения шага отверстий накладной кондуктор после
обработки первого отверстия удерживают в данном положении
с помощью фиксатора, вставленного в это отверстие через отвер-
стие в кондукторной втулке. Кондуктор используют лишь при
сверлении отверстий, а снятие фасок и нарезание резьбы выпол-
няют при снятом кондукторе.
Возможна ориентация по совмещению рисок, определяющих
положение осей на кондукторе и на детали; при этом риска на
детали наносится от заданной базы сверловщиком, иногда с при-
менением шаблона; наиболее грубая установка кондуктора произ-
водится по совмещению контуров кондуктора и платика на детали
на глаз.
ГЛАВА a
Технология сборки типовых узлов и механизмов
3.1.	ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ
НА ЗАВОДАХ ПТМ
В подъемно-транспортном машиностроении применяют поточ-
ную и непоточную сборку. Непоточная сборка осуществляется
только при неподвижном собираемом объекте. Поточная — как
с перемещением собираемого объекта, так и на неподвижных стен-
дах. Для нее характерно расчленение сборочного процесса на от-
дельные операции, равной производительности. Основной расчет-
ной величиной при поточной сборке является темп сборки, опре-
деляющий промежуток времени выпуска единицы изделия. В темп
поточной сборки должна укладываться сумма оперативного вре-
мени и времени, затрачиваемого на перемещение собираемого
объекта или на переход рабочих от одного рабочего места к дру-
гому.
Преимущества поточной сборки определяются возможностью
вести сборку широким фронтом, сокращением межоперационных
заделов и специализацией рабочих мест и рабочих. Внедрением
поточной сборки достигается сокращение объема незавершенного
производства, снижение трудоемкости сборочных процессов в ре-
зультате их дифференциации и лучшей специализации рабочих-
сборщиков, более полное использование производственных площа-
дей и увеличенный съем продукции с 1 м2. Должны быть преду-
смотрены механизация сборочных работ и оснащение всех опера-
ций необходимыми приспособлениями и инструментом. Таким
образом, поточная сборка повышает производительность труда и
технологическую культуру производственного процесса. Превали-
рующее место при сборке машин в подъемно-транспортном маши-
ностроении занимает непоточная сборка. Это связано со специфи-
кой отрасли, а именно~крупнбгабаритностью изделий, большой но-
менклатурой и малой серийностью выпуска. Однако проводимая
нормализация и унификация отдельных узлов и механизмов и при-
менение специальной переналаживаемой технологической осна-
стки позволили применить поточную сборку при изготовлении ле-
бедок редукторов, электрических талей, мостов й~~тележек мо-
стовых кранов и других узлов и механизмов. Объем выпуска ро-
121
ликов дЛя ЛенТоЧнЫх и роликовых конвейеров при высокой сте-
пени унификации конструкций позволил применить переналажи-
ваемую автоматическую сборочную линию.
\ При подготовке^к-хборке- деталей, имеющих необработанные
.) дитые или йцз&аные-невер-хное-ти. -обычно выполняют следующие
операции: очистку от пригоревших формовочных материалов или
окалины, зачистку_.заусен11ев_ и брызг от £варкищ2б.рубку.цаплывов
и ^неровностей. Этчирперяпии выполняют мрттттппппстгншт рун-ны-ыи
иТращающимися щетками, наждачными кругами, пневматиче-
скймТГ зубилами. При недостаточно отработанной технологий за-
готовительных процессов появляется необходимость проверки гер-
метичности корпусных деталей, имеющих масляные ванны: гер-
метичность проверяют водой при наполнении корпуса или под дав-
лением; плотность швов сварных корпусов проверяют керосином.
На сборку должны поступать законченные обработкой и отвечаю-
щие требованиям чертежа и технических условий детали. В зави-
симости от принятой технологии выполнения заготовок и их меха-
нической обработки детали могут быть подвергнуты той или иной
дополнительной обработке на сборке.
В мелкосерийном производстве на сборке нарезают резьбу под
винты и шпильки, а иногда размечают и сверлят мелкие крепежные
отверстия. Для этого на сборочных участках устанавливают свер-
лильные станки с набором универсальных приспособлений для
крепления различных деталей. Выполнение доделочных работ на
сборке повышает трудоемкость, поэтому в крупносерийном произ-
водстве доделочные работы и обработка по месту должна быть по
возможности полностью исключена.
Поверхности зубчатых колес перед сборкой осматривают; с них
удаляют заусенцы и, если требуется, запиливают фаски с торцовых
сторон зубьев. У шестерен с шевронным зубом запиливают скосы,
чтобы разгрузить концы зубьев, обладающие пониженной проч-
ностью; заданную геометрию скосов проверяют шаблоном.//'''
В поточном производстве подготовку деталей_к_сборке рассма-
тривают как одну из операций технологического процесса. Подго-
товленные деталш..укладывают в определенцом порядке на распо-
ложённые у рабочих мест стеллажи или в тару. Непосредственно
пёред сборкой полости, отверстия* пазы, углубления деталеййГро-
дувают сжатым воздухом*(для чего в сборочных цехах имеются
магистрали сжатого-воздуха с краном и шлангом на каждом рабо-
чем м^сте.
3.2.	СБОРКА ХОДОВЫХ КОЛЕС КРАНОВ
Рассмотрим в качестве типового технологический процесс
сборки приводного ходового колеса мостового крана при крупно-
серийном производстве. Ходовое колесо (рис. 3.1) собирают на
специализированном рабочем месте, оборудованном вертикальным
гидравлическим прессом. Для перемещения колеса в процессе
122
Рис. 3.1. Ходовое колесо крана в сборе
сборки из подготовительной зо-
ны под плунжер пресса и об-
ратно на прессе установлен
гидротолкатель. Колесо 6 по-
дается краном на пресс и кла-
дется на его направляющие
вверх торцом, на котором при
обработке была нанесена базо-
вая 'риска. Затем в отверстие
колеса вводится длинным кон-
цом вал 1. С помощью гидро-
толкателя колесо по направляю-
щим передвигается в рабочую
зону пресса; запрессовка вы-
полняется через переходную втулку штоком силового гидро-
цилиндра. Затем колесо выдвигается в подготовительную зону,
где проверяют правильность запрессовки вала по длине (по-
садочная шейка вала не должна выступать за торец ступицы
колеса), надевают на вал втулку 2, крышку 4, прокладку
5 и буксу*/ в сборе с роликоподшипником 8. При сборке буксы
необходимо,"чтобы торец корпуса был расположен кольцевой базо-
вой риской вверх, а подшипник — индивидуальным номером вниз;
при надевании на вал для запрессовки базовая риска на корпусе
должна быть обращена к колесу. Подставив под торец внутрен-
него кольца роликоподшипника другую переходную втулку —
приспособление, подают собираемый узел под шток силового ги-
дроцилиндра для напрессовки. После установки и закрепления
винтом 10 глухой крышки 9 колесо с помощью специального за-
хвата перекантовывается на 180° для сборки длинного конца вала.
Захват имеет два вращающихся башмака, закрепляемых на по-
Рис.3.2. Приспособление для контроля колеса в сборе с буксами
125
верхности обода колеса в его диаметральной плоскости. В собран-
ном виде букса должна свободно, без заедания и заклинивания,
вращаться; трение крышек 3 и 4 о распорные втулки 2 и вал 1 не
допускается. Контрольными параметрами для колеса в сборке яв-
ляются параллельность посадочных пазов обеих букс и расстоя-
ние между осевыми линиями пазов (размер 320 ± 0,5). Эти пара-
метры контролируются с помощью приспособления (рис. 3.2).
Колесо устанавливают в приспособлении так, чтобы оба паза каж-
дой буксы были совмещены с двумя парами соответственно распо-
ложенных планок. При сборке буксы между подшипником и тор-
цами крышек должны быть обеспечены зазоры 0,5 и 2 мм. Опреде-
ление номинальных размеров регулировочных прокладок и их пре-
дельных отклонений производится с помощью размерной цепи.
3.3.	СБОРКА ГРУЗОВЫХ БАРАБАНОВ
На рис. 3.3 показана установка барабана диаметром 500 мм,
а на рис. 3.4 — технологическая схема его сборки. Отдельными
сборочными единицами барабана (подгруппами первого порядка)
являются зубчатая ступица в сборе с крышкой 1сб8, вал в сборе
с холостой ступицей и подшипниками качения 1сб2 и маслотрубка
1сб38. Общая сборка барабана выполняется на роликовых призма-
тических опорах. Крепежные болты для ступиц заводят изнутри
А-А
Рис. 3.3. Установка барабана диаметром 500 мм (позиции рисунка см,
на рис. 3.4)
124
к
9 \ 4
DXnDJ
9 | S2
ognom
9 | 22
DHQDl/HDH
~ I | £7
I .
wi/og
/ I
U01UJ DXHDi/U
/ [всвт
atfogagDUgMi
qiundououij
S
<L>
X
R
03
рабана
'080111 ognom

8 \ 81
шнпиит
8 1 02
08 ПО J
В I 12
ognom
8 I 81
шнт/ит
8 | 02
D8TI0J -
~8 I 12
ognom
9k | 61
uji/og
/ | П
n-mgou dam
E-

IS
H
ir

l 12WI
odoga g t/og

e
>
§
/	i I вgo i
	ghtonnufiwg
шпд
i | 91
yg-nom
/ I »/
oxmiqdx
I I Я
D8gnu80dij
(vHogndoq noiuodogou o’)
$ —
опноил ago g.
noqoxoodpm чшодоааайиод
a
s
Л
125
барабана и запрессовывают подвесной гидроскобой. Положение
зубчатой и холостой ступиц по шагу болтов определяется по сде-
ланной при обработке маркировке, а при сборке их снова марки-
руют. Вал в сборе с холостой ступицей 1 сб2 заводят в барабан и
отверстие зубчатой ступицы с помощью специальной поддержки.
Для завинчивания шпилек и гаек крепления планок используют
гайковерт. В крупносерийном производстве барабанов широко ис-
пользуют средства механизации сборки. На одном из заводов
успешно применяют специальный сборочный стенд с кантователем.
Основным узлом стенда является рама, поворачивающаяся вокруг
горизонтальной оси с фиксацией через каждые 90°. В раме на приз-
матических опорах и между двумя торцовыми упорами установлены
два барабана. На портале установки смонтированы съемники с ги-
дроцилиндрами для установки и снятия барабанов. Для этого
съемник вводят в ступицу барабана, после чего раздвигаются его
захваты. На том же портале на отдельных консолях установлены
гайковерт и гидроскоба для запрессовки болтов. Эти приспособле-
ния используют при выполнении сборочных переходов с торцовых
сторон барабана, когда они занимают вертикальное положение.
Подшипники запрессовываются гидроцилиндрами, расположен-
ными с двух сторон и приводимыми в действие, когда оси барабанов
расположены горизонтально. Кантователь не только сокращает
основное время сборочной операции, но и сводит к минимуму
вспомогательное время, обычно длительное при сборке таких круп-
ногабаритных узлов. Все вспомогательные движения на стенде
механизированы.
3.4.	СБОРКА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Для крюковых подвесок всех видов характерно наличие канат-
ных блоков, собираемых на подшипниках качения, и грузового
крюка с возможностью поворота вокруг оси. В нормальных под-
весках блоки устанавливают на отдельной оси, а траверса служит
только для монтажа крюка; траверсу цапфами устанавливают
параллельно оси блоков в отверстиях щек подвески; крюки и тра-
версы у этих подвесок более короткие. В укороченных крюковых
подвесках (рис. 3.5) блоки устанавливают на цапфах траверсы,
в связи с чем крюк имеет более длинный стержень, а траверса —
удлиненные посадочные шейки. Пластинчатые крюки, у которых
присоединительным элементом является отверстие, подвешивают
к траверсе с помощью серьги. Подвески имеют сварные кожухи,
которые удерживают канаты от выхода из ручьев блоков, защи-
щают блоки от ударов и попадания грязи. Размеры кожуха должны
исключать возможность заклинивания канатов между ними и бло-
ками (зазор 5—20 мм). Однако, несмотря на различное число бло-
ков в подвеске, виды применяемых подшипников и способы их
крепления, технология сборки подвесок в своей основе остается
неизменной.
126
Рис. 3.5. Крюковая подвеска
Блоки собирают раз-
дельно. Перед сборкой
каждый блок 2 нагревают
на индукционной установ-
ке до температуры 100—
140 °C и в его посадочное
отверстие устанавливают
подшипник 6. Возможна
сборка этого узла на прес-
се и без нагрева блока.
Подшипники качения
освобождают от консерва-
ционной смазки, промы-
вают и после запрессовки
в блок набивают смазкой.
Сборка осуществляется
при обычном построении
операции и с соблюде-
нием общих правил. В
виде сборно-сварных узлов
поступают на сборку ко-
жуха 1 подвески. Крюк 8
после механической обра-
ботки поступает в ком-
плекте с гайкой 3. При
установке крюка в травер-
су 7 кольца упорного ша-
рикоподшипника 5 запрес-
совывают в выточку траверсы и выточку гайки крюка; если при этом
необходим большой температурный перепад, он достигается охлаж-
дением колец шарикоподшипника. Установив требуемый осевой за-
зор S между торцом траверсы и заплечиком крюка (3 мм), просвер-
ливают по месту отверстие в шейке крюка через отверстие в гайке
и устанавливают болт 4, чтобы исключить возможность отвинчива-
ния гайки. При транспортировке крюка-траверсы и на операции
сверления необходимо цапфы траверсы защитить от повреждения
с помощью мягких подкладок. Шеки'крюковых подвесок для устра-
нения перекосов при сборке должны быть обработаны по посадоч-
ным отверстиям совместно. Оседержатели '(ригели) подбирают по
ширине прорезей в осях и при обеспечении минимального зазора
(до 0,5 мм). В процессе сборки симметрично расположенных элемен-
тов траверсу неоднократно кантуют, а после установки блоков и
кожухов подвешивают на крюке для регулировки и контроля. При
этом должно быть обеспечено требуемое расположение смазочных
отверстий, свободное проворачивание крюка и блоков вокруг
осей, отсутствие трения блоков и крышек о кожуха и щеки.1
127
З.б. СБОРКА ТОРМОЗА
На рис. 3.6 показана типовая конструкция тормоза для шкива
диаметром 400 мм (тормоз ТКП-400). В заторможенном состоянии
тормоза главная пружина 28 сжата. Она давит с одной стороны на
скобу 5, соединенную пальцем 2 с рычагом 15, а с другой стороны—
на пружинные гайки 29, сидящие на штоке 6, который передает
усилие на рычаг 9 через регулировочные гайки и шайбы 18 и 19.
Под действием главной пружины рычаги поворачиваются на паль-
Рис. 3.6. Тормоз ТКП-400
128
цах 10 и прижимают колодки 8 к поверхности тормозного шкива.
В заторможенном положении якорь магнита откинут и между
приливом рычага и упорным болтом 16 имеется зазор. При вклю-
чении тока якорь магнита прижимается к сердечнику, нажимает
на шток, заставляя его сдвигаться и сжимать главную пружину.
При этом главная пружина перестает стягивать рычаги, и рычаг 15
под действием магнита отходит от шкива до тех пор, пока упорный
болт 16 не упрется в прилив на рычаге. После этого под действием
вспомогательной пружины 26 отходит рычаг 9. Растормаживание
заканчивается, когда якорь магнита коснется сердечника.
При сборке тормоза базовой подгруппой служит подставка
1сб11. Отдельно собирают еще восемь подгрупп первого порядка:
шток 1сб6, пальцы 1сб14, 1сб10, 1 сб2 и 1сб1.
Наиболее сложным элементом тормоза является рычаг якор-
ный в сборе (1сб15). При его сборке последовательно устанавли-
вают болт упорный 16 с гайкой 17, колодки в сборе (2сб8), палец 7,
ригель 4, шайба 13 и болт 12. Так как тормозная колодка входит
в состав подгруппы первого порядка 1сб15, то она является под-
группой второго порядка. Колодку собирают на заклепках с об-
кладками ферродо и фиксатором в сборе, который является под-
группой третьего порядка. Фиксатор в сборе (Зсб22) собирают из
корпуса 22, двух упоров 21, пружины 23 и двух винтов 24. Собран-
ные подгруппы соединяют с помощью вилок 3 и крепежных дета-
лей нескольких типоразмеров (дет. 12, 13, 18, 20, 25, 27). Регули-
ровка тормоза на специальном стенде заключается в установке
нормального хода якоря, регулировке главной пружины на задан-
ный тормозной момент и установке равномерного отхода обеих
колодок. При регулировке хода якоря регулировочные гайки
удерживают ключом, а шток 6 вращают до тех пор, пока ход якоря
не достигнет установленной величины (для данного тормоза 2 —
3 мм). При регулировке используют специальный ключ, являю-
щийся одновременно шаблоном. Он имеет зевы для гаек и для хво-
стовика штока и мерные выступы для проверки наибольшего и наи-
меньшего зазоров между сердечником и якорем в момент отхода.
Регулировка главной пружины 28 заключается в установке такой
ее осадки, которая обеспечивает необходимое установочное усилие,
принятое по нормативам; установочная длина пружины для нор-
мального момента определена паспортом пружины; промежуточ-
ные значения тормозных моментов находятся интерполяцией.
Осадка пружины осуществляется вращением штока при удержи-
вании пружинных гаек ключом. После регулировки длина главной
пружины фиксируется двумя пружинными гайками 29, которые
должны быть затянуты до отказа. Третья гайка 29 является от-
жимной и должна быть в последний момент регулировки прижата
к пружине с усилием, достаточным для ее удержания от переме-
щения по штоку при работе тормоза. Установочная длина пружины
отмечается двумя отчетливыми рисками на обеих сторонах
скобы.
5 Косилова А. Г.
129
Последней регулировкой тормоза является установка равно-
мерного отхода колодок. Производится она при расторможенном
тормозе. Отжимную гайку прижимают к якорному рычагу и, удер-
живая ее ключом при вращении штока за хвостовик, раздвигают
рычаги, на величину хода штока, т. е. до тех пор, пока якорь
коснется сердечника. После этого с помощью болта 16 устанавли-
вают по щупу равные зазоры между шкивом и обкладками обеих
колодок, после чего болт надежно фиксируется контргайкой, а от-
жимную гайку 29 опять прижимают к пружинным. Тормоз монти-
руют на машине после установки шкива. Если шкив установлен
консольно, то тормоз надевается на него с раздвинутыми с помощью
отжимной гайки рычагами. Если шкив расположен со стороны
двигателя, то, пользуясь прорезью в рычаге, разъединяют шток
и рычаг 9. При этом отжимную гайку прижимают к якорному ры-
чагу, свинчивают регулировочную гайку, снимают сферическую
и опорную шайбы и откидывают рычаг путем поворота его на оси 10.
После установки тормоза на место снятые детали вновь устанавли-
вают и рычаг соединяют со штоком. При закреплении тормоза не-
обходимо следить, чтобы фрикционные обкладки колодок распола-
гались параллельно поверхности шкива в расторможенном состоя-
нии и прилегали к нему всей поверхностью, в заторможенном.
Непараллельность и перекос в расторможенном состоянии не
должны превышать 0,1 мм на 100 мм ширины шкива. Для хорошей
работы тормоза необходимо обеспечить в момент сборки контакт
трущихся поверхностей по площади не менее 80 %, причем места
неточного прилегания должны быть рассредоточены по всей по-
верхности накладки. Все гайки и болты должны быть плотно за-
тянуты. Рычаги и скоба должны свободно качаться на своих паль-
цах без заедания, но и без зазора. Фиксаторы должны надежно
удерживать колодки в определенном положении, не мешая их само-
установке. При работе магнит не должен сильно шуметь и перегре-
ваться выше 105 °C. Температура шкива не должна превышать
200 °C.
3.6. СБОРКА НАТЯЖНОГО УСТРОЙСТВА
КОНВЕЙЕРА
Винтовое натяжное устройство ленточного конвейера (рис. 3.7)
состоит из сварного барабана, двух ползунов, являющихся кор-
пусами подшипников барабана, двух сварных рам с направляю-
щими для ползунов и двух натяжных винтов. В собранном натяж-
ном устройстве ось барабана должна быть перпендикулярна на-
правляющим обеих рам, и при вращении винтов ползуны должны
плавно перемещаться по этим направляющим. Общая сборка на-
тяжного устройства включает следующие основные операции. На
сборочном стенде устанавливают базовые элементы —две рамы 11
на требуемом расстоянии между ними. На нижние направляющие
рам устанавливают два ползуна 9, собранные на оси 2 с барабаном
130
Рис. 3.7. Натяжног устройство ленточного конвейера
1. Винт натяжной 8 с шайбой 10 вводят в отверстие рамы; затем на
винт навинчивают гайки 6 и 7 и устанавливают по длине соответ-
ственно положению гнезд в ползуне. После этого винт вводят во
второе отверстие рамы, а гайки —в гнезда ползуна. Гайку 4 на-
винчивают до упора на конец винта, затем немного отпускают,
чтобы обеспечить свободное вращение винта; гайку засверливают
по месту и фиксируют штифтом 5. На раму натяжки и призмати-
ческие направляющие ползунов накладывают угольники 3 и за-
крепляют болтами.
3.7. СБОРКА РОЛИКОВ
И РОЛИКОВЫХ ОПОР
Ролики (рис. 3.8)применяются в роликовых опорах ленточных
конвейеров и в роликовых конвейерах (рольгангах). Доста-
точно большой объем годового выпуска роликов при конструктив-
ной унификации их основных типоразмеров позволяет организо-
вать не только групповую поточную сборку, но и создать эффек-
5*	13J
Рис. 3.8. Ролик в сборе
тивно работающие групповые
автоматические сборочные ли-
нии. Основные операции поточ-
ной сборки корпусов роликов
представлены на рис. 3.9. Кор-
пуса собирают на специализи-
рованном горизонтальном дву-
стороннем прессе. Трубу 1 ро-
600
635
лика кладут на две призмы П, а на ловители Л гидравлических го-
ловок надевают последовательно сменные оправки для вкладышей,
подшипников или уплотнений. Вкладыши 2 надевают на ловители Л
пресса и при рабочем ходе плунжеров пресса запрессовывают до
упора в заплечики трубы (операция /). Завальцовку вкладышей ве-
дут обжатием при осевом перемещении конической чаши Ч (опера-
ция 2). Для развальцовки внутренней трубы 3 ее вставляют в поса-
дочные места вкладышей, доводят до упора в конусную оправку К
приспособления и при помощи второй такой же оправки давлением
или под ударами раздают по обоим концам (операция 3). За этим сле-
дует группа операций сборки с осью и подшипниками. В собираемый
ролик вкладывают ось и ролик укладывают на призмы пресса.
Шарикоподшипники, вставленные в оправки пресса и направляясь
ими, запрессовываются одновременно в посадочные места вклады-
шей и на шейки оси. Точность направления обеспечивается уста-
новкой оси ролика центровыми гнездами на центрах оправок-лови-
телей. При втором рабочем ходе запрессовываются лабиринтные
втулки. Затем рредварительно сжатые стопорные кольца заводятся
в канавки ролика и оси. После окраски лаком торцовых поверхно-
стей ролика он поступает на заправочный пресс, где через штуцер,
Рис. 3.9. Основные операции
сборки ролика
132
Рис. 3.10. Приспособление для сборки роликоопоры (а) и схема измерения рас-
положения стоек (б)
ввинченный в резьбовое отверстие оси, в него нагнетается смазка.
При появлении смазки в лабиринтном уплотнении заправка за-
канчивается, а в отверстие оси ставится масленка. Контроль вра-
щения ролика осуществляется при его соприкосновении с движу-
щейся возвратно-поступательно плоскостью; ось ролика при этом
удерживается с помощью рычажной системы на месте.
Сборку роликов на групповой переналаживаемой автоматиче-
ской линии, работающей с тактом 0,8 мин/шт, выполняют в девяти
рабочих позициях.
Все технологические переходы выполняются автоматически, од*
повременно с двух сторон; собираемые детали, подшипники и
уплотнения выдаются из магазинов соответственно ориентиро-
ванными. Автоматическая линия выпускает ролики с наружными
диаметрами 121, 127 и 159 мм в пяти вариантах длин (от 305 до
600 мм), массой от 10 до 24 кг. Переналадка автоматической линии 
при переходе к другому типоразмеру ролика требует смены опра-!
вок, установки лотков и рабочих органов на требуемую длину.;
Линия имеет систему блокировки, контролирующую наличие со-'
бираемых деталей и качество сборки.
Роликовая опора является унифицированным узлом, исполь-
зуемым для поддержания ленты конвейера. Она состоит из метал-
локонструкции и трех уложенных в нее роликов. Металлоконст-
рукцию собирают в приспособлении (рис. 3.10). Ролики ориенти-
руют в пазах стоек металлоконструкции по лыскам на концах осей.
Ось среднего ролика расположена горизонтально, а оси боковых
роликов — под углом 20° к ней. В собранной роликовой опоре оси
133
всех трех роликов должны лежать в одной плоскости (отклонение
до 1,5 мм). В металлоконструкции вертикальную плоскость распо-
ложения осей роликов определяет ребро уголка 1. При сборке под
сварку стойки 2 и 3 роликоопоры ориентируются откидными фик-
саторами 4 приспособления, вводимыми в пазы и опираются на
уголок 1. При необходимости поверхности прилегания стоек под-
гоняют к уголку 1. Расположение осей пазов от общей оси прове-
ряют с помощью струны. Струну С натягивают так, что ее расстоя-
ния f от осей пазов крайних стоек 2 равны между собой. Это дости-
гается измерением расстояний До и До между стороной каждого
паза и струной. При этом следует учитывать, что Дб = До + 0,56';
До = До + 0,56", где До — постоянная величина До = 0,56; 6' и
6" —фактические отклонения размеров ширины Ъ пазов. Расстоя-
ния Ах и Д2 осей пазов средних стоек 3 измеряют от сторон пазов
до струны с использованием щупа контрольного угольника У и
призмы П. Отклонение оси паза каждой стойки от общей оси опре-
деляем пересчетом: ft =0,5/?! —Дх; /2 =0,562 —Д2.
Сравнивая и /2 с установленной величиной /0, определяют
отклонение расположения оси паза каждой стойки от общей оси
(т. е. оси расположения крайних стоек).
3^8. СБОРКА ПОВОРОТНЫХ
И отклоняющих УСТРОЙСТВ ЦЕПНЫХ
КОНВЕЙЕРОВ
Поворотные устройства служат для изменения направления
движения цепного конвейера на углы от 30 до 180°; при угле до
30° применяются отклоняющие устройства. Эти устройства со-
стоят из звездочки и сварной конструкции, включающей одну или
две опоры для оси звездочки и путь для цепи. Звездочка является
быстроизнашиваемой деталью узла, поэтому она выполняется от-
дельно от ступицы (рис. 3.11). Собирают звездочки в поворотном
Приспособлении. Вначале звездочку 8 собирают со ступицей 7 На
болтах. Далее в ступицу запрессовывают подшипник 2, а в него
ось /; перекантовав собираемый узел на 180°, устанавливают ди-
станционную втулку 3, одновременно запрессовывают в корпус и
на вал второй шарикоподшипни к 4, устанавливают крышку 6,
дистанционное кольцо 5 и кронштейн с крепежными деталями.
Звездочки испытывают на стенде при максимальном натяжении
цепи, обеспечиваемом с помощью пневматического натяжного
устройства.
При сборке поворотного устройства необходимо обеспечить
совпадение средних плоскостей П звездочек по линии конвейера.
Это достигается контролем положения звездочек относительно
верхних полок швеллеров 10 пути по-размеру 53i?,s и регулиров-
кой с помощью шайб 11. Расстояние 53 проверяют в точке О при
прохождении через нее трех зубьев Т на окружности, располо-
134
Рис. 3.11. Эскизы сборки
устройств цепного кон-
вейера
Каретка
(дмобно)
женных под углом 120°. Расстояние выступов зубьев от боковой
стороны пути проверяют щупом (3 мм) в трех точках закруглен-
ного участка пути. Собранный узел проверяют прокатыванием
цепи с каретками по звездочке; при этом катки 9 каретки должны
кататься по внутренним полкам швеллеров пути, а кулачок не
должен касаться краев полок 10. На общей сборке устройства базо-
вым узлом служит путь в сборе; к нему приваривают стойки опоры
верхней; затем устанавливают звездочку с присоединенной к ней
нижней опорой.
3.9.	СБОРКА ТЕЛЕЖКИ ПОДВЕСНОГО
/КОНВЕЙЕРА
Грузовая тележка (рис. 3.12) подвесного толкающего конвейера
состоит из корпуса 1, четырех катков 6, двух направляющих ро-
ликов 2 и двух кулачков 3. Все катки тележки собирают с подшип-
никами, сквозной крышкой и кольцом на прессе. Два катка в сборе
с подшипниками устанавливают на общей сборке тележки, а два
других собирают с осями на узловой сборке. На ось 5 катка, уста-
135
Рис. 3.12. Грузовая тележка подвесного толкающего конвейера
новленную в приспособлении в вертикальном положении, наде-
вают каток, предварительно собранный с подшипником, заводят на
ось шайбу и, завернув винт, загибают шайбу на шлиц винта. Затем
ставят крышку, заводят замочное кольцо в выточку катка. Общая
сборка тележки производится в специальном приспособлении ти-
сочного типа. Траверсу устанавливают в вертикальном положении
и поджимают к плоскости угольника, одновременно ориентируя
двумя планками. К траверсе подводят кулачок 3 и одновременно
в отверстия траверсы и кулачка вводят ось катка. Затем ось катка
запирают осью 4 ролика; на конец оси надевают второй каток
в сборе с подшипником, ставят шайбу, винт, крышки и кольца.
Винты 7 катков затягивают гайковертом с моментом 3140 Н -м, вин-
ты роликов —моментом 932 Н-м. При сборке тележки кулачки
должны занимать положение, определяемое размерами 21 + 0,5;
84 + 1 и 50 + 2,5. Эти размеры контролируют шаблоном. После
регулировки винт затягивают с моментом 2450—2940 Н-м и сто-
порят другим винтом. Каждую тележку проверяют на легкость
передвижения с грузом 5 кг и на прилегание четырех катков
к плоской плите (допускаемый зазор между плитой и неприле-
гающим катком 0,7 мм на диаметре 98 мм). Допустимое торцовое
биение катков на диаметре 50 мм до 2 мм (по 1 мм в каждую сто-
рону); осевой зазор катка до 1 мм.
3.10.	СБОРКА ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ
УСТРОЙСТВ КРАНОВ
Опорно-поворотное устройство находится между основанием и
поворотной частью крана. Основным узлом устройства является
поворотный круг с телами качения в виде катков или шаров.
133
А-А увеличено
Рис. 3.13. Опорно-по-
воротное устройство
каткового типа
Опорно-поворотное устройство каткового типа (рис. 3.13) имеет
центральную неподвижную колонну /, на которой в подшипнике
скольжения вращается поворотный круг 7 и верхняя часть крана.
Катки поворотного круга опираются на круговой рельс 6 непо-
движной части, а сверху с катками контактирует круговой рельс 4
поворотной части. При общем монтаже опорно-поворотного уст-
ройства выбирают осевой зазор колонны затяжкой нижней гайки;
замерив у верхнего конца колонны размер К при незатянутых
137
Рис. 3.14. Эскизы сборки опорно-поворотного круга
пружинах 2, осаживают пружины на 5 мм с помощью верхней гайки
и стопорят ее в этом положении. Опорно-поворотный круг состоит
из 36 катков, установленных в четырех сварных секторах, собран-
ных в круг. Оси всех катков 8 должны пересекаться в центре О
круга с отклонением не более 5 мм. Радиус расположения катков
обеспечивается при соблюдении следующих условий: осевой зазор
+ Е2 - 3 мм; смещение S катков относительно края рельса от
О до 8 мм; допускается установка лишь одной шайбы 5 (размером
от 6 до 14 мм). Поворотный круг собирают (рис. 3.14) на сборочном
стенде с круговым рельсом, имитирующим рельс поворотного
круга. Ранее изготовленные секторы 1 круга укладываются на
подкладки, установленные на рельсе стенда. Их положение выве-
ряют по среднему диаметру круга 5500 мм; пригоняя стыки соеди-
нительных фланцев, все четыре сектора скрепляют чистыми бол-
тами в единое кольцо (см. рис. 3.13). Пользуясь оправкой (фаль-
шось) и двумя призмами, устанавливают планки 2 и 3 в отверстиях
секторов, обеспечивая размер 125 ± 0,2 мм измерением размеров
Н и d и направление каждой оправки к центру О круга; планки
прихватывают сваркой. Катки 5 устанавливают в сепаратор сна-
чала без осей (вид б). Подбирают шайбы 4 к каждому катку так,
чтобы был соблюден суммарный осевой зазор Ех + Е2 с, 3 мм,
138
Рис. 3.15. Опорно-повоРотное устройство шарового типа
а смещение катка с рельса не превышало бы S =8 мм; подобран-
ные шайбы маркируют, а иногда и специально подгоняют обработ-
кой. Перед установкой осей 7 катков производится подсборка их
с роликами 6 игольчатых подшипников (вид в). Ролики наклеи-
вают в двух канавках оси по 50 в каждой с помощью консистент-
ной смазки и ось вставляют в приспособление-обойму 8. При сборке
катков обойму ставят на призму и ось катка выталкивают из нее
вместе с иглами, вводя в отверстие катка; здесь же надевают ранее
подобранные шайбы 4, приваривают планки 2 и 3, устанавливают
и закрепляют оседержатели (см. рис. 3.13). Проверяют прилега-
ние всех катков круга к рельсу и шаг соседних катков.
Опорно-поворотное устройство шарового типа (рис. 3.15) пред-
ставляет собой- двухрядный радиально-упорный подшипник диа-
метром 2650 мм. Поворотный круг состоит из двух полуколец 4 и 2,
зубчатого венца 1 (внутреннее кольцо), шаров 5 диаметром 60 мм
(222 шара) и сепарирующих втулок 6 между шарами (222 втулки
в обоих рядах). Суммарный окружной зазор шарикового ряда
обеспечивается одной втулкой-компенсатором, длину которой уста-
навливают при сборке. Осевой зазор круга допускается в пределах
от 0,1 до 0,36 мм; он обеспечивается высотой верхней полуобоймы
и регулировочных прокладок 3. Шары одного ряда должны при-
надлежать к одной размерной группе, подбираемой с отклонением
до 0,005 мм. Комплект шаров и сепарирующих втулок набирают
в приспособлении (рис. 3.16). Шары кладут в кольцо, имитирую-
щее по диаметру расположения шаров обойму круга. Кольцо имеет
торцовую канавку призматической формы, в которой и подби-
раются шары по размеру Н. Здесь же устанавливают длину
139
A-A
90°
Рис. 3.16. Подбор шаров по размеру
13 втулки-компенсатора окруж-
ного зазора. На общей сборке
в нижнюю полуобойму, уложен-
ную на сборочном стенде, пере-
кладывают подобранный в при-
способлении комплект шаров и
втулок. Затем кладут зубчатый
венец, накрывая шары. В его
дорожку катания укладывают
второй комплект из 111 шаров
и 111 втулок и накрывают по-
луобоймой верхней. Осевой за-
зор круга относительно венца
регулируют прокладками 3, а
затем обоймы соединяют вин-
тами и гайками.
3.11.	СБОРКА ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ
ПЕРЕДАЧ .ЛЕБЕДОК И РЕДУКТОРОВ
Лебедки многих машин и тем более редукторы изготовляют в ко-
личествах, позволяющих применить поточную сборку на конвейе-
рах с непрерывным или периодическим движением или на непод-
вижных стендах; в некоторых случаях организуются групповые
поточные линии для сборки изделий нескольких типоразмеров.
Постановка технологического процесса в крупносерийном
производстве, точность расточки корпуса и изготовления и сборки
валов обычно обеспечивает получение хорошего качества зацепле-
ния зубьев, нормальных температурных и шумовых характеристик.
При этих условиях качество зацепления проверяют после обкатки
редуктора; если есть опасность появления дефектов, качество
зацепления необходимо проверить в момент общей сборки. Для
этого собранные с зубчатыми колесами, подшипниками и другими
деталями валы укладывают в корпусе на свои места и временно
закрепляют планками, так как проверить боковой зазор передачи
и пятна контакта зубьев удобно до установки крышки. В неразъем-
ных корпусах обычно предусматривают проемы и окна, позволяю-
щие выполнить проверочные работы. Расположение пятен кон-
такта зубьев, бокового зазора и свободного хода передач регламен-
тируются действующими ГОСТами для цилиндрических, кони-
ческих и червячных передач.
В налаженном крупносерийном или серийном производстве
эти параметры контролируют, проверяя определенный процент
изготовленных изделий; схемы контроля приведены на рис. 3.17.
Для цилиндрических зубчатых колес по СТ СЭВ 641 —77 минималь-
ный гарантированный боковой зазор при межосевом расстоянии
140
г)
Рис. 3.17. Схемы’’проверки качества сборки зубчатых и чер-
вячных передач
от 125 до 4000 мм составляет от 160 до 1050 мкм (для сопряжения
вида В и V класса межосевого расстояния). Метод деформируемого
щупа (свинцовой проволочки) применяют для контроля бокового
зазора в крупных передачах, где зазоры имеют достаточную вели-
чину. Боковые зазоры в пределах малых размеров удобнее про-
верять индикатором по замеру величины свободного хода передачи
(вид а). На вал одного из зубчатых колес надевают рычаг, к кото-
рому на известном расстоянии I подводят щуп индикатора. Стрелку
индикатора ставят на ноль в тот момент, когда зазор в передаче
выбран в одну сторону. Затем, при повороте рычага с колесом 1
в противоположную сторону при невращающемся втором колесе 2,
индикатором измеряется величина S„ перемещения рычага I.
Второй индикатор контрольный. Фактическую величину S({)
бокового зазора определяют из подобия треугольников Sd) =
= Sar/l.
Пятно контакта контролируют по краске или по металличе-
скому блеску, появляющемуся на поверхности зуба после непро-
должительной работы зубчатой передачи. Фактически наблюдае-
141
мне пятна контакта зубьев сопоставляют с требуемыми по ГОСТу.
Обязательным является расположение его в средней части зуба.
Расположение пятен контакта ближе к одному торцу на полном
обороте колеса и тем более клиновая форма пятна (вид б) указывает
на отклонение от параллельности осей собранных валов с зубча-
тыми колесами в связи с погрешностью расточки отверстий в кор-
пусе. Если клиновое пятно контакта на одном обороте колеса
перемещается от одного торца колеса к другому, то это является
результатом торцового биения зубчатого колеса, возникшего при
узловой сборке с валом. Если в передаче применены подшипники
с коническими роликами, то осевой зазор вала (0,1—0,15 мм)
регулируется путем подбора прокладок. После полной сборки
передачи, регулировки осевых зазоров валов и должной затяжки
всех крышек измеряют необходимый для проворачивания передачи
статический момент.
В конической передаче вершины делительных конусов обоих
зубчатых колес должны совпадать. Однако этот показатель нельзя
непосредственно проверить. Результативная точность передачи
зависит от точности расположения основных отверстий в корпусе
редуктора и точности самих колес. Качество сборки конических
редукторов контролируют также по пятну контакта и боковому
зазору, который при среднем конусном расстоянии от 50 до
1600 мм, вид сопряжения В (угол делительного конуса шестерни
15—25°) составляет 100—320 мкм; при угле делительного конуса
более 25° —от 120 до 420 мкм.
Конические передачи допускают небольшую регулировку за-
цепления путем осевого перемещения зубчатого колеса с использо-
ванием прокладок или установочной гайки.
Сборка червячной передачи, несмотря на конструктивные
отличия от зубчатых, связана с решением тех же задач. Главными
условиями хорошей работы червячной передачи следует считать
достаточные размеры и правильное расположение пятна контакта,
соблюдение в допустимых пределах бокового зазора и постоянства
крутящего момента на одном обороте колеса.
Значительное смещение пятна контакта в одну сторону свиде-
тельствует о несовпадении оси червяка со средней плоскостью
червячного колеса или об отклонении от перпендикулярности осей
червяка и червячного колеса. Положение оси червяка относи-
тельно средней плоскости колеса проверяют шаблоном по равенству
размеров от торцов колеса до образующих червяка (вид в). Исполь-
зование торцов колеса в качестве измерительных баз возможно
лишь при условии, что они были подготовлены для этого во время
обработки радиусной выточки на заготовке червячного колеса,
когда с помощью кантующегося шаблона были обеспечены равные
расстояния обоих торцов от средней плоскости колеса. Требуемое
положение, определяемое равенством зазоров sx, s2, достигается
при перемещении колеса по шейке вала с последующей фиксацией
в нужном положении. Если после этой выверки пятно контакта
142
остается смещенным, то причину следует искать в отклонении от
перпендикулярности осей червяка и червячного колеса в про-
странстве, т. е. в недопустимой погрешности обработки корпуса.
Боковой зазор червячной передачи при виде сопряжения В и V
классе межосевого расстояния составляет от 140 до 1050 мкм при
межосевых расстояниях от 80 до 4000 мм. Боковой зазор червяч-
ного зацепления проверяют при надобности по углу поворота чер-
вяка при неподвижном червячном колесе. Крутящий момент,
необходимый для вращения червяка, на полном обороте червяч-
ного колеса не должен колебаться более чем на 10 % в более
точных передачах и более чем на 30 % в передачах средней точ-
ности. Причиной колебания крутящего момента может явиться
несоосность начальной окружности червячного венца и посадоч-
ного отверстия, овальность начальной окружности или изогну-
тость оси червяка. Регулировка упорных подшипников должна
обеспечивать осевой зазор 0,05—0,15 мм.
Процесс сборки глобоидной червячной передачи усложняется
необходимостью совместить ось червячного колеса со средней
плоскостью глобоида. При узловой сборке червяка с подшипни-
ками качения (обычно радиально-упорными подшипниками, мон-
тируемыми в стакане) обеспечивается требуемый осевой зазор
(обычно 0,05—0,2 мм); это достигается подбором толщины прокла-
док Пг между наружными кольцами подшипников при уже уста-
новленных прокладках Л2 между внутренними кольцами (вид г).
Устанавливая червяк в сборе в корпус передачи 1, регулируют
осевое положение всего узла так, чтобы средняя плоскость гло-
боида и ось расточек в корпусе Ок под опоры червячного колеса
совпадали. Это проверяют шаблоном 2. Шаблон базируется двумя
призмами по шейкам червяка и базовому торцу Т, расстояние К
которого от средней плоскости глобоида было обеспечено при
изготовлении червяка. Размер Н шаблона учитывает размер Д'
и диаметр d оправки, определяющей ось расточек радиуса R
в корпусе под опоры червячного колеса: Н = К + 0,5d + S,
зазор S между оправкой и мерительной поверхностью шаблона
регламентирован (обычно S =0—0,1 мм); в случае отклонения
червяк в сборе перемещается в направлении оси; достигнув тре-
буемого положения, фиксируют толщину прокладок П3 между
стаканом и корпусом передачи. После этого ставят на место
червячное колесо и проверяют совмещение оси червяка со средней
плоскостью колеса (см. вид в). Если пользование шаблоном затруд-
нительно (например, при нижнем расположении червяка), то
вместо шаблона и щупа применяют индикаторный рычажный
прибор, размеры и форма плеч которого позволяют коснуться тор-
цовой поверхности колеса и образующих червяка в труднодоступ-
ном месте.
Редукторы обкатывают на стенде, оборудованном электродвига-
телем постоянного тока для бесступенчатого регулирования
частоты вращения и нагружающим устройством. Обкатка вхоло-
143
стую делается для серийно выпускаемых редукторов с установив-
шейся технологией. Ее проводят при частоте вращения, близкой
к проектной, в течение 30—60 мин при вращении в каждую сто-
рону; проверяют отсутствие недопустимого шума и стуков, темпе- *
ратуру нагрева и маслонепроницаемость в плоскости разъема и
уплотнениях валов. Обкатку под нагрузкой применяют в случаях,
когда необходимо устранить имеющиеся погрешности в работе
передачи (например, недостаточное пятно контакта зубьев) и ее
можно рассматривать как приработку. Основными показателями
удовлетворительной приработки редуктора являются установив-
шаяся температура и появление следов работы на поверхности ;
зубьев. Считается нормальным нагрев зубчатых редукторов до
60 °C, а червячных до 80 °C при температуре окружающего воздуха
20—22 °C.
Наблюдение за работой редуктора производится во время об-
катки. Кроме того, для серийных редукторов в установленном
количестве от выпуска назначают специальные испытания. При
испытаниях особое внимание обращают на отсутствие шума и
вибраций, на температурный режим и маслонепроницаемость.
3.12.	СБОРКА ТЕЛЕЖЕК МОСТОВЫХ
КРАНОВ
Крановая тележка состоит из рамы, механизма передвижения,
механизмов главного и вспомогательного подъема груза, крюковых
подвесок главного и вспомогательного подъема. Поточная сборка
осуществляется из взаимозаменяемых узлов на специализирован-
ном участке общей сборки, который состоит из пяти рабочих мест,
соединенных между собой подтележечными путями с колеей 2000
и 2500 мм, что позволяет собирать тележки более 50 модификаций
семи групп. На рис. 3.18 показана сборка оси тележки с колесами
на гидравлическом прессе. Ось и колеса устанавливают на опоры
4 и 5 в виде регулируемых призм. При подаче в гидродомкраты 2
Рис. 3.18. Сборка оси тележки с колесами на специальном прессе
144
масла рабочие наконечники 6 плунжеров входят в отверстия колес
и при дальнейшем ходе напрессовывают колеса на концы оси. После
сборки ось тележки поднимают с помощью рычажного выталкива-
теля 3. На разную длину пресс регулируют перемещением подвиж-
ной стойки 7 винтом 9 по станине 8. Стойки 1 и 10 неподвижные.
На первом рабочем месте собирают ходовую часть тележки.
Раму тележки с помощью крана устанавливают на неподвижный
стенд настилом вниз. Затем последовательно устанавливают валы
с ведущими и ведомыми колесами, собирают два буфера и крепят
их к раме. При сборке необходимо обеспечить выполнение техни-
ческих требований (рис. 3.19). Оси валов ведущих и ведомых колес
(оси О—О и О'—О') должны быть параллельны между собой,
реборды колес должны располагаться в одной плоскости.
Отклонение от параллельности колес в горизонтальной плоскости
(смещение оси О'—О' в положение —О(), а также смещение колес
в плоскости колеи проверяют измерением размеров К от струны.
Струну натягивают параллельно торцовой плоскости одного колеса
(размеры Ki = Ki), и в этом положении ее второй конец закреп-
ляют; измеряя размеры Кз и Kt, определяют величину смещения
Асм по колее и непараллельность оси Аг в горизонтальной плоско-
сти. Непараллельность осей Ав в вертикальной плоскости прове-
ряют отвесом по разности размеров тг и т2 от торцовой плоскости
колеса. Положение колес по вертикали и горизонтали регулируют
прокладками под буксами. После сборки ходовой части тележку
кантуют с помощью крана и устанавливают на подтележечные
рельсы сборочного участка. При этом крановая тележка должна
всеми колесами опираться на рельсы.
На втором рабочем месте устанавливают и обкатывают меха-
низм передвижения тележки. Механизм передвижения, а в после-
дующем и другие механизмы собирают по способу «горячего мон-
тажа», т. е. все механизмы устанавливают на обработанные планки,
привариваемые электродуговой сваркой к настилу тележки после
их выверки. На настиле тележки (рис. 3.20) размечают осевую
линию а—а, параллельную осям ходовых колес. Ориентируясь
по размеченной осевой, устанавливают редуктор передвижения 4.
На боковой стороне рамы тележки редуктор соединяют муфтой 5
с валом 7 ведущих колес 6. При установке редуктора необходимо,
чтобы ось выходного вала его была горизонтальна и соосна осям
валов ведущих колес (допустимое отклонение не более 0,2 мм).
После установки и выверки редуктора регулирующие планки
приваривают к тележке. Далее последовательно устанавливают
на настиле электродвигатель 1, тормоз 2 в сборе с подставками и
приводной вал 3. Предварительно электродвигатель и тормоз
выставляют на настиле по разметочной риске. Затем приводной
вал в вертикальной и горизонтальной плоскостях выставляют
визуально по торцам зубчатых полумуфт, выдерживая соосность
его с валом электродвигателя и валом редуктора; при этом привод-
ной вал должен иметь осевой зазор не менее 3—4 мм. После регу-
145
Рис. 3. 1 Контроль сборки
ходовой части тележки мо-
стового крана
Рис. 3.20. Сборка механиз-
ма передвижения тележки
лировки вала подставки электродвигателя прихватывают к на-
стилу, а затем обваривают электросваркой. Тормоз выставляют
так, чтобы колодки располагались симметрично относительно
тормозного шкива. При прижатых к шкиву колодках щупом 0,1 мм
проверяют отсутствие зазора, допускается закусывание конца
щупа на 3—5 мм. Тормоз выставляют в горизонтальной плоскости
с помощью прокладок, вводимых между подставками, и тормозом.
После установки тормоза его подставки приваривают к настилу.
Тормоз (ход толкателя и натяг пружины) регулируют в процессе
обкатки механизма передвижения тележки. Механизм передвиже-
ния обкатывают 30 мин с правым и левым вращением. При обкатке
проверяют: радиальное биение тормозного шкива (допускается
не более 0,05 мм); плавность вращения приводного вала; радиаль-
ное биение муфт (до 0,4 мм) и работу электродвигателя гидротолка-
теля на нагрев. При десяти включениях механизма передвижения
в течение минуты перегрев электродвигателя гидротолкателя не
допускается.
При сборке тележек с приводом на колеса от центрально распо-
ложенного редуктора передвижения необходимо перед установкой
редуктора проверить соосность ведущих колес (рис. 3.21). С по-
мощью гайки 1, подвижной губки 2 и шаблона 3 приспособление
закрепляют на одном из колес. Положение второго колеса прове-
146
Рис. 3.21. Контроль соосности ходовых колес
ряют и регулируют по шаблону 7 путем устранения зазоров по
ободу и торцу. Соосность приводных валов проверяют щупом 6.
Лапки щупа подводят к точке а вала, затем кронштейн 5 по тяге 4
подводят к точке б другого вала. Переставив приспособление на
колесе, проверяют соосность в точках ей г. Учитывая, что привод-
ные валы присоединены с помощью зубчатых муфт, точность вы-
верки подобным приспособлением можно считать достаточной.
На третьем рабочем месте монтируют верхний уравнительный
блок и механизмы вспомогательного подъема. На настил рамы по
разметке устанавливают и обваривают электросваркой балку
верхнего блока и уравнительный блок, выверяя его относительно
оси окон для каната. На настиле тележки размечают осевую линию
для установки барабана, редуктора, приводного вала, электродви-
гателя и тормоза. Предварительно устанавливают на раму тележки
редуктор, барабан и подставку под подшипник барабана (рис. 3.22).
Шарикоподшипник заводят в отверстие выходного вала редуктора
Г, одновременно вводят в зацепление вал-шестерню 2 редуктора
с зубчатой ступицей 3 барабана 4-, подшипник 5 барабана прикреп-
ляют болтами к подставке 6. Соосность редуктора и барабана про-
веряют измерением размеров hr и h2 в вертикальной и горизонталь-
ной плоскостях; при угловом отклонении осей торцовые плоскости
деталей 2 и 3 не параллельны, а размеры hr и h2 не равны. Ось
редуктора и барабана соответствует положению оси в—в на
рис. 3.23. Затем механизм вспо-
могательного подъема собирают
на оси б—б; выставляют сна-
чала предварительно, а затем
окончательно электродвига-
тель, приводной вал и тормоз
вспомогательного подъема; для
выверки применяют прокладки.
Рис. 3.22. Контроль соесноети редук-
тора и барабана
147
Рис. 3.23. Схема расположения осей механизмов кра-
новой тележки
Технические условия на сборку выдержи-
вают те же, что и при сборке механизма
передвижения тележки.
На четвертом рабочем месте монтируют
механизмы главного подъема (барабан, два
редуктора, два приводных вала, электродви-
гатель и тормоз) на осях г—г и д—д анало-
гично монтажу механизмов вспомогательного подъема с выдер-
живанием таких же требований.
На пятом рабочем месте обкатывают механизмы вспомогатель-
ного и главного подъемов и монтируют кожухи, перила и другие
вспомогательные элементы. Обкатка механизмов вспомогательного
и главного подъемов происходит без нагрузки и продолжается
15 мин в обе стороны. При обкатке регулируют все механизмы
согласно техническим условиям на сборку.
Крановая тележка предъявляется в ОТК и поступает в спе-
циальные камеры на окраску и сушку; затем ее передают на уча-
сток упаковки и склад готовой продукции.
На рис. 3.24 приведены типовые схемы проверки и выверки
расположения осей валов при сборке. Расположение оси вала отно-
сительно вертикальной и горизонтальной плоскостей проверяют
с помощью специального прибора (рис. 3.24, а). Угольник 1
опирается на базовую площадку 2, а индикаторы касаются вала 3.
Заметив показания индикаторов в первом положении, перемещают
прибор по длине вала, наблюдая отклонения индикаторов. Для
Рис. 3.24. Схема выверки валов при сборке
148
проверки струной необходимо натянуть ее параллельно исходной
поверхности, от которой должна проводиться проверка, а затем
измерять расстояния от струны до проверяемой поверхности. На
рис. 3.24, б показана схема проверки соосности трансмиссионного
вала 2 с валом 1 редуктора и осью 3 ходового колеса. Струна 4
натянута между временными кронштейнами на равных расстоя-
ниях ах от вала 1 и оси 3; размеры а являются контролируемыми.
Соосность двух соединенных муфтой валов проверяют индикато-
ром. На рис. 3.24, в индикатор закреплен с помощью хомута 2 на
полумуфте вала 3 электродвигателя; при вращении индикатора
щуп его касается поверхности полумуфты, установленной на
валу 1.
3.13.	СБОРКА МЕХАНИЗМА
ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МОСТОВОГО КРАНА
На рис. 3.25 представлена схема механизма передвижения
крана с раздельным приводом. Механизм передвижения для каж-
дого ведущего колеса состоит из электродвигателя 1, зубчатой
муфты 2, тормоза 7, редуктора 3, плавающего вала 6 и зубчатых
муфт 4, соединяющих редуктор с ведущим колесом 5. Общую сборку
механизма передвижения крана выполняют из готовых узлов, и
после того, как собран мост, к пролетным балкам припассованы
торцовые балки в сборе с ходовыми колесами.
Проверяют следующие параметры: пролет моста и базу крана
(отклонение 5 мм); отклонение от параллельности общих плоско-
стей ходовых колес 5 мм; отклонение от общей плоскости тор-
цов ходовых колес концевой балки 2 мм; отклонение торцовой
плоскости каждого колеса от вертикальной плоскости (до 2 мм).
Выверочной базой при установке узлов механизма пере-
движения является общая для обоих ведущих колес осевая
линия, положение которой определяется разметкой. При разметке
Рис. 3.25. Механизм передвижения крана с раздельным приводом
149
Рис. 3.26. Схема сборки меха-
низма передвижения крана с
раздельным приводом
на шейки валов ведущих
колес 5 (рис. 3.26) надева-
ют фальшцентры 1 и с по-
мощью отвеса 2 наносят
точки А на настиле 3 мос-
та, затем, пользуясь на-
тянутой по этим точкам
струной, проводят осевую
линию А—А. От нее от-
кладывают размеры е до осей ведущих/,валов редукторов 4.
Далее соединяют с помощью трансмиссионного вала и зубчатой
муфты£ ходовое колесо с”редуктором, устанавливают тормоз и
электродвигатель. Тормоз* устанавливают после выверки поло-
жения электродвигателя относительно редукторов и соединения
с ними. Тормоз надевают на тормозной шкив и прижимают ко-
лодки, обеспечивая их равномерное прилегание к поверхности
шкива. Проверив положение тормоза подлине шкива, определяют
требующиеся размеры подкладок под подставку тормоза.
Установленное регулировкой положение осей всех собираемых
узлов обеспечивается с помощью прокладок, вводимых под корпуса
подшипников, электродвигатель, редукторы, тормоза. После регу-
лировки прокладки приваривают и сверлят в них и настиле отвер-
стия под крепежные^болты.
Затем все узлы закрепляют и окончательно регулируют. Пра-
вильность сборки механизма передвижения проверяют проворачи-
ванием вручную всей цепи механизма при освобожденных от на-
грузки ходовых колесах. После проверки и прокрутки механизм
передвижения обкатывают согласно техническим условиям. Об-
катку механизма передвижения крана выполняют с приподнятыми
над рельсами ходовыми колесами; проверяют отсутствие стуков,
рывков, шума в редукторах, ударов при работе муфт (особенно при
перемене направления вращения), отсутствие вибраций, заметного
нагрева подшипников и поступление смазки. При затормаживании
колодки тормоза должны плотно прилегать к тормозному шкиву
(местный зазор до 0,5 мм), а при растормаживании — равномерно
отходить от шкива.
Биение валов трансмиссии и соединительных муфт не должно
превышать 1 мм. Если за обкаткой следует исправление дефектов,
то назначается повторная обкатка.
ГЛАВА 4
Технология производства металлоконструкций
4.1. особенности ПРОИЗВОДСТВА
МЕТАЛ ЛОКОНСТРУКЦИЙ
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Металлические конструкции в значительной степени опреде-
ляют массу, стоимость и эксплуатационную надежность подъемно-
транспортных машин. Они работают в условиях сложного воздей-
ствия различных нагрузок, окружающей среды и должны удовлет-
ворять требованиям прочности, жесткости, устойчивости и эконо-
мичности. Изготовляют их сварными, реже клепаными. Суще-
ствует несколько типов металлоконструкций, отличающихся между
собой по конструктивному оформлению, габаритам, массе и приме-
няемому для их изготовления прокату. Наиболее широкоприме-
няемыми в подъемно-транспортном машиностроении являются
сплошностенчатые (из листа), коробчатые (из листа или гнутых
профилей), трубчатые (из труб различного диаметра) и решетчатые
(из профильного проката).
Недостатком решетчатых металлоконструкций является содер-
жание большого количества элементов и узлов, множества мелких
деталей (косынок, стыковых накладок, соединительных планок и
др.), резко повышающих трудоемкость изготовления и расход
металла; наличие пазух и недоступных мест для покраски, сни-
жающих коррозионную стойкость их, и т. п.
Преимуществом листовых, коробчатых и трубчатых металло-
конструкций перед решетчатыми является возможность примене-
ния в большом объеме механизации и автоматизации сборочно-
сварочных работ при их изготовлении, а также применение про-
грессивных методов резки и сварки.
Коробчатые конструкции позволяют использовать в металло-
конструкциях тонкий лист (3—5 мм), что уменьшает площадь
окраски почти в 2 раза по сравнению с площадью решетчатых
конструкций. Трубчатые конструкции менее трудоемки в изготов-
лении, так как имеют меньшую длину сварных швов, номенклатуру
профилей и наименований деталей, лучшую коррозионную стой-
кость и наиболее удобны для окраски. Применение гнутых профи-
лей, изготовляемых методом холодной гибки или штамповки, при
изготовлении металлоконструкций значительно уменьшают массу
и трудоемкость.
151
Несмотря на большое разнообразие конструкций ПТМ, работы
ВПТИтяжмаша дали возможность разработать «Технологическую
классификацию сварных конструкций в машиностроении», позво-
лившую типизировать технологические процессы, оборудование,
сварочные установки и разрабатывать типовые проекты сборочно-
сварочных цехов и участков. Это позволит сократить сроки и стои-
мость проектирования, сроки ввода предприятий в эксплуатацию и
повысить использование оборудования и, следовательно, увеличить
производительность труда и снизить себестоимость продукции.
Сварные конструкции классифицируют по технологическим и
конструктивным признакам- в типовые группы, одинаковые по
своим технологическим маршрутам. Основными параметрами,
объединяющими сварные конструкции, являются: сопряжения
свариваемых элементов, конфигурация швов, конструктивная
форма изделия, тип заготовок, толщина свариваемого металла,
тип сварного соединения, профиль сечения, габаритные размеры,
масса и марка металла.
Вид сварной конструкции объединяется общностью сопряже-
ний свариваемых деталей и конфигураций швов (прямолинейные,
кольцевые, криволинейные и смешанные). В зависимости от этих
признаков установлено три вида сварных конструкций: линейные,
радиальные и радиально-линейные. К линейным конструкциям
относятся сварные узлы, собираемые из прямолинейных деталей и
соединяемые при помощи прямолинейных швов. Линейные кон-
струкции делятся на плоскостные, балочные, рамные, решетчатые
и корпусные.
Радиальные конструкции, к которым относятся сварные узлы,
собираемые из деталей, представляющих собой тела вращения
и соединяемые при помощи кольцевых специальных и криволиней-
ных швов, делятся на три типа: цилиндрические (обечайки, трубы
и др.), криволинейные (колена и разветвления трубопроводов,
трубы со спиральным швом и др.) и сферические (шаровые резер-
вуары, лепестковые днища и др.).
Радиально-линейные конструкции, к которым относятся свар-
ные узлы, собираемые из деталей, соединяемых при помощи прямо-
линейных, кольцевых, спиральных и криволинейных швов, под-
разделяются также на три типа: балочные, корпусные и рамные.
В зависимости от типа заготовок (листовые, из фасонного проката,
комбинированные и др.), толщины свариваемых элементов и про-
филя фасонного проката в пределах типа сварные конструкции
делятся на классы. Классы в зависимости от типа сварного соеди-
нения (встык, внахлестку, втавр и др.) разделяются на подклассы.
Подклассы на группы, которые, в свою очередь, делятся на под-
группы и т. д. Степень детализации по данной классификации
зависит от сложности конструкции, исходных заготовок, типов
сварных соединений И других факторов.
Классификация сварных конструкций в сочетании с типовыми
технологическими процессами создала условия к рентабельному
1 52
применению переменно-поточных комплексно-механизированных
линий в единичном и мелкосерийном сборочно-сварочном производ-
стве. Например, на одном из заводов, где ежесуточно изготовляют
1750 наименований деталей для 350 сварных сборочных единиц,
главным образом единичного и частично серийного исполнения,
организовано 14 комплексномеханизированных поточных линий
для изготовления крупногабаритных рам, балок, решетчатых и
плоскостных металлоконструкций.
В сварочное производство введены новые для металлоконструк-
ций операции: механическая обработка деталей перед сваркой,
холодная листовая штамповка, термическая обработка и наплавка.
Таким образом, организовано производство сварных конструкций
с замкнутым и законченным циклом, начиная с подготовки металла
под обработку и кончая термической обработкой, окраской, упа-
ковкой продукции или передачей ее механическим цехам. Приме-
ром комплексной механизации производства изделий с большой
номенклатурой деталей может служить также работа ВПТИтяж-
маша и Узловского машиностроительного завода им. И. И. Фе-
дунца по переводу на поток производства основных сборочных
единиц электромостовых кранов. На этом заводе впервые в прак-
тике краностроения созданы механизированные переменно-поточ-
ные линии по производству основных сборочных единиц кранов
(пролетных и концевых балок, рам крановых тележек), а также
специализированные универсальные стенды для общей сборки
крановых мостов. Внедрение этих линий позволило в короткий
срок организовать производство электромостовых кранов грузо-
подъемностью 10—20 т, что в 3 раза превысило прежний выпуск.
Накопленный опыт по производству металлоконструкций и
созданию средств механизации позволяет успешно решать вопросы
комплексной механизации в условиях единичного и мелкосерий-
ного сборочно-сварочного производства,
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯМ
Конструкция машины зависит от ее назначения и условий
эксплуатации. Совершенство конструкции определяется ее эконо-
мичностью и соответствием современному уровню техники. Кроме
того, при конструировании машины и ее элементов должны быть
учтены технологические требования производства, обуславливаю-
щие возможность использования высокопроизводительных техно-
логических методов и процессов производства применительно
к заданной программе выпуска машин и условиям производства.
Степень соответствия конструкции машины этим требованиям,
а также экономичность ее изготовления и определяет ее техноло-
гичность. Технологичность конструкции должна обеспечиваться
на всех стадиях производственного процесса, начиная от заготови-
тельных операций и кончая монтажом на месте эксплуатации.
153
Технологичность конструкции оценивают по классификацион-
ным показателям (ГОСТ 14.201—73), т. е. по основным и дополни-
тельным показателям технологичности. К основным показателям
относят материалоемкость, трудоемкость и себестоимость.
Одним из технологических преимуществ металлоконструкций
является возможность ее сборки из предварительно собранных
сборочных единиц. В этом случае возможна параллельная сборка
элементов и всей металлоконструкции, т. е. должны быть созданы
условия для механизированного потока и расширен фронт работ,
что значительно сократит длительность цикла сборки. Кроме того,
необходимо улучшить условия контроля, так как это предотвратит
появление дефектов на общей сборке и сборка будет более каче-
ственной. Разбиваемость металлоконструкции на элементы особое
значение приобретает и в условиях индивидуального произ-
водства.
Использование нормализованных и унифицированных элемен-
тов способствует увеличению серийности. Удельное значение нор-
мализованных^ унифицированных элементов в металлоконструк-
ции характеризует ее4технологичность. Необходимо предусматри-
вать возможность широкого применения средств механизации и
автоматизации сборочных и сварочных работ. С этой целью:
а)	при конструировании необходимо стремиться к упрощению
геометрических форм металлоконструкции, что приведет к умень-
шению количества и_^суммарной длины шва;
б)	необходимо иметь в виду, что форма элементов металлокон-
струкций должна обеспечивать сварку в нижнем положении;
в)	следует применять в металлоконструкции сварные швы
одного размера, благодаря чему отпадает частая перестройка
режимов сварки.
Важную роль в оценке технологичности металлоконструкции
играет материалоемкость. Показателями оценки материалоемкости
служат: снижение массы и отхода материалов, использование
заменителей дефицитных металлов, взаимозаменяемость элементов
металлоконструкции, степень использования стандартных сбороч-
ных единиц и т. п. Снижение массы металлоконструкции достига-
ется применением расчетных методов конструирования и разра-
ботки технологических процессов, использованием экономичных
профилей металла, материалов повышенной прочности, легких
сплавов и др. Сокращение расхода металла в металлоконструкции
на 1 % снижает ее себестоимость на 5 %. Применение низколеги-
рованных сталей в краностроении позволяет уменьшить металло-
емкость на 15—20 %. Сварные металлоконструкции являются
более технологичными по сравнению с клепаными и другими кон-
струкциями. В среднем общая трудоемкость изготовления сварных
металлоконструкций на 15—20 % меньше, чем клепаных. Сниже-
ние массы наплавленного металла вследствие уменьшения суммар-
ной длины швов значительно сокращает трудоемкость и себестои-
мость изготовления. Так, себестоимость единицы массы наплавлен-
154
ного металла в 15—20 раз выше, чем себестоимость единицы массы
сварной конструкции. Наиболее эффективным средством уменьше-
ния массы наплавленного металла является применение гнутых
элементов и комбинированных сварных металлоконструкций
(штампо-сварных, кованно-сварных и т. п.). В комбинированных
сварных металлоконструкциях возможно создать равнопрочные
элементы из различных металлов в соответствии с условиями
эксплуатации и тем самым увеличить срок службы. Уменьшение
материалоемкости также достигается в результате сведения до
минимума пригоночных работ при сборке и соблюдения заданной
точности благодаря применению допусков с односторонним распо-
ложением поля (для наружных поверхностей — минус, а для
внутренних — плюс), а также благодаря соблюдению зазоров по
16-му квалитету точности для мелких деталей и по 14-му квали-
тету для средних деталей. Увеличение зазора приводит к сниже-
нию качества соединения и производительности. В связи с тем что
точность соединения после сварки по ряду причин становится ниже,
чем при сборке, необходимо при сборке обеспечивать более высо-
кую точность. При квалитете свыше 14 необходимо предусматри-
вать механическую обработку. При конструировании металло-
конструкции следует исключить причины, вызывающие появление
деформаций при сварке, т. е.:
а)	форма и расположение элементов не должны затруднять
сварку и контроль;
б)	проектировать соединение без накладок и при минимальном
сечении швов благодаря применению электродов и присадочных
материалов, обеспечивающих высокую прочность соединений;
в)	располагать сварные швы с учетом наименьших деформаций,
избегая скученного расположения швов с частым их пересечением,
а также несимметричного их расположения относительно центра
масс свариваемого элемента;
г)	для сварки внутри коробок необходимо делать окна;
д)	не располагать вблизи сварных швов окна и отверстия, так
как при небольших перемычках возможно появление трещин;
е)	избегать резких изменений сечения элементов при перекре-
щивающихся швах.
МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
В зависимости от назначения металлоконструкций материалом
для их изготовления служат прокатные углеродистые и низколеги»
рованные стали и в некоторых случаях титановые и алюминиевые
сплавы. Согласно ГОСТ 380—71, углеродистая сталь обыкновен-
ного качества в зависимости от назначения подразделяется на три
группы (А, Б, В) и по нормируемым показателям —на шесть
категорий. Сталь группы А поставляется по механическим свой-
ствам, группы Б — по химическому составу и группы В — по
механическим свойствам и химическому составу. По степени
155
раскисленности стали бывают спокойные (сп), полуспокойные (пс)
и кипящие (кп). Способ изготовления стали указан в сертификате.
Обозначения марок углеродистой стали обыкновенного качества
приняты буквенно-цифровыми. Например, обозначение СтЗсп
соответствует стали СтЗ, спокойной, группы А; обозначение
БСтЗпс —стали СтЗ, полуспокойной, группы Б; обозначение
ВСтЗкп —стали СтЗ, кипящей, группы В.
Наиболее распространенной сталью в металлоконструкциях
является сталь СтЗ, обладающая достаточно высокими механи-
ческими свойствами, большой пластичностью, хорошей сваривае-
мостью и не подвергающаяся закалке. Для несущих расчетных
элементов металлоконструкций чаще применяют мартеновскую
сталь группы В, поставляемую с гарантиями по механическим
свойствам и по химическому составу.
Кипящие стали значительно дешевле спокойных сталей, однако
вследствие неоднородной структуры они имеют большую склон-
ность к старению и образованию трещин при низких температурах
и обладают худшей свариваемостью. Эти стали, в основном, приме-
няют в металлоконструкциях, работающих в условиях статиче-
ских нагрузок и при температуре выше — 25 °C, для изготовле-
ния различного рода ограждений, [перил, лестниц, площадок
и др.
Ответственные металлоконструкции, работающие при темпера-
турах ниже — 25 °C, а также металлоконструкции, подверженные
действию переменных динамических и вибрационных нагрузок,
независимо от температуры эксплуатации целесообразно изготов-
лять из спокойной мартеновской стали группы В марки ВСтЗсп
с дополнительными гарантиями в отношении ударной вязкости
(для металлоконструкций, работающих при низких температурах).
Стали Ст5, Стб ввиду ограниченности и плохой свариваемости
в металлоконструкциях не применяют, а используют их, как стали
повышенной прочности в качестве направляющих для ходовых
колес тележек в козловых кранах. Углеродистые качественные
стали 08, 10, 15, 20, 25 (ГОСТ 1050—74*) применяют для изготов-
ления неответственных элементов. Для металлоконструкций кра-
нов большой грузоподъемности, а также кранов северного испол-
нения применяются низколегированные стали (10ХСНД,
15ХСНД, 10ХГСНД, 10Г2СД, 14ХГС и др.), имеющие по сравне-
нию со сталью СтЗ более высокие механические свойства, повы-
шенную стойкость против атмосферной коррозии и меньшую хлад-
ноломкость. Применение низколегированных сталей приводит
к уменьшению массы металлоконструкций примерно на 15 %.
Низколегированные стали, выплавляемые в мартеновских и
электрических печах, поставляются одновременно по механическим
свойствам и химическому составу. Основными недостатками низко-
легированных сталей являются большая чувствительность к кон-
центрации напряжений и высокая стоимость (на 19—50 % больше
стоимости стали СтЗ).
156
Применение комплексного легирования и термического упроч-
нения сталей дает возможность также снизить массу металло-
конструкции благодаря увеличению прочности сталей. Так,
комплексно-легированная сталь 15ХГ2СФМР, которая помимо
обычных легирующих веществ содержит молибден (М) и бор (Р),
имеет временное сопротивление 850—981 МПа (85—100 кгс/мм2).
Термическому упрочнению успешно подвергают малоуглеро-
дистые стали СтЗ, низколегированные и др. В результате терми-
ческого упрочнения механические свойства малоуглеродистых
сталей повышаются до 25 %, а у низколегированных сталей —
до 50 %.
Большие перспективы также открываются перед алюминиевыми
и титановыми сплавами. Главные достоинства титановых сплавов
ВТЗ-1, ВТ5-1, ВТ6, ОТ4, ВТ8 и др. заключаются в сочетании
высоких механических свойств (ов = 700 ... 1250 МПа) и корро-
зионной стойкости с малой плотностью (4,52 г/см3) и малым коэффи-
циентом линейного расширения. Они достаточно пластичны, под-
даются обработке давлением без нагрева, обладают сравнительно
хорошей свариваемостью и пригодны для изготовления изделий,
работающих при температурах от —190 до +500 °C.
Несмотря на то, что механические свойства алюминиевых спла-
вов значительно ниже (ов = 320 ... 380 МПа и Е = 7 ГПа),
чем у стали СтЗ, тем не менее, имея малую плотность (2,7 г/см3),
обладая достаточно высокой пластичностью при повышенных
температурах и высокими механическими свойствами при отри-
цательных температурах без изменения ударной вязкости и высо-
кой коррозионной стойкостью, их успешно начинают применять
для крановых металлоконструкций. Примером их применения
может служить 5-тонный мостовой электрический кран (пролет
9 м) с металлоконструкцией моста из алюминиевых сплавов,
спроектированный и изготовленный во ВНИИПТмаше.
Переход от стали к алюминиевым сплавам позволяет снизить
массу мостовых кранов примерно на 50—70 %; увеличить их гру-
зоподъемность без увеличения давления ходовых колес на подкра-
новый путь; облегчить поддерживающие строительные конструк-
ции; уменьшить расход энергии и сократить эксплуатационные
затраты, связанные с окраской конструкции и их ремонтом.
Применение алюминиевых сплавов весьма эффективно и в стрело-
вых конструкциях. Стрелы кранов и экскаваторов, изготовленные
из алюминиевых сплавов, легче стальных на 50 % при неизменном
вылете, а при равной массе и устойчивости машин возможно
увеличение вылета стрелы на 15—20 % или их грузоподъемности
на 20—25 %.
Применение стрелы из алюминиевых сплавов в башенных кра-
нах снижает их массу в 1,5—1,7 раза по сравнению со стальными.
Для различных крановых металлоконструкций могут быть
применены алюминиевые сплавы: АМгМ, АД31Т для малонапря-
женных конструкций; АМг5М, АМгбМ, АДЗЗТ1 для средненапря-
157
женных конструкций и АМг61М, В95Т, АД35Т1 для сильно-
напряженных конструкций.
Причины, сдерживающие внедрение алюминиевых сплавов
взамен стали:
а)	большая стоимость алюминиевых сплавов по сравнению со
сталью СтЗ. Так, стоимость опытного 5-тонного мостового крана
оказалась в 4,95 раза больше стоимости крана, изготовленного из
стали СтЗ;
б)	необходимость изготовлять металлические конструкции из
алюминиевых сплавов на отдельных участках или цехах, так как
данное производство требует соблюдения особых требований и
более высокой культуры труда, чем изготовление стальных метал-
локонструкций. Вследствие высокой чувствительности алюминие-
вых сплавов к надрезам, царапинам и другим дефектам изготовле-
ние металлоконструкций из алюминиевых сплавов требует специ-
фических мер предосторожности.
Первичными элементами, из которых изготовляют металло-
конструкции, являются листовой и профильный прокат. Листовая
сталь разделяется: на полосовую (ГОСТ 103—76), широкополосную
(ГОСТ 82—70), тонколистовую (холоднокатаная ГОСТ 19904—74 и
горячекатаная ГОСТ 19903 -74) и толстолистовую (горячекатаная
ГОСТ 19903—74). Универсальную широкополосную сталь приме-
няют в готовом виде без обрезки кромок, листовую — в готовом
виде без обрезки кромок и с обрезкой кромок. С целью уменьшения
отходов металла установлены заказные размеры по длине и ширине
листов.
Низколегированные конструкционные стали изготовляют
также в виде листового и широкополосного проката (ГОСТ
19282—73) и сортового и фасонного проката (ГОСТ 19281—73).
Сталь профильную изготовляют в виде уголков, швеллеров,
тавров и др. Уголковые профили (ГОСТ 8509—72, ГОСТ 8510—72),
в основном, применяют в качестве соединительных элементов и для
элементов, работающих на осевое усилие. Швеллеры
(ГОСТ 8240—72) применяют для элементов, работающих на осевые
усилия, и в виде балок, работающих на поперечный изгиб. Двутав-
ровые балки (ГОСТ 8239—72) применяют, как правило, для эле-
ментов, работающих на поперечный изгиб, и для колонн, работаю-
щих на осевое и внецентренно приложенное усилие. Тавры
(ГОСТ 7511—73) являются удобным профилем в металлоконструк-
циях, так как из них можно изготовлять сварные двутавры, а,
кроме того, они могут заменить сдвоенные уголки в сварных
фермах.
Сталь круглую (ГОСТ 2590—71) используют для элементов
связей, анкерных болтов и т. д.
Сталь квадратную (ГОСТ 2591—71) часто применяют для
крановых путей.
Рифленую ромбическую сталь (ГОСТ 8568—77) применяют для
настилов площадок и ступеней лестниц.
158
Рельсы крановые (ГОСТ 4121—76) и железнодорожные
(ГОСТ 5633—51, 7173—54, 7174—75, 8161—75) используют для
подкрановых путей и в качестве подтележечных рельсов. Кроме
того, используют также рельсы двухголовые, тавровые и типа Р5
(ГОСТ 19240—73) для наземных и подвесных путей.
Трубы стальные горячекатаные бесшовные (ГОСТ 8732—78) —
наружный диаметр 25—800 мм, толщина стенки 2,5—75 мм; трубы
стальные холоднокатаные и холоднотянутые бесшовные
(ГОСТ 8734—75) с наружным диаметром до 200 мм. По
ГОСТ 18482—79 выпускают алюминиевые трубы холоднокатаные и
холоднотянутые диаметром 6—120 мм, с толщиной стенок 0,5 —
5 мм и прессованные диаметром 25 —280 мм, с толщиной стенок
5—30 мм. Из алюминиевых сплавов выпускают также листы по
ГОСТ 21631—76 толщиной 0,3—10,5 мм, шириной 600—2000 мм,
максимальной длиной 2000—7200 мм. Стальные трубы и частично
трубы из алюминиевых и титановых сплавов находят широкое
применение в металлоконструкциях в качестве конструктивных
элементов. В настоящее время в металлоконструкциях все
больше применяют различные гнутые профили ( 11474—76,
19771—74, 19772—74, 8278—75, 8281—80, 8282—76, 8283—77,
9234—74), позволяющие значительно снижать массу конструкции.
Гнутые профили получают прокаткой и гибкой на профилировоч-
ных станках или на гибочных прессах. Материалом для гнутых
профилей служит горячекатаная и холоднокатаная отожженная
листовая, ленточная и полосовая сталь марок СтО, Ст1, Ст2, СтЗ
(ГОСТ 380—71*), стали 0,8, 10, 15, 20, 25 (ГОСТ 1050—74) толщи-
ной 0,8—25 мм и низколегированная сталь (ГОСТ 19282—73)
толщиной 2—16 мм и длиной профилей 3000—12 000 мм.
4.2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К ИЗГОТОВЛЕНИЮ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Качество элементов металлоконструкций обеспечивается выпол-
нением их в полном соответствии с рабочими чертежами, техни-
ческими требованиями, стандартами и «Правилами устройства и
безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнад-
зора». Технические требования разрабатываются, как правило,
общими на однотипные изделия. Так, на изготовление и приемку
электрических мостовых кранов общего назначения грузоподъем-
ностью до 320 т существует ГОСТ 24378—80, на краны порталь-
ные — ГОСТ 11283—72 и др. В технических требованиях излага-
ются требования к материалам, изготовлению и сборке элементов,
сборочных единиц и изделий с указанием допусков методам
испытаний и к приемке готовых изделий и т. д.
159
Если общие технические требования не удовлетворяют усло-
виям на изготовление металлоконструкции, то назначают допол-
нительные, более жесткие технические требования, указываемые
в чертежах, например, ужесточение допусков на размеры и погреш-
ности формы. Помимо общих технических требований, многие
заводы имеют свои нормали применительно к выпускаемым ими
изделиям, разработанные в соответствии со стандартными и пра-
вилами Госгортехнадзора и служащие в качестве исходных данных
при конструировании и разработке технологических процессов
изготовления определенного вида сварных металлоконструкций.
Местная волнистость заготовок по плоскости не должна пре-
вышать 2 мм на 1000 мм длины. При разметке листового и про-
фильного проката следует учитывать усадку, вызываемую наложе-
нием сварных швов.
Все элементы металлоконструкций должны быть изготовлены
со следующими допусками:
размер заготовок, мм . . . До 500 501 —1500 свыше 1500
допуск, мм........... ±1	±2	±3
Отклонение от параллельности сторон листов допускается
в пределах допусков для длинных размеров. При отсутствии до-
пусков на чертежах и технических требованиях для сварных метал-
локонструкций их берут по 14-му квалитету.
Косина реза при газовой резке по толщине кромок не должна
превышать 3Rz, где Rz — параметр шероховатости (ГОСТ
2789—73); при гильотинной резке допускается не более 0,125S,
где S —толщина разрезаемого металла. Электродуговая резка
металла запрещается.
Во всех ответственных металлоконструкциях, работающих при
низких температурах (северное исполнение), изготовление эле-
ментов из кипящей и полуспокойной стали не допускается. Эти
элементы изготовляют из сталей спокойной плавки, ударная вяз-
кость которых при температуре—60 °C не ниже 3-105 Дж/м2
(3 кгс-м/см2).
В сильно нагруженных элементах металлоконструкций, изго-
товленных из листа, направление действующего усилия должно
совпадать с направлением проката. Не допускается изготовление
элементов металлоконструкций из металла, имеющего на поверх-
ности следы маркировки стальными клеймами.
При разработке технологического процесса сварки металло-
конструкции необходимо предусматривать свободную усадку
швов, причем последовательность сборки и сварки элементов
металлоконструкции должна быть такой, чтобы сварка не произво-
дилась в жестком контуре. Конструктивные элементы швов свар-
ных соединений должны соответствовать ГОСТ 8713—79. При-
хватки, поставленные при сборке, должны быть не более 0,8
высоты основного шва, длиной 30—60 мм и выполняться теми же
электродами, что и основная сварка. При заварке стыков для
160
обозначения начала и конца сварки необходима прихватка техно-
логических планок, которые удаляют после окончательной сварки
стыков с обязательной обработкой концов стыка шлифовальным
кругом. При наложении нескольких швов каждый из них зачи-
щается от брызг и шлака. При окончании сварки кратер должен
быть выведен на основной металл. Не допускаются в сварных
швах подрезы основного листа толщиной до 8 мм более чем на
0,5 мм, а листов толщиной свыше 8 мм —более 1 мм.
Сваривать металлоконструкции нужно на выверенных стел-
лажах или стендах, обеспечивающих взаимное положение частей
металлоконструкций, в закрытых помещениях при температуре не
ниже —10 °C. Рабочее йесто сварщика должно быть защищено от
ветра при работе на открытом воздухе. В сварных швах не до-
пускаются трещины, непровары, наплывы, протоки, незаделанные
кратеры, несимметричность расположения шва, свищи, несплавле-
ния между слоями в многослойных швах, а также пористость,
шлаковые включения и подрезы.
Ударные воздействия на свариваемые элементы крановых
металлоконструкций при сварке не разрешаются. К выполнению
сварочных работ должны допускаться только сварщики, выдержав-
шие испытания в соответствии с действующими «Правилами по
испытанию сварщиков, допускаемых к выполнению ответственных
сварочных работ».
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Хранение материалов на складах должно быть организовано
таким образом, чтобы была исключена возможность смешивания
отдельных марок и партий материалов. Прокатная сталь, посту-
пающая на склад, должна быть тщательно осмотрена с целью пре-
дупреждения попадания в производство проката с трещинами,
волосовинами, закатками, шлаковыми включениями, расслое-
ниями листа и прочими пороками. Сортовую сталь проверяют и на
полномерность.
Качество металла должно быть подтверждено сертификатом
завода-поставщика. При отсутствии сертификатов на металл или
недостаточности данных характеристик и обнаружении дефектов
обязательно делать лабораторные анализы металла на химический
состав, механические свойства и свариваемость. Электроды, про-
волоку и флюсы при наличии сертификатов не проверяют. Однако
в случае обнаружения каких-либо дефектов при сварке, приводя-
щих к нарушению требуемых характеристик, их также подвергают
испытаниям.
ОЧИСТКА МЕТАЛЛА
Очищают листовой металл от окалины, ржавчины, масла и
Других загрязнений, вызывающих дефекты в сварных швах,
вручную абразивными кругами, стальными щетками или на
6 Косилова А. Г.	161
Рис- 4.1. Схема непрерывной поточной линии дробеструйной очистки
и фосфатирования листа
специальных установках. Процесс очистки весьма длителен и
трудоемок.
При изготовлении крановых металлоконструкций с использова-
нием большого количества листового проката применяют поточную
линию дробеметной очистки и фосфатирования стальных листов
под окраску с терморадиационной сушкой (фосфатирование —
химический процесс образования на поверхности стального листа
тонкого слоя нерастворимой фосфорно-кислой соли железа и
марганца, обладающего высокими антикоррозионными свой-
ствами). Производительность данной линии составляет около
240 м2/ч при скорости прохождения листов 0,58—4,5 м/мин.
Схема такой линии показана на рис. 4.1. С приемного стола-
конвейера 1 через листоправйльные вальцы 2 листы поступают на
выходной конвейер 3, откуда листоукладчиком устанавливаются
в вертикальном положении на конвейер 4 и далее последовательно
перемещаются через дробеметные камеры 5, подвергаясь при этом
с двух сторон очистке дробью, выбрасываемой дробеметными
аппаратами. После дробеметной очистки листы поступают в агрегат
первой промывки 6, агрегат фосфатирования 7, агрегат горячей и
холодной промывки 8 и агрегат пассивирования 9. Через агрегаты
листы перемещаются системой роликов с приводом 10 и выталки-
ваются на выходной конвейер 11, откуда кантователем 12 уклады-
ваются на конвейер и идут на дисковые ножницы.
Для очистки металла широко применяют и химический метод.
Сущность его состоит в травлении в растворах кислот, промывке
водой, нейтрализации остатков кислоты в щелочном растворе,
промывке водой, пассивировании и сушке.
Применяют два метода химической очистки: ванный и струй-
ный. Ванный метод заключается в последовательном окунании
металла в соответствующих ваннах с определенной выдержкой.
Из-за большой продолжительности очистки (1 —2 ч) метод мало-
производителен. При струйной очистке компоненты, входящие
в состав растворов, значительно интенсивнее реагируют с ржавчи-
ной и окалиной благодаря их ударному действию. Струйный метод
позволяет организовать наиболее производительные и механизиро-
ванные поточные линии. Схема такой линии аналогична схеме
линии, показанной на рис. 4.1.
162
Различие заключается лишь в том, что листы проходят камеры
в следующем порядке: подогрев, травление в 15% -ном растворе
ингибированной соляной кислоты при 40—50 °C, промывка,
нейтрализация в 3—5% -ном растворе кальцинированной соды,
промывка и пассивирование. После пассивирования листы укла-
дываются в стеллажи, где проходят естественную сушку. Скорость
прохождения листа в линии 0,5 м/с. После сушки листы поступают
на последующие операции. Кроме этих методов применяют также
сравнительно новый и эффективный способ очистки иглофрезой,
представляющей собой микрорезцовую фрезу, которая имеет
несколько тысяч режущих кромок. В процессе работы при реверси-
ровании вращения иглофреза самозатачивается и может непре-
рывно работать 200—300 ч. Усилие прижатия иглофрезы к обраба-
тываемой поверхности составляет 0,3—0,6 кН (30—60 кгс). Ско-
рость резания при обработке составляет 120—150 м/мин при
глубине резания от 0,01 до 1,0 мм. Иглофрезы могут обрабатывать
любые металлы и сплавы высокой твердости, работают бесшумно и
без охлаждения.
При небольшом объеме выпуска листы (полуфабрикаты) из
алюминиевых сплавов очищают от предохранительной смазки
ветошью, смоченной растворителями (уайт-спирит, авиационный
бензин, технический ацетон и др.). При большом выпуске металло-
конструкций очистку ведут в ваннах.или камерах, заполненных
горячей водой, горячим воздухом или паром с температурой
80—100 °C.
РАСКРОЙ МЕТАЛЛА
Раскроем металла называют способ расположения заготовок
на листе, полосе и др. Наибольшую часть составляют заготовки,
имеющие форму прямоугольника или близкую к нему. Однако
существует множество фасонных заготовок, наружный контур
которых образован от пересечения как прямых, так и кривых
линий.
При получении заготовок из листового и профильного про-
ката возникают неизбежные отходы металла, величина которых
зависит от метода раскроя. Показателем, характеризующим
раскрой, является коэффициент использования металла Ки.м,
рассчитываемый по формуле
Ки.м = 100WF/BL,
где W — число заготовок, получаемых из листа; F — площадь заготовки; В, L —
ширина, длина листа.
Различают технологические отходы и отходы раскроя.
К технологическим отходам относится металл, теряемый во
время оплавления при газовой резке, при неровностях реза раз-
личными ножницами, в виде стружки при вырезке заготовок на
металлорежущих станках и т. д.
Под отходами раскроя понимают такую часть металла, кото-
рая в принятом варианте раскроя остается неиспользованной.
6*	163
Отходы раскроя получаются в результате отходов формы заго-
товок и отходов некратности.
Под отходами формы заготовок понимают неиспользованную
часть металла, заключенную между наружными контурами одной
или нескольких заготовок и прямоугольником, охватывающим
габаритные размеры этих заготовок, например, на рис. 4.2, а
заштрихованные участки, заключенные между прямоугольником
abed и контуром заготовки.
Под отходами некратности понимают такие отходы, которые
возникают при использовании листов, длина и ширина которых
оказываются неравными сумме размеров заготовок, располагаемых
вдоль короткой и длинной сторон листа, например, заштрихован-
ные участки на рис. 4.2, б.
В производстве различной серийности с целью максимального
использования материала при получении заготовок необходимо
стремиться отыскать наивыгоднейший вариант раскроя проката и
лучшего использования отходов раскроя. При раскрое листа нужно
учитывать технологические методы, применяемые для разделения
листа на заготовки, так как от них зависит выбираемый вариант
раскроя. Так, газовая резка и резка на дисковых и вибрационных
ножницах допускают любое расположение заготовок на листе.
При гильотинной резке заготовки следует располагать так, чтобы
обеспечить возможность сквозных прямолинейных разрезов вдоль
или поперек листа или прямолинейные разрезы под углом.
При единичном и серийном выпуске изделий с их большой
номенклатурностью наиболее рациональным является комбиниро-
ванный раскрой листа для различных деталей на несколько типо-
размеров машин. Если контуры заготовок различной формы вписы-
ваются в минимальный прямоугольник или трапецию, необходимо
использовать метод лучшего заполнения короткой стороны листа,
метод размерной последовательности и правила совмещения и
сдвига.
Метод лучшего заполнения короткой стороны листа, позволяю-
щий уменьшить отходы некратности, заключается в следующем.
Вначале находим такое количественное сочетание двух габаритных
размеров заготовки, при котором наилучшим образом можно
заполнить короткую сторону листа, а затем найденной комбина-
цией расположения заготовок заполняем значительную часть
длины листа. Для оставшейся части листа применяют тот же прин-
цип. Лучшее заполнение короткой стороны листа продиктовано
тем, что полоска некратности, расположенная вдоль листа, имеет
164
большую протяженность, чем расположенная поперек листа, и
поэтому экономия на ее ширине дает больший выигрыш на пло-
щади отходов. Метод размерной последовательности состоит в том,
что заготовки размещают на листе в последовательности от более
крупных к мелким.
Карты раскроя составляет специальная технологическая
группа. Получив от цехов ведомость необходимых заготовок на
каждый планируемый месяц с указанием номера заказа и чертежей
деталей, профиля и марки материала, нормы расхода, технологи
группируют по чертежам детали, изготовляемые из листового
проката, по маркам стали и толщине заготовок. Затем, руковод-
ствуясь марками стали, габаритами листов и «деловых» отходов,
имеющихся на складе, приступают к составлению карт раскроя.
На основе грубой прикидки определяют общее необходимое число
листов металла и на бумаге вычерчивают в удобном масштабе
габаритные размеры всех этих листов. В этом же масштабе из
картона или бумаги вырезают шаблоны заготовок, подлежащих
раскрою. Шаблоны накладывают на чертеж листа металла и путем
возможных перемещений шаблонов добиваются рационального
использования листа.
По окончании раскроя выписывают комплектовочную ведо-
мость, по которой на складе подбирают металл и вместе с картами
раскроя подают его в цех для вырезки заготовок. Карта раскроя
является рабочим чертежом для рабочего. В тех случаях, когда
для изготовления заготовок требуется только часть листа, остаток
его («деловой» отход) возвращается на склад металла с соответ-
ствующей отметкой в книге учета склада.
Данный вид раскроя называется оперативным, поскольку
раскрой выполняется по имеющемуся в наличии металлу. Суще-
ствует перспективный раскрой, который применяют для серийной
и повторяющейся продукции примерно за полгода до ее выпуска
с целью заказа мерного листа.
При изготовлении заготовок из профильного проката карт
раскроя не составляют. В этом случае швеллеры, балки и уголки
выдаются цехам в метрах длины по ведомостям заказа с учетом
припусков на резку. Остатки проката после резки маркируют и
оставляют на складе для использования на очередные заказы.
Для лучшего использования профильного проката следует изго-
товлять заготовки из них централизованно и.с предварительным
подбором их по маркам, профилю и сечению так, чтобы исходный
материал был кратным размерам заготовок. Для рационального
раскроя листа на ряде заводов крупносерийного производства
начинают применять электронно-вычислительные машины (ЭВМ).
ПРАВКА ПРОКАТА
Правка назначается с целью устранения волнистости, выпучин
в листах и отклонений от правильной формы в профильном про-
кате. В зависимости от толщины правке подвергают от 10 до
165
Рис. 4.3. Схема листоправйльных вальцов:
£>р — диаметр рабочих валков; £>н — диаметр направляющих валков; DQ —
диаметр опорных валков; t — шаг между рабочими валками
100% листового и полосового проката и 15—20% профильного,
причем процент правки возрастает с уменьшением толщины
металла.
Листы правят преимущественно в холодном состоянии путем
местной пластической деформации. Так, допустимая величина
остаточного относительного удлинения при холодной правке для
стали СтЗ должна составлять не более 1 %. Для правки листового
проката используют листоправйльные многовалковые машины
с 5—13 валками. Количество валков и их диаметр зависят от
толщины выправляемых листов. Листы толщиной 5—40 мм обычно
правят на семивалковых вальцах многократным пропусканием
листов между двумя рядами валков, причем валки одного ряда
размещены в шахматном порядке по отношению к валкам другого
ряда (рис. 4,3). Рабочая скорость правки на листоправйльных
машинах зависит от толщины и ширины листов и ориентировочно
составляет б—13 м/мин.
Качество правки листов проверяют с помощью линейки. Вол-
нистость допускается не более 2 мм на 1000 мм, а стрела прогиба
не более 1 мм; для полос стрела прогиба не более 3—5 мм на
1000 мм.
Возможна правка листов и на трехвалковых вальцах за два
пропуска с поворотом листа на 180° перед вторым пропуском. Ана-
логично правят и на четырех валковых вальцах, но за один про-
пуск. Листы толщиной более 40—50 мм обычно правят на гидравли-
ческих прессах. Мелкие листовые заготовки, как правило, правят
на фрикционных или эксцентриковых колодочных прессах, но
возможна правка и на листоправйльных машинах с раскладкой
заготовок на подкладной лист. На некоторых заводах совмещают
правку и резку листа, применяя при этом листоправйльные
машины с двумя парами дисковых ножниц. Такое совмещение
166
операций позволяет получать строгую параллельность кромок
с обеспечением точности размеров до 1 мм.
В целях сокращения вспомогательного времени, облегчения
условий труда и повышения культуры производства листоправйль-
ные машины оборудуют приводными задающими и отводящими
рольгангами и портальными манипуляторами для укладки листов.
Манипулятор при помощи траверсы со смонтированными на ней
вакуумными присосами или магнитными плитами укладывает
листы (заготовки) на рольганг, снимает их после правки и уклады-
вает на складской площадке. Применение данных агрегатов
позволяет значительно увеличить производительность.
При серийном выпуске кранов в ряде случаев совмещают
правку с полной обработкой листа, правка, очистка, фосфатирова-
ние и продольная резка листа.
Правку профильного проката выполняют на гибочных вальцах
или прессах, а иногда и вручную на чугунных или стальных
плитах. Двутавры, швеллеры, рельсы и другой прокат правят на
правильно-гибочных прессах кулачкового типа (рис. 4.4). Принцип
правки основан на изгибе заготовки, расположенной на двух опорах
с приложением посредине сосредоточенной силы. Подвижные опоры
пресса позволяют получить разную степень остаточной деформации.
Для правки уголков, швеллеров и другого проката применяют
также специальные сортоправйльные многороликовые машины,
Рис. 4.4. Схема правки профильного
проката на правйльно-гибочном прессе:
7 — штурвалы; 2 — регулируемые опоры;
3 — профильный прокат; 4 — толкатель;
5 —» ролики
имеющие пять—девять сменных
правильных роликов. Правка
в роликах аналогична правке
в валках, т. е. осуществляется
посредством многократных пе-
регибов профильного проката
между двумя рядами роликов,
установленных в шахматном
Рис. 4.5. Конструкция правильных ро-
ликов для профильного проката
167
Рис. 4.6. Схема пра-
вйльно-калибровочно-
го станка
порядке. Разница заключается в том, что вместо удлиненных ци-
линдрических правильных валков используют правильные ролики
с фасонными рабочими ручьями, соответствующими профилю под-
лежащего правке проката (рис. 4.5, а). Правильные ролики в от-
крытых машинах имеют консольное расположение и выполняются
сменными одноручьевыми. С целью сокращения количества сменных
комплектов роликов их выполняют сборными, состоящими из
набора дисков и втулок. Одна из конструкций правильных роли-
ков, набираемых из нескольких деталей, и примеры их установки
для некоторых профилей показаны на рис. 4.5, б.
Круглый прокат диаметром 3—100 мм и трубы правят на пра-
вильно-калибровочных станках с гиперболическими роликами,
установленными под углом к продольной оси заготовки (рис. 4.6).
Правка заготовки 4 производится правильными 2, а калибровка —
калибрующими роликами 3, расположенными во вращающейся
раме 1. Остающаяся кривизна после правки черного прутка дости-
гает 0,5—0,9 мм на 1000 мм. Точность калибровки по диаметру
достигает 0,03-нО,05 мм. Преимуществом данного способа правки
является то, что прокат правится одновременно во всех направ-
лениях.
Листы из сплавов алюминия толщиной до 5 мм рекомендуется
править на 11—17-валковых листоправйльных машинах, а толщи-
ной свыше 5 мм —на семивалковых машинах. При недостаточной
чистоте поверхности правильных валков правку листа ведут между
двумя технологическими листами с целью предохранения поверх-
ности выправляемого листа от повреждений. Правильные валки
перед правкой листов из алюминиевых сплавов необходимо тща-
тельно обдувать воздухом. Правка выпучин выполняется на
деревянных столах или чугунных плитах деревянными киянками
или молотками из твердой резины.
РАЗМЕТКА И НАМЕТКА
Заготовки из листового и профильного проката размечают на
стеллажах или плитах. Это операция трудоемкая и требует высо-
кой квалификации рабочих. Существует разметка плоскостная
(на листах и профилях) и пространственная (при сборке). Размет-
чик на основании карты раскроя, используя мерительный и разме-
точный инструмент (стальную рулетку, линейку, чертилку, цир-
куль, кернер, молоток и др.), размечает лист, а затем накернивает
риски для их сохранения и далее маркирует и комплектует заго-
168
Рис. 4.7. Фотооптический метод разметки листового
металла
товки. Разметку, в основном, применяют
в единичном и мелкосерийном производ-
стве.
В серийном производстве и при повто-
ряющемся изготовлении изделий в единич-
ном производстве применяют наметку с
помощью шаблонов. Все необходимые раз-
меры переносят на заготовку с помощью
разметочных игл. Шаблоны на листе при
профильном прокате закрепляют с по-
мощью струбцин.
Пространственную разметку непосред-
ственно применяют в сборочных цехах
при разметке собранных узлов, которые
в дальнейшем подвергаются механической
обработке. В ходе этих работ разметчик
кроме перечисленных инструментов ис-
пользует отвес и стальную струну.
В серийном и массовом производстве
применяют наиболее точный и высокопро-
изводительный метод фотооптической разметки (рис. 4.7). Этот
метод отличается небольшой трудоемкостью, экономически эф-
фективен и не требует квалифицированной рабочей силы.
Изготовляют чертеж-копир в масштабе 1 : 10 и фотографируют
на пластинки. Пластинки-негативы 1 устанавливают в кабину
проекционной аппаратуры 2 над разметочным столом, где располо-
жен лист 3 для разметки. На этом листе в натуральную величину
проектируется световое изображение негатива, очерченное тон-
кими белыми линиями 4. По световым линиям накернивают все
линии и отметки обычным способом. Нанесение линий на поверх-
ности листов из алюминиевых сплавов разрешается только графи-
товым карандашом, так как риски, нанесенные разметочной иглой
по линии гибов, влекут за собой разрушение плакированной по-
верхности листов, приводящее к концентрации напряжений и
возможному разрушению металлоконструкции в этих местах.
Разметочные иглы можно применять лишь по линиям дальнейшего
реза.
РЕЗКА МЕТАЛЛА
Резка металла является одной из наиболее трудоемких и слож-
ных операций. Она может быть как заготовительной, так и оконча-
тельной операцией, не требующей дальнейшей механической
обработки. В зависимости от типа производства, вида и размеров
заготовки, профиля проката и конфигурации линии реза приме-
няют тот или иной метод резки.
169
Рис. 4.8. Схема резки металла на ножницах
Наиболее распространенными методами резки металла при
изготовлении элементов металлоконструкций на заводах подъемно-
транспортного машиностроения являются механическая и газо-
пламенная резка. Механическую резку выполняют на ножницах:
гильотинных, дисковых, вибрационных и пресс-ножницах
(рис. 4.8).
Резка ножницами основана на разделении металла 2 по линии
реза под давлением верхнего 4 подвижного ножа и нижнего 1
неподвижного. Исключение составляют дисковые ножницы, у кото-
рых нижний нож или оба ножа являются ведущими. Вследствие
больших пластических деформаций в месте реза на кромках появ-
ляется наклеп, иногда достигаемый 4—6 мм. Допустимый зазор
между ножами: для гильотинных и пресс-ножниц 0,2—1,2 мм;
дисковых — (0,1—0,2) S; вибрационных — 0,05—0,3 мм; при уве-
личении зазора чистота реза ухудшается и появляются загибы
кромки и заусенцы. Гильотинные и пресс-ножницы имеют прижим-
ные устройства 3 (механические, пневматические и гидравличе-
ские). Ножницы снабжаются упорами 5, служащими для более
точного изготовления заготовок, удобства и безопасной работы.
Пресс-ножницы (вид б) режут листы как в поперечном, так и в про-
дольном направлениях при длине реза 500—750 мм и толщине
металла 13—32 мм. После резки заготовки сильно деформируются
с образованием вмятины до 0,2 толщины разрезаемого листа.
Заготовки требуют обязательной правки, и необходимо также
учитывать величину вмятины при последующей обработке. Пресс-
ножницы применяют также и для резки профильного проката.
170
Ножи у этих ножниц имеют форму, соответствующую профилю
проката. Режут профильный прокат по разметке или по
упору.
Широкое применение находят пресс-ножницы комбинирован-
ные модели Н635А, предназначенные для резки листового и про-
фильного проката и пробивки в них отверстий. Эти ножницы режут
круглый прокат (до 65 мм), квадратный (до 55 мм), уголок разме-
ром до 150 X 150 X 18 мм под углом реза 45, 67,5 и 90°, двутавры и
швеллеры. Вибрационные ножницы (вид г) применяют для прямо-
линейной и фигурной резки листового металла толщиной до 5 мм.
Их также применяют для вырубки внутренних и наружных конту-
ров при установке пуансона и матрицы.
Дисковые ножницы (вид в) предназначены для прямолинейной
и криволинейной резки листов толщиной до 25 мм и для обрезки
фасок под сварку. Дисковые ножницы с прямо^поставленными
ножами применяют для резки листа на полосы и по окружности.
Ножницы с одним наклонным ножом служат для вырезания фасон-
ных заготовок. Ножницы с двумя наклонными ножами применяют
для резки по окружности и фасонному контуру, а также для вы-
резки отверстий, срезания фасок, для отбортовки и вырезки заго-
товок сложных криволинейных очертаний. За одну настройку
длина реза на дисковых ножницах достигает 15 м, скорость резки
от 0,05 до 1,5 м/с. Размеры дисков назначают в следующих преде-
лах: диаметр (40—125) S, толщина 15—30 мм. Перекрытие одного
диска другим при работе принимают (0,5—0,8) S, где S — толщина
разрезаемого листа. Трудоемкость резки на этих ножницах меньше,
чем на гильотинных. Дисковые ножницы, в основном, служат для
продольной резки листов и применяют их, как правило, в сочета-
нии с гильотинными. Заготовки, вырезанные дисковыми ножни-
цами, требуют правки. Гильотинные ножницы (вид а) служат для
продольной и поперечной резки листов толщиной до 40 мм и для
обрезки фасок под сварку. Гильотинные ножницы допускают
максимальную длину реза до 3200 мм. Они дают чистый рез,
заготовки меньше деформируются, чем при резке на пресс-ножни-
цах, и более производительны по сравнению с последними.
Для обслуживания гильотинных ножниц иногда устанавливают
портальные манипуляторы, снабженные магнитными траверсами,
и специальные тележки с толкающим устройством для подачи
листа под ножи. При большой программе резку на ножницах
выполняют в автоматическом цикле с механизированной уборкой
заготовок и отходов. Точность резки на гильотинных и дисковых
ножницах соответствует 12—14-му квалитету.
Для выбора ножниц усилие Р рассчитывают по формулам:
для пресс-ножниц с параллельно расположенными ножами
Р = LSaB, для гильотинных ножниц Р = 0,5S2ob/tg <р, для
дисковых ножниц Р = 0,4SoBm/tg а,
где L — длина реза, мм; S — толщина металла, мм; <р — угол створа гильотин-
ных ножниц, град (ср = 2 ... 6°); а — угол захвата дисковых ножниц, град (а =
171
= 8 ... 20°); т — число пар дисковых ножей; ав — предел прочности металла
при растяжении, Па.
Исключительно широкое применение при изготовлении элемен-
тов и деталей различной конфигурации для металлоконструкций
имеет газопламенная резка. Газопламенная резка основана на
интенсивном сгорании разрезаемого металла в струе кислорода,
сосредоточенного на узком участке, и удалении жидких шлаков.
Газопламенная резка позволяет резать заготовки в окончатель-
ный размер или с оставлением припуска под механическую обра-
ботку (табл. 4.1).
Стальные листы толщиной до 4 мм целесообразнее резать на
ножницах, чем кислородом, так как при кислородной резке тонких
листов происходит оплавление кромок.
Таблица 4.1
Припуски иа механическую обработку после газовой резки, мм
Ручная резка по направляющим приспособлениям и полуавтоматическая
Длина реза	Толщина			детали		
	5 — 24	25 — 60	61 — 100	101 — 160	161 — 250	251 —300
20—160	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
161—250	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
251—400	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
401—630	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
631 — 1000	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
1001 — 1600	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
1601—2500	4—5	5—7	6—8	7—10	10—12	10—15
2501—4000	4—5	5-7	6—8	7—10	10—12	10—15
4001—5000	6—10	7—10	8—14	10—15	12—15	12—15
5001 и более	6—10	7—10	8—14	10—15	12—15	15—20
Автоматическая резка
Длина	реза	Толщина детали					
		5 — 2-1	25 — 60	61 — 100	101 — 160	161 — 250	251—300
20-	-160	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
161-	-250	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
251-	-400	3—4	5—6	6—8	8—10	 10—12	10—15
401-	630	3—4	5-6	6—8	8—10	10—12	10—15
631-	-1000	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
1000-	-1600	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
1601-	-2500	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
2501-	-4000	3—4	5—6	6—8	8—10	10—12	10—15
4001-	-5000	6—10	8—10	10—12	10—15	10—15	15—20
5001 и более		6—10	8—10	10—12	10—15	10—15	15—20
172
В настоящее время применяют несколько способов резки ме-
талла: ацетилено-кислородный, кислородно-электрический, кисло-
родный с использованием различных природных газов и горючих
жидкостей (пропан, бутан, керосин и др.), кислородно-флюсовый,
газоэлектрический и др.
Кислородно-электрическую резку, выполняемую угольным или
стальным электродом, в основном, применяют для коротких резов
стали толщиной до 60 мм и в монтажных условиях. Стоимость
резки несколько ниже, чем ацетилено-кислородная, скорость резки
составляет 6—7 мм/с. Для резки применяют специальные резаки.
Применение для резки различных природных газов позволяет
значительно экономить дорогостоящий и дефицитный ацетилен..
Скорость резки природными газами примерно на 15—20 % ниже
скорости ацетилено-кислородной резки. Работа с этими газами
требует наличия хорошей приточно-вытяжной вентиляции на
рабочих местах.
С целью улучшения качества реза, снижения коробления и уве-
личения производительности резки широко применяют пакетную
резку стали толщиной от 1,5 мм и выше. Сущность этой резки
заключается в том, что отдельные листы складываются пакетом
(стопой), сжимаются струбциной или пневмозажимом до выбора
зазоров между ними и прихватываются сваркой по торцам. Общая
толщина пакета должна соответствовать 50—96 мм в зависимости
от толщины листов. Полученный пакет листов обрезается по лю-
бому профилю внутреннего или наружного контура по копиру
с помощью газорезательной машины. При этом увеличивается
точность формы деталей и снижается расход газа. Пакетный
метод резки широко применяют при изготовлении диафрагм и
других деталей.
Удаление грата представляет собой трудоемкую операцию,
выполняемую, как правило, вручную зубилами и скребками. Для
безгратовой резки с использованием природного газа необходимо
применять кислород чистотой не менее 98,5—99,5 %, специальные
мундштуки и повышенные скорости резки.
Резка кислородом алюминиевых сплавов, легированных сталей
сильно затрудняется, так как при резке образуются тугоплавкие
окислы. Пленка этих окислов, покрывая частицы металла, пре-
пятствует его сгоранию в струе кислорода. Так, при резке алюми-
ниевого сплава образуется пленка окисла А12О3 (/||Л = 2050 °C),
при резке легированной стали — пленка окисла Сг2О3 =
= 2000 °C) и др. Для резки этих металлов широко применяют
кислородно-флюсовую, газоэлектрическую и другие методы резки.
Кислородно-флюсовая резка состоит в том, что в струю режу-
щего кислорода непрерывно вводят порошкообразный флюс,
который, сгорая в кислороде, на поверхности реза выделяет боль-
шое количество тепла. Этого тепла достаточно для расплавления
тугоплавкой пленки окислов и перевода их в шлаки. Процесс
резки протекает с нормальной скоростью, а поверхность реза
173
получается гладкой и чистой. Приемы резки те же, что и при резке
обычных сталей. В качестве флюса используют железный порошок
с размерами зерен 0,1—0,2 мм, в который в зависимости от разре-
заемого металла добавляют в различных пропорциях тот или иной
компонент: феррофосфор, алюминиевый порошок, техническую
буру, металлургическую окалину, кварцевый песок и др.
Для кислородно-флюсовой резки применяют установки:
ПФР-1, УФР-2, УФР-4, УРХС-3, УРХС-4 с внешней подачей
флюса. В последнее время применяют газоэлектрическую резку
вольфрамовым электродом плазменной дугой в различных исполне-
ниях для резки большинства черных и цветных металлов. Этим
способом можно разделывать кромки под сварку, вырезать дефект-
ные участки, пороки в отливках, отрезать прибыли и т. д.
Газопламенную резку ведут на газорезательных машинах и
вручную. Машинная резка позволяет получать точность реза в пре-
делах 0,3—0,5 мм и более высокую чистоту реза, обладает большей
производительностью и экономичностью по сравнению с ручной
резкой.
Газорезательные машины бывают стационарные и передвижные
и разделяются по размерам обрабатываемых листов и числу рабо-
тающих резаков. К передвижным и переносным машинам для
кислородной резки стали относятся приборы ПП-1, ПП-2, ПС-2
и другие соответственно с одним, двумя и тремя резаками. Передви-
жение приборов осуществляется по рельсовому пути или непосред-
ственно по поверхности листа со скоростью 80—1500 мм/мин.
Такие приборы предназначены для раскроя листов, вырезки
простых деталей и для подготовки кромок под сварку и позволяют
резать сталь толщиной от 5 до 250 мм. Их широко применяют
в заготовительных и ремонтных цехах, на строительных и монтаж-
ных площадках.
• На заводах подъемно-транспортного машиностроения широко
применяют стационарные машины АТ-2, АСП-1, АСШ-2, машины
с фотокопировальными устройствами и программным управлением,
позволяющие резать листовой металл под сварку различ-
ными способами.
В качестве примера на рис. 4.9 приведена стационарная копи-
ровальная машина АСП-1. Основой машины АСП-1 является стол
1, на котором установлен шаблон 10, соответствующий по форме и
размерам вырезаемой детали 11. Ведущая головка машины снаб-
жена магнитной катушкой 8, внутри которой вращается магнитный
палец диаметром 12 мм, приводимый во вращение от электродвига-
теля 7 через систему зубчатых колес передаточного механизма,
заключенного в корпусе ведущей головки. Движение магнитного
пальца по плоскости стола повторяется резаком 3, укрепленным на
суппорте второго пальца штанги 5. Штанга при помощи двух
продольных кареток 2, 9 и поперечной 6 может перемещаться
в любом направлении относительно положения шаблона/Она столе
1. Ведущие и опорные ролики кареток и штанги снабжены шарико-
174
подшипниками для максимального снижения сил трения в узлах.
Для управления работой машины имеется щиток 4, на котором
расположены выключатели электродвигателя, указатель скорости
перемещения резака, а также рычаги маховичка для ручного
управления процессом резки. Машина может вырезать детали
шириной 1500 мм и толщиной 5—200 мм самой различной формы
по шаблону при помощи магнитной ведущей головки, а также по
чертежу или разметке с использованием аппаратуры фотоэлектрон-
ного привода или при помощи механической головки, направляе-
мой от руки.
ГИБКА ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ
Для гибки заготовки деталей из проката необходимо создание
местных пластических деформаций при напряжениях, не превы-
шающих предела текучести. Допускаемое остаточное относитель-
ное удлинение при холодной гибке заготовок, например из стали
СтЗ, должно составлять не более 2 %. Заготовки из проката гнут
в холодном или горячем состоянии. Для сохранения пластических
свойств металла гибка по кривой (вальцовка) в холодном состоя-
нии для низкоуглеродистых и низколегированных сталей допу-
скается при отношении радиуса изгиба к толщине металла, рав-
ном 25. При меньшем отношении вальцовку следует проводить
в горячем состоянии.
Гнутые профили из листового проката значительно экономичнее
проката, и их широко применяют в сварных конструкциях. Гибку
листовых деталей выполняют на кромкогибочных станках и
прессах. Гибочные прессы более производительны и позволяют за
одну операцию гнуть заготовку длиной 5—6 м при толщине листа
более 12 мм. Применение гибочных прессов целесообразно в усло-
виях изготовления разнообразной номенклатуры с использованием
сменных штампов.
175
ный ручей в соответствии
Рис. 4.10. Схема расположения роликов
в асимметричной роликовой машине:
f 11 \ \ Л ? f 1 ~ гибочные ролики; 2 — направляющие ро-
I *	\ У	/ ЛИКИ; 3 ~' индуктор; 4 — уголок
йй ч|У~/ Гибку профильного проката вы-
полняют на универсальных ролико-
вых машинах и правильно-гибоч-
ных прессах. Рабочим инструментом
являются ролики, имеющие фасон-
с профилем и размерами поперечного
сечения заготовки. Обычно ролики сменные, а в машинах средних
и больших размеров — сборной конструкции.
Профильные заготовки можно сгибать в виде замкнутых колец
и дугообразных элементов, а также по спирали и переменной кри-
визне. В основном гибку выполняют в холодном состоянии, и
только при гибке крупных профилей применяют местный индук-
ционный нагрев т. в. ч.
В универсальных машинах для крупных заготовок загибочные
ролики располагаются по симметричной схеме, требующей предва-
рительной подгибки концов заготовки на прессе в штампе. При
крупносерийном производстве кольцевых заготовок целесообразно
производить подгибку концов после гибки, используя для этой цели
штампы с клиновым механизмом. Этот штамп позволяет при под-
гибке концов располагать согнутую кольцевую заготовку в гори-
зонтальном положении.
В универсальных машинах малого размера ролики размещают
по асимметричной схеме (рис. 4,10). Преимущество таких машин
заключается в том, что в процессе гибки длинный задний конец
заготовки не поднимается с рольганга.
Для гибки профильного проката применяется и другой вид
машин с наклонным расположением^роликов. Рабочие ролики
имеют коническую форму и являются универсальными (рис. 4.11).
Имеются направляющие ролики с целью уменьшения побочных
Рис. 4.11. Гибочные ролики для машин с наклоннорасположенными
роликами:
а — гибка уголка полкой наружу; б — гибка уголка полкой внутрь; 1 — уго-
лок; 2 — гибочные конические ролики
176
Рис. 4.12. Принципиальная схе-
ма трубогибочной машины
деформаций. Холодная
гибка швеллеров, двутав-
ров и другого проката
возможна также и на горизонтальном правильно-гибочном прессе
кулачкового типа.
При холодной гибке стальных труб наименьший радиус гибки
по оси трубы принимается не меньше 3D, где D — диаметр трубы.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве трубы гнут
вручную или на трубогибочных станках.
Успешно применяют для гибки труб диаметром до 550 мм и
толщиной стенки до 25 мм и наименьшим радиусом изгиба 1,5£>
трубогибочные машины с местным индукционным нагревом ТВЧ.
Схема такой конструкции показана на рис. 4.12. Гибку ведут
между пятью роликами, из которых ролики 1, 2, 4 являются гибоч-
ными, а 3 и 5 — направляющими. Трубы подают толкателем или
клещами. Нагрев трубы происходит непрерывно в процессе гибки
путем перемещения ее сквозь кольцевой индуктор 6. Последний
совмещен с охлаждающим устройством, которое после прохожде-
ния участка трубы через индуктор сразу же его охлаждает водой.
Таким образом, нагретым до температуры 800—1200 °C является
узкий участок трубы, на котором и протекают деформации изгиба.
Соседние холодные участки трубы, имеющие значительно большую
прочность, оказывают поддерживающее действие деформирую-
щемуся участку, благодаря чему не нарушается форма попереч-
ного сечения трубы.
Усилия гибки при выборе пресса определяются по следующим
формулам:
свободная гибка проката
Р =	— аьп	BsoBk ;
гибка листового проката с прижимом
Р = 2BsaBk1 -ф- Рпр «« 2,5esoB kp,
угловая гибка листового проката с калибровкой
P^pF,
где РПр — усилие прижима, Н; В — ширина заготовки, мм; s — толщина за-
готовки, мм; /—расстояние между опорами пресса, мм; п—коэффициент,
характеризующий влияние упрочнения, равный 1,6—1,8; р— давление кали-
бровки, Па; при s с 10 мм Р ~ 60 ... 80 МПа; F — площадь калибруемой за-
готовки (под пуансоном), мм2; Ч — коэффициент, зависящий от отношения l/s,
равный 0,07—0,2.
177
Рис. 4.13. Схема положения валков в листогибочных машинах
Гибка цилиндрических обечаек выполняется на трех- и четы-
рехвалковых вальцах с различным взаимным расположением
валков и способом регулировки.
Широко распространенными являются трехвалковые симме-
тричные вальцы горизонтального типа, характеризующиеся сим-
метричным расположением боковых приводных валков по отно-
шению к среднему, перемещающемуся по высоте, благодаря чему
заготовка изгибается на начальном участке (рис. 4.13, а). Пере-
мещение среднего валка в зависимости от радиуса кривизны R
ориентировочно можно определить по формуле
h = Г '(/? + s + гб) - I1 -(R- гСР).
В холодном состоянии вальцуют листы толщиной до 50 мм.
При гибке на трехвалковых вальцах кромки листа в месте стыка
остаются прямыми шириной 150—200 мм, в четырехвалковых
вальцах от s до 2s в зависимости от длины загибаемой кромки,
где s —толщина листа. Для подгибки концов заготовки непосред-
ственно на листогибочных вальцах используют трехвалковые
асимметричные и четырехвалковые вальцы. В асимметричных
трехвалковых вальцах передний боковой валок расположен с ма-
лым смещением вперед по отношению к среднему валку и началь-
ный изгиб заготовки производится перемещением под углом к вер-
тикали заднего валка (рис. 4.13, б). Это дает возможность согнуть
конец листа почти полностью, так как расстояние, на котором
может быть подведена задняя кромка заготовки к среднему валку,
незначительно. Однако из-за больших усилий на валках асим-
метричные листогибочные вальцы выпускаются только малого
и среднего размеров для гибки заготовок толщиной до 30 мм и ши-
риной до 4—5 м.
Для гибки толстых листов применяют вальцы четырехвалко-
вые (рис. 4.13, в). Здесь боковые валки расставлены шире и под
средним валком поставлен дополнительный нижний. Регулируется
по высоте положение боковых валков, которые перемещаются на-
178
клонно к вертикали. Перемещение валков определяется по фор-
муле
li -га + (гб + /<)2 -	/?1 = /? + s.
При гибке обечаек на четырехвалковых вальцах заготовку за-
водят в валки до упора в противоположный боковой валок (рис.
4.14, а). Перемещением вверх нижнего валка заготовка зажи-
мается между средним и нижним валками. Затем заготовка изги-
бается на узком участке перемещением бокового валка (вид б).
Включением валков конец заготовки сгибается до самой кромки
на конечный радиус (вид в). После этого валки устанавливаются
по симметричной схеме и сгибается средний участок заготовки на
промежуточный радиус (вид г). Подгибка второго конца заготовки
происходит так же, как и первого. Затем за один-два пропуска
заготовка сгибается на среднем участке на окончательный радиус
(виды д, е). Количество пропусков зависит от серийности выпуска
заготовки и квалификации вальцовщика. При большой серийности
и опытном вальцовщике переходы подгибки концов и гибку сред-
него участка заготовки можно сразу выполнять на конечный ра-
диус.
Подают заготовку в зазор между раздвинутыми валками вруч-
ную, при помощи крана либо с помощью задающего рольганга
или тележки с обязательной проверкой на параллельность оси
валка и кромки листа.
На трехвалковых асимметричных вальцах вначале подгибают
заднюю кромку заготовки. Затем заготовка выдается из вальцов,
повертывается в горизонтальной плоскости на 180° и снова заво-
дится в вальцы вперед согнутой кромкой. Подгибают вторую
кромку и далее гнут средний участок заготовки.
Рис. 4.14. Последовательность гибки обечайки на четырехвал-
ковой машине
179
Рис. 4.15. Схемы подгибки кромок
под вальцовку
Для трехвалковых симме-
тричных вальцов заготовки
обычно поступают с предва-
рительно подогнутыми кром-
ками на другом оборудова-
нии. Для подгибки кромок заготовки применяют кромкогибочный
пресс (рис. 4.15, а) или подгибают на самих вальцах с примене-
нием подкладного листа (видб). Подкладной лист 1 толщиной,
превышающей в 2—3 раза толщину заготовки, сгибают предва-
рительно на заданный радиус обечайки с учетом пружинения
согнутой заготовки; затем устанавливают между валками и на
него кромкой кладут заготовку 2. Средний валок опускают так,
чтобы прижать заготовку к подкладному листу и создать неболь-
шой упругий прогиб подкладного листа. Затем вращением валков
подгибают кромку. Также подгибают и другую кромку заготовки.
С подкладным листом можно подгибать листы толщиной до 16 мм.
Заготовку для цилиндрических обечаек выполняют строго пря-
моугольной, заданной длины и с разделанными кромками под
сварку.
Длину развертки цилиндрической обечайки определяют по фор-
муле
L = (kn.D + пА)/п,
где k — коэффициент, учитывающий растяжение заготовки при вальцовке,
равный 0,98; D — диаметр обечайки по нейтральному слою в мм; п — количество
сварных стыков: при D < 800 п = 1; при D > 800 до 1500 п = 2; А — припуск
на длину профиля, необходимый для сварки одного стыка; обычно принимают
А — 15 ... 30 мм.
Положение нейтральной линии зависит от толщины металла
и радиуса гиба R. При изготовлении обечаек положение нейтраль-
ной линии определяется величиной Xs, где X — опытный коэф-
фициент, не зависящий от качества металла, который принимают
при -у- = 1 ...10 равным 0,37 ... 0,5.
Горячая вальцовка цилиндрических обечаек из толстолисто-
вого проката трудоемка и небезопасна. Целесообразнее обечайки
изготовлять из двух полуцилиндров, штампованных на гидравли-
ческих прессах. Эта технология более производительна, стоимость
изделия ниже, чем при вальцовке. Штампованные полуцилиндры
получаются более точные и после сварки не нуждаются в калиб-
ровке.
ПОДГОТОВКА КРОМОК ПОД СВАРКУ
Под сварку кромки готовят с целью удаления наклепанного
металла после резки на ножницах, недопустимого в ответственных
металлоконструкциях; для образования фасок, имеющих слож-
180
йую форму; для получения более точных размеров детали и для
улучшения качества поверхности реза после ручной газовой резки
у сталей повышенной прочности.
Способы подготовки кромок под сварку определяются толщиной
и маркой свариваемых элементов конструкций, типом сварочного
соединения, пространственным положением конструкции при свар-
ке и принятым технологическим процессом сварки. При одно-
сторонней сварке металла толщиной до 3—6 мм и при двухсто-
ронней сварке толщиной до 8 мм соединение обычно выполняют
без скоса кромок. Для сварки металла толщиной свыше 6—8 мм
стыковое соединение обычно выполняют с предварительной раз-
делкой кромок. Основными видами разделки кромок являются:
односторонняя разделка кромок (при сварке металла толщиной
6—8 мм и более), двухсторонняя разделка кромок (при сварке
металла толщиной более 12 мм).
Обработку кромок под сварку можно выполнять на кромко-
строгальных и торцефрезерных станках либо газовой резкой. Стро-
гание кромок на специальных кромкострогальных станках, отли-
чающихся от продольно-строгальных станков неподвижным сто-
лом, осуществляется одним или двумя резцами, расположенными
на специальной каретке, перемещающейся в прямом и обратном
направлении по направляющим станка. Строгание кромок после
механической резки производят на глубину 2—3 мм, а после га-
зовой резки — не менее 4 мм.
В целях повышения производительности обрабатывать кромки
у мелких заготовок типа диафрагм целесообразно на торцефрезер-
ных станках пакетами по 10—15 заготовок и более.
Использование газорезательных машин для резки заготовок
с одновременным снятием фасок у
ханическую обработку фасок на
кромках. Готовить кромки под
сварку (рис. 4.16) на газореза-
тельных машинах можно двумя
1, 2 или тремя 1, 2, 3 резаками.
Расстояния А и Б между ре-
заками изменяются в зависи-
мости от толщины разрезае-
мого металла, кроме того, угол
наклона между резаками зави-
сит от угла скоса кромок и ве-
личины притупления.
Рис. 4.16. Схемы подготовки кромок
под сварку на газорезательных маши-
нах:
— Х-образный рез; б — V-образный рез;
в — V-образный рез с притуплением; г —
Х-образный рез с притуплением
них значительно сокращает ме-
5)
г)
181
ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ
Образование отверстий при изготовлении металлоконструкций
ПТМ можно выполнить одним из следующих способов: пробивкой
на прессах, сверлением и газовой резкой.
Пробивку отверстий в заготовках производят в специальных
штампах на прессах различных моделей. Конструкция штампа за-
висит от формы отверстия, размеров заготовки и масштаба произ-
водства. В серийном и массовом производствах используют ин-
струментальные штампы, а в мелкосерийном — универсально-на-
ладочные и упрощенные.
Поверхность у пробитого отверстия имеет форму конуса, на
краях которого образуются завалы, заусенцы и микротрещины.
По техническим условиям допускаемая величина дефектов не
должна превышать 1 мм. Качество пробитого отверстия зависит
от правильного выбора зазора между пуансоном и матрицей. Ве-
личина зазора зависит от механических свойств металла и колеб-
лется от 5 до 20 % от его толщины. При пробивке отверстий в ин-
струментальных штампах обеспечиваются 9—12-й квалитет. Точ-
ность расстояний между осями отверстий составляет ±0,05 мм
и более. Усилие, потребное для пробивки отверстия, может быть
определено по формуле Р = LsoB, где L — длина окружности
пробиваемого отверстия, мм; s — толщина металла, мм; ов —
предел прочности на растяжение, Па.
При пробивке отверстий в нормальных условиях диаметр пуан-
сона не должен быть меньше толщины пробиваемого материала.
Если диаметр пуансона пресса меньше толщины листа, то отвер-
стие получают сверлением. Максимально допустимая толщина
пробиваемого стального листа для существующих прессов 40 мм.
Сверлят отверстия различными ручными и электрическими дре-
лями и на сверлильных станках. Электродрели применяют, в ос-
новном, только на месте монтажа. Этот метод обработки мало про-
изводителен.
На сверлильных станках отверстия сверлят как по разметке,
так и с применением специальных сверлильных кондукторов. В за-
висимости от габаритов и массы элементов металлоконструкции
сверление отверстий выполняют на радиально-сверлильных (ста-
ционарных и переносных) или вертикально-сверлильных стан-
ках.
Сверлильные станки обеспечивают получение отверстий диа-
метром до 100 мм. В стыках и соединениях ответственных элемен-
тов металлоконструкций, например в монтажных стыках концевой
балки мостового крана, отверстия, служащие для плотной посадки
чистых болтов, обрабатывают только на сверлильных станках во
избежание микротрещин в металле, возникающих при других
методах обработки. Причем после сверления отверстия разверты-
вают специальной разверткой. Это обеспечивает точность обработ-
ки отверстий в пределах 0,05—0,1 мм. Припуск на развертку
182
Таблица 4.2
Припуски на механическую обработку после газовой резки
по радиусу, мм
Диаметр окружности	Толщина						
	5 — 24	25	-60	61 — 100	101 — 160	161 -250	251 -300
50—160	8—10	12-	-14	14—16	16—18	18—20	20—24
161—250	8—10	12-	-14	14—16	16—18	18—20	20—24
251—500	8—10	12-	-14	14—16	16—18	18—20	20—24
501—1000	10—12	12-	-14	14—16	16—18	18—20	20—24
1001 и выше	12—15	14-	-16	16—18	18—20	20—24	20—26
составляет 0,3—0,4 мм для отверстий диаметром до 25 мм и 0,5—
0,6 мм для больших диаметров.
В заготовках различные отверстия вырезают газовой резкой
в окончательный размер или с припуском под механическую об-
работку. Ориентировочные величины припусков под механиче-
скую обработку указаны в табл. 4.2.
I	4.3. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
I	ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ	И СВАРКИ
F	МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ
В зависимости от сложности металлоконструкции, ее конфигу-
рации, объема выпуска и способа сварки сборку можно произво-
дить по разметке, по первому изделию, на универсальных при-
способлениях, по шаблону, на специальных или переналаживае-
мых стендах и приспособлениях. Сборку по разметке с примене-
нием простейших универсальных приспособлений применяют в
единичном производстве.
Сборку по первому изделию применяют в мелкосерийном про-
изводстве, например, при изготовлении поясов для ферм, опор
и т. п. с использованием простейших универсальных приспособ-
лений.
Сборку на плитных настилах с пазами, снабженными упорами,
фиксаторами и различными зажимными устройствами, применяют
в мелкосерийном и серийном производствах при изготовлении од-
нотипных, но разных по габаритам металлоконструкций.
Сборку при помощи шаблонов применяют в серийном производ-
стве. Сборку на специальных или переналаживаемых стендах и
приспособлениях применяют в серийном и массовом производстве.
Основными технологическими операциями сборки являются:
сборка встык листовых и профильных элементов, сборка внахлест-
ку, втавр, а также сборка продольных и кольцевых стыков обе-
чаек и др.
183
г)	а)
Рис. 4.17. Виды сварных соединений
Стыковые соединения (рис. 4.17, а) являются наиболее рас-
пространенными вследствие того, что дают наименьшие напряже-
ния и деформации при сварке. Однако они требуют более тщатель-
ной подготовки листов под сварку и точной подгонки друг к другу.
Большое значение для качества сварки имеет соблюдение парал-
лельности кромок, а также оставление зазора между свариваемыми
кромками для облегчения провара нижних частей кромок. Превы-
шение одной кромки над другой допускается не более 1 мм при
автоматической сварке и 1,5—2 мм при ручной и полуавтоматиче-
ской.
Сварку встык ведут как при разделке кромок, так и без раз-
делки. Без разделки кромок можно соединять листы до 6 мм встык
при односторонней и до 8 мм при двухсторонней сварке. При руч-
ной сварке листы толщиной от 3 до 26 мм соединяют встык с одно-
сторонней разделкой одной или двух кромок. Листы толщиной
12—40 мм соединяют с двухсторонней разделкой кромок. Двухсто-
ронняя разделка кромок имеет ряд преимуществ перед односторон-
ней разделкой кромок, так как она позволяет уменьшить объем
наплавленного металла почти в 2 раза, соответственно уменьшает
расход электродов и электроэнергии при сварке и, кроме того,
при сварке возникают меньшие коробления и остаточные напря-
жения. Поэтому желательно, если позволяют размеры изделия и
его конструкции, листы толщиной 12 мм и выше соединять с двух-
сторонней разделкой'кромок.
Соединения внахлестку (вид б) применяют при сварке сталей
толщиной не более 10 мм электродуговой и до 3 мм роликовой
и точечной контактной сваркой. При соединении внахлестку не
требуется специальной обработки кромок, кроме обрезки. Сварка
листов, должна вестись с двух сторон. Допустимый зазор между
свариваемыми листами при автоматической сварке 1 мм, а при
ручной и полуавтоматической 1—4 мм в зависимости от толщины
листа.
Угловые соединения (вид в) применяют при сварке по кромкам
листов, расположенных под прямым или иным углом. Сварку ве-
дут как при’разделке кромок, так и без'разделки, с оставлением
зазора между листами до 2 мм и без "него.
184
a — решетчатые; б — трубчатые; в — двутавровые; г — профильные
Тавровые соединения (вид г) выполняют как с разделкой кро-
мок, так и без разделки, сварку ведут с одной или двух сторон.
При сварке листов с разделанными кромками для лучшего провара
вертикального листа между вертикальным и горизонтальным ли-
стом оставляют зазор 2 мм. Разделку кромки с одной стороны листа
делают в том случае, когда конструкция изделия не позволяет
сваривать тавровое соединение с двух сторон.
Прорезные соединения (вид д) открытого или закрытого типа
применяют, когда длина сварного шва внахлестку не обеспечивает
достаточной прочности.
Соединения с накладками (вид е) применяют, когда их нельзя
заменить стыковыми или нахлесточными соединениями; такое сое-
динение требует дополнительного расхода металла на накладки.
На рис. 4.18 в качестве примера наиболее широкого применения
некоторых видов соединений показаны сборочные единицы, со-
стоящие из листового и профильного проката.
ТИПОВЫЕ СПОСОБЫ СБОРКИ И ЗАЖИМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
При сборке металлоконструкций как в приспособлениях, так
и на стеллажах используют для выполнения отдельных операций
типовые способы сборки и типовые зажимные элементы в различных
для конкретных случаев сочетаниях. Так, для стягивания, под-
жима и выравнивания отдельных элементов металлоконструкций
185
Рис. 4.19. Простейшие типовые сборочные приспособления
используются винтовые прижимы: струбцины а (рис. 4.19, а), ко-
лонки (б) и винтовые приспособления (в, г, д,), а также широко
используются клинья (е, ж,), рычажные (и, к, л,), пневматические
зажимы (м) и др. За последние годы для состыковки стальных
листов начали использовать магнитные и электромагнитные устрой-
ства и стенды (рис. 4.20). Положительным качеством магнитных
приспособлений является предохранение листов при сварке от
коробления с беспрепятственными перемещениями их под дей-
ствием внутренних напряжений от усадки металла.
Рис. 4.20. Магнитные
и электромагнитные
приспособления
186
Рис. 4.21. Схема кондуктора для сборки поясов ферм
Для ориентирования элементов металлоконструкций приме-
няют простейшие приспособления с ограничивающим контуром
(упоры-фиксаторы) типа кондукторов (рис. 4.21). Упоры-фикса-
торы 2 и съемный кондуктор 3 опорных узлов определяют взаим-
ное положение элементов и геометрические размеры металлокон-
струкции. Их устанавливают на стеллаж 1 по разметке с после-
дующим механическим креплением или прихваткой. Существует
много других приспособлений для сборки и зажима собираемых
и свариваемых элементов металлоконструкций.
СХЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ
При изготовлении металлоконструкций возможны следующие
схемы технологического процесса сборки и сварки:
1) последовательная сборка и сварка элементов, сборочных
единиц и конструкции в целом;
2) сборка и сварка сборочных единиц, а затем сборка элемен-
тов, сборочных единиц и конструкции из сборочных единиц.
Точность конструкции при последовательной сборке и сварке
достигается промежуточными операциями правки. Технологиче-
ский процесс в данном случае менее производителен, так как огра-
ничивается фронт работ и увеличиваются затраты труда на при-
гоночные работы. Данную схему применяют, в основном, при
сборке и сварке металлоконструкций средней сложности.
По второй схеме изготовляют металлоконструкции в крупно-
серийном производстве или крупногабаритные конструкции мо-
стовых, портальных, козловых и других кранов и изделий. При-
менение узловой сборки определяется объемом выпуска, ограни-
ченностью грузоподъемных средств в цехе, трудностью кантова-
ния изделия, несоответствием железнодорожным габаритам. На
специальных участках сборочные единицы получают лучшего ка-
чества и с проведением параллельных работ широким фронтом.
Полностью негабаритное изделие из сборочных единиц в ряде
случаев не собирают, ограничиваясь лишь выборочной контроль-
ной сборкой. При контрольной сборке проверяют правильность
изготовления стыкующихся частей и сборочных единиц и всей
Машины и ее соответствие заданным техническим параметрам.
187
Рис. 4.22. Схема последо-
вательности наложения
сварных швов двутавро-
вой балки:
а — последовательное по-
ложение балки при сварке
поясных швов (/, II, III
IV); б — сварка стеики дву-
тавровых балок
Во время контрольной сборки все обнаруженные дефекты и от-
ступления устраняют. Контрольная сборка гарантирует качество
сборочных работ и облегчает их выполнение при монтаже. После
контрольной сборки машину разбирают на сборочные единицы с
соответствующей маркировкой. Иногда вместо контрольной сбор-
ки всей машины ограничиваются крупноузловой контрольной
сборкой. При этом выполняют только плоскостную сборку и про-
веряют основные части и оси без полной пространственной их
сборки и испытаний.
В сварных конструкциях сборочно-сварочные операции в боль-
шинстве случаев можно выполнять в различной последовательно-
сти, зависящей от конфигурации заготовки, сборочной единицы
и выбранного способа сварки. Последовательность сварки и ее
режимы, а также применяемое вспомогательное оборудование и
оснастка при сборке конструкции существенно влияют на прочность
и точность сварной конструкции. На рис. 4.22 в качестве примера
последовательной сварки показана сварная двутавровая балка,
где цифры указывают последовательность сварки поясных швов
балки.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
При сборке и сварке отдельных элементов широко применяют
технологическую оснастку и вспомогательное оборудование, пред-
назначенные для фиксации и закрепления, кантовки, вращения и
перемещений в процессе сборки и сварки. Это оборудование имеет
важное значение для повышения уровня механизации производ-
ства, качества и производительности труда, изготовляют его при-
менительно к каждому производству, а поэтому конструкции
весьма разнообразны, несмотря на одинаковое назначение.
ВПТИтяжмаш провел большую работу по систематизации име-
ющегося оборудования с проведением анализа сварных конструк-
188
ций и разработал классификацию и типаж вспомогательного обо-
рудования и типовых элементов технологической оснастки для
комплексной механизации сборочно-сварочных работ. Типизация
средств комплексной механизации позволяет стандартизовать, нор-
мализовать эти средства и организовать их изготовление центра-
лизованно. В типаж входит девять групп, каждая из которых
состоит из оборудования для поворота свариваемых изделий; для
установки и перемещения сварочных автоматов; устройств для
уплотнения стыков; для сбора флюса и подачи его в зону сварки;
для сборки сварных конструкций; для крепления изделий и пр.
[3, 4].
Для поворотов, вращения и установки изделий в наиболее
удобное для сварки положение применяют манипуляторы, пози-
ционеры, вращатели, кантователи и роликовые стенды.
В цехах металлоконструкций с единичным и мелкосерийным
производством сборку и сварку осуществляют на стеллажах (ста-
ционарных или передвижных) с применением простейших уни-
версальных приспособлений и на механизированных сборочных
стендах с применением пневматических прижимов и гидравличе-
ских упоров. Стационарные стеллажи обычно изготовляют из
двутавровых балок или рельсов, расположенных параллельно и
укрепленных на бетонных фундаментах на расстоянии 800—
1200 мм. Передвижные стеллажи изготовляют в виде металличе-
ских опор, устанавливающихся на балки, залитые бетоном на
уровне пола. Опоры делают высотой 650—750 мм, длиной от 2000
до 4000 мм.
В качестве оборудования, служащего для установки, крепле-
ния и перемещения сварочных автоматов и перемещения свар-
щиков, используют колонны, велосипедные, глагольные и пор-
тальные тележки и площадки.
МЕТОДЫ И СПОСОБЫ СВАРКИ
Трудоемкость сварочных работ в сварных конструкциях со-
ставляет около 30 % общей трудоемкости ее изготовления. Изго-
товление сварных конструкций из различных металлов и сплавов
производится различными методами и способами сварки. В подъ-
емно-транспортном машиностроении по объему применения элек-
тродуговая сварка является основным видом сварки. Наиболее
широко применяют ручную электродуговую сварку, полуавтома-
тическую и автоматическую сварку под слоем флюса и в среде
защитных газов. Электродуговую сварку можно выполнять ме-
таллическим или угольным электродами. Больше распространена
сварка металлическим электродом, здесь сварочная дуга обра-
зуется и горит при прохождении сварочного тока между электро-
дом и свариваемым изделием. Больше всего сварку ведут на пере-
менном токе, так как меньше расходуется электроэнергии, и при-
меняют относительно простую аппаратуру. Для защиты расплав-
ленного металла от вредного влияния атмосферного воздуха и по-
189
Рис. 4.23. Схема автоматической сварки
лучения качественного сварного
шва при ручной электродуговой
сварке применяют электроды с
защитными (качественными) по-
крытиями, а при автоматической
и полуавтоматической — флюсы
и углекислый газ.
Электроды для ручной электро-
дуговой сварки, применяемые для
сварки металлоконструкций в
подъемно-транспортном машино-
строении, выпускают по ГОСТ
9467—75. Размеры и общие тех-
нические требования для электро-
дов регламентируются ГОСТ
9466—75.
В связи с большим разнообразием покрытий электроды делятся
на типы по их назначению и механическим свойствам металла
шва (прочность и пластичность). Материалом для электродов слу-
жит сварочная проволока СВ-08 и СВ-08А (ГОСТ 2246—70) диа-
метром 1,5—6 мм для свариваемого металла толщиной 1—20 мм
и соответствующий состав покрытия толщиной 1—3 мм. Электрод-
ные покрытия обеспечивают более устойчивое горение дуги и
создают вокруг нее и расплавленного металла слой из газов для
защиты расплавленного металла от азота и кислорода воздуха,
а также для повышения механических свойств сварного шва. Для
сварки металлоконструкций ПТМ, в основном,, применяют элек-
троды ЭЧ2 и ЭЧ2А, а для особо ответственных конструкций —
электроды Э50 и Э50А.
Автоматическая сварка (рис. 4.23) металлическим электродом
производится при горении дуги между сварочной проволокой 3
и кромками свариваемого металла 5 под слоем флюса 2, засыпае-
мого через шланг 1 в зону шва впереди дуги (вид а). Тепло дуги
расплавляет свариваемый металл, проволоку и часть флюса, об-
разуя сварочную ванну 4. Расплавленный флюс защищает жидкий
металл от вредного влияния азота и кислорода воздуха, одновре-
менно раскисляет его и удаляет окисел в слой шлака 6. Флюс
также концентрирует тепло в зоне сварки, обеспечивая при этом
глубокий провар основного металла, правильно формирует свар-
ной шов благодаря давлению на ванну жидкого металла и мед-
ленному его остыванию, устраняет потери на угар и разбрызгива-
ние расплавленного металла, стабилизирует горение дуги, леги-
рует металлы шва и обеспечивает высокие механические свойства
наплавленного металла. Флюс изготовляют путем сплавления не-
скольких компонентов и последующего их размельчения до опре-
I9Q
деленной фракции. В качестве флюса для автоматической сварки
применяют флюс АН-348, АН-348А, ОСЦ-45 и др. (ГОСТ 9087—69),
в качестве электродов применяют проволоку стальную сварочную
диаметром 3—6 мм марки СВ-08А и др. (ГОСТ 2246—70). Автома-
тическую сварку под флюсом применяют для сварки стыковых,
тавровых, угловых и замковых соединений деталей из углероди-
стых, низколегированных и большинства высоколегированных
сталей толщиной более 1,5 мм, имеющих прямолинейные швы зна-
чительной протяженности (10000 мм) или кольцевые швы при диа-
метре более 1000 мм.
При выполнении коротких прямолинейных и криволинейных
стыковых, угловых и тавровых швов и при сварке в труднодоступ-
ных местах, где затруднено применение сварочных автоматов,
широко применяют полуавтоматическую сварку под флюсом. Для
полуавтоматической сварки используют полуавтоматы типов ПШ-5,
ПШ-54 и ПДШМ-500 с постоянной скоростью подачи сварочной
проволоки, не зависящей от напряжения дуги. Полуавтоматы пи-
таются как от переменного, так и постоянного тока. Основной
областью применения сварки под флюсом следует считать выпол-
нение соединений элементов средних толщин (4—40 мм).
Наиболее экономичным способом сварки алюминия и его спла-
вов (средней толщины) продольным и кольцевым швом является
автоматическая сварка полуоткрытой дугой по флюсу (вид б).
Флюс с помощью дозатора 1 в процессе сварки непрерывно насы-
пается тонким слоем впереди дуги 2, не закрывая ее, но при этом
расплавленный флюс 3 надежно защищает сварочную ванну 4 и
удаляет пленку окислов. Тонкий слой флюса обеспечивает устой-
чивое горение дуги, так как толстый слой вследствие электропро-
водности флюса приводит к шунтированию дуги и нарушению
устойчивости горения. Сварку ведут на постоянном токе обратной
полярности («плюс» подключается к электроду 5, а «минус» —
к свариваемому металлу 6) сварочным трактором ТС-33 с приме-
нением флюсов марок АН-А1, АН-А4, АН-А6 и сварочной
проволоки диаметром 1—4 мм марок АК и АМГ.
Одностороннюю сварку стыковых швов (продольных и кольце-
вых) с формированием обратной стороны шва целесообразно вы-
полнять на флюсовой подушке (рис. 4.24, а) или на флюсо-медной
подкладке (вид б). Из множества различных конструкций и типов
существующих в отечественной промышленности сварочных аг-
Рис. 4.24. Схема односторонней
сварки стыковых швов:
1 — электрод; 2 — свариваемое из-
делие; 3 — флюс; 4 — пневмошланг;
5 — медиая подкладка
191
регатов наиболее широкое применение для сварки под слоем флюса
металлоконструкций подъемно-транспортного машиностроения на-
ходят автоматы типа ТС-17М, ТС-32, ТС-33, АБС, УТ-1250-3,
АДС-1000-2 и др.
Для выполнения неответственных сварных сборочных единиц
и соединений внахлестку из тонколистового материала (обшивка
каркасов кабин и дверей лифтов, кабин крановых мостов, привар-
ка настила к мостовым фермам и т. п.) применяют полуавтоматиче-
скую сварку электрозаклепками под слоем флюса. Выполнение
электрозаклепок под слоем флюса при толщине верхних листов
свыше 3 мм обычно требует предварительной обработки отверстий,
а при толщине верхнего листа менее 3 мм электрозаклепки уста-
навливаются проплавлением верхнего листа электродом. В усло-
виях крупносерийного производства применяют автоматические
многоточечные сварочные машины для постановки большого ко-
личества электрозаклепок в строго последовательном порядке с од-
ной установки свариваемого изделия.
Автоматическая, полуавтоматическая и ручная аргоно-дуговая
сварка вольфрамовым электродом специальных сталей, цветных
металлов и сплавов может выполняться без присадки и с присад-
кой. Сварку без присадки применяют для стыковых швов элемен-
тов толщиной 0,8—2,0 мм с прямолинейными и кольцевыми шва-
ми, при этом требуется тщательная подгонка свариваемых кромок.
Автоматическую аргоно-дуговую сварку вольфрамовым электро-
дом с присадкой применяют для стыковых, тавровых и угловых
соединений деталей толщиной 1,5 мм и более из легких сплавов,
деталей толщиной 1 мм и более — из титана и его сплавов. Авто-
матическую аргоно-дуговую сварку плавящимся электродом при-
меняют для соединения деталей толщиной более 4 мм из алюми-
ниевых сплавов.
Полуавтоматические способы сварки в аргоне применяют при
сварке коротких или криволинейных швов, а также швов, рас-
положенных в труднодоступных местах, когда применять авто-
матическую сварку невозможно или нерационально.
При сварке изделий сложной формы используют ручную арго-
но-дуговую сварку вольфрамовым электродом. Из-за высокой
стоимости защитного газа применение аргоно-дуговой сварки при
изготовлении конструкций из сталей обычно ограничивается об-
ластью малых толщин.
За последние годы в подъемно-транспортном машиностроении
для сварки металлоконструкций из малоуглеродистых и низколе-
гированных сталей широко внедряют электродуговую сварку пла-
вящимся электродом в углекислом газе. Сущность способа состоит
в том, что воздух оттесняется от зоны сварки струей углекислого
газа, а окисление самим углекислым газом переплавляемого дугой
металла компенсируется повышенным содержанием элементов-
раскислителей в электродной проволоке. Сварка возможна на
постоянном и переменном токе с применением осциллятора. При-
192
менение сварки в среде углекислого газа вызвано широкой но-
менклатурой разнообразных изделий, отличающихся большой
сложностью. В таких случаях сварка в углекислом газе является
наиболее универсальной, так как она позволяет сваривать в раз-
личных пространственных положениях и не снижая при этом
производительности. Для этой сварки применяют самое разно-
образное оборудование. Наиболее оригинальными полуавтома-
тами, широко применяющимися при сварке металлоконструкций,
являются полуавтоматы А-537, А-547-Р Института электросварки
им. Е. О. Патона. Полуавтоматом А-547-Р можно сваривать раз-
личные соединения листового металла толщиной до 3 мм и угло-
вых соединений при катетах шва до 4 мм. Сварку можно выпол-
нять во всех пространственных положениях сварочной проволо-
кой марки СВ-08ГС диаметром 0,8—1 мм, постоянным током.
Напряжение дуги 17—21 В, сварочный ток от 70 до 200 А. Полу-
автомат А-537 предназначен для сварки постоянным током металла
толщиной 3 мм и более, сварочной проволокой марки СВ-08Г2С
(ГОСТ 2246—70), диаметром 1,6—2 мм. Основным фактором тех-
нико-экономической эффективности любого способа сварки яв-
ляются производительность и стоимость сварочных работ. Ориен-
тировочная стоимость 1 кг наплавленного металла при полуавто-
матической сварке плавящимся электродом в углекислом газе,,
аргоне, под флюсом и при ручной сварке приведена в табл. 4.3..
Из табл. 4.3 видно, что полуавтоматическая сварка в среде'
углекислого газа по сравнению с другими методами является наи-
более производительной и экономичной. Для сварки материалов'
Таблица 4.3
Ориентировочная стоимость 1 кг наплавленного металла (руб.)
при различных методах сварки
Сварка	Показатели						
	элек- трод- ная прово- лока	элек- троды	газ	флюс	элек- тро- энэр- гня	зара- бот- ная плата	итого5
В углекислом газе: при обратной полярности	0,21		0,03		0,03	0,12	0,40
при прямой полярности	0,20	—	0,02	—	0,02	0,08	0,32:
В аргоне	0,20	—	0,54	—	0,04	0,16	0,941
Под флюсом	0,14	—	—	0,125	0,03	0,17	0,46:
Ручная: электродами ОЗС	—	0,338	—_		0,05	0,30	0,69
УОНИИ-13/55	—	0,291	—	—	0,06	0,50	0,85
Примечание. В стоимость наплавленного металла не входят накладные рас-
ходы на заработную ппату, стоимость оборудования, выплаты средств рабочим-на-
ладчикам и т. д.
7 Косилова А. Г.	193’
Рис. 4.25. Принципиальная схема сварки трех-
фазной дугой
7 <Х	больших толщин (10—12 мм и более) осу-
\х\	/// ществлен новый способ ручной и автома-
\\	///	тической сварки под слоем флюса трех-
а'У/с	фазной дугой.
______ \(в	Сущность сварки трехфазной дугой за-
ключается в том, что в процессе сварки уча-
ствуют три фазы источника тока, которые
подводятся к двум электродам и свариваемому изделию (рис. 4.25).
В этом случае горят три дуги: две дуги АВ и СВ между электро-
дами и сравниваемым изделием и третья дуга АС между электро-
дами. Наличие в процессе сварки трех дуг создает большой ба-
ланс тепла, под действием которого металлы электродов и изделия
быстро нагреваются и плавятся. Производительность сварки при
этом повышается в 2—3 раза, расход электроэнергии понижается
на 25—40 % и увеличивается коэффициент использования элек-
троэнергии (cos ср) до 0,65 %. Сварку трехфазной дугой широко
применяют при изготовлении различных коробчатых металлокон-
струкций, балок, опорных башмаков шагающего экскаватора
и т. п.
НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ПРИ СВАРКЕ И ИХ УСТРАНЕНИЕ
В процессе сварки под действием неравномерного нагрева ос-
новного металла, усадки металла шва и структурных изменений
в конструкциях возникают внутренние напряжения, вызывающие
их деформации. Внутренние напряжения часто вызывают короб-
ление конструкций, создают выпучины, искривления, а в листо-
вых конструкциях вызывают волнистость листов. Так, усадка ме-
талла шва приводит к возникновению растягивающих напряже-
ний в соседних участках конструкции. Усадку измеряют в процен-
тах от первоначального линейного размера, и для различных
металлов она различна: малоуглеродистая сталь 2,0; серый чугун
0,7—0,8; алюминий 1,7—1,8;медь2,1; латунь2,06; бронза 1,45—1,6.
Возникающие при сварке деформации в значительной степени
изучены и могут быть предотвращены или уменьшены путем со-
блюдения определенных требований. Эти требования, в основном,
заключаются в следующем:
1)	для создания взаимно уравновешенных деформаций при
сварке необходимо применять двухстороннюю сварку, Х-образ-
ную разделку кромок и автоматическую сварку под флюсом без
скоса кромок;
2)	при сварке необходимо закреплять свариваемые элементы
путем прихватки либо прижимными устройствами;
3)	в некоторых случаях конструкции необходимо сваривать
с предварительной деформацией, обратной по знаку сварочным
194
деформациям, либо установкой конструкций в свободном состоя-
нии под углом с целью создания противодействующего момента;
4)	сварку элементов необходимо вести на оптимальных режи-
мах, обеспечивающих быструю и высокую концентрацию тепла;
5)	усиленно охлаждать сварное соединение — медные подклад-
ки, водяное охлаждение и т. п.;
6)	при заполнении разделки длинными участками каждый пре-
дыдущий слой до наложения последующего успевает значительно
охлаждаться, что приводит к появлению деформаций. Примене-
ние метода обратноступенчатой сварки при выполнении швов
большой протяженности способствует более равномерному рас-
пределению напряжений,-сокращению деформаций вследствие соз-
дания равномерного остывания заваренных участков и уменьше-
ния температурного перепада между участками;
7)	для уменьшения концентрации напряжений необходимо избе-
гать перекрещивающихся швов и сварных соединений с наклад-
ками;
8)	необходимо соблюдать определенную последовательность на-
ложения швов и направления сварки, влияющих на характер и
[величину деформаций элементов и коробления всей конструкции.
| Сварку необходимо выполнять в такой последовательности,
[чтобы соединение, определяющее базовый размер, сваривалось по-
следним. При этом все неточности, вызванные предыдущими опе-
рациями сварки, компенсируются в последнем соединении, кото-
рое обычно делается внахлестку. Этот способ широко применяют
Гпри изготовлении опор, рам, стрел и пр.
I Стыковые швы, дающие большую усадку, следует варить пер-
выми, а затем уже валиковые швы. Ребра жесткости и косынки,
увеличивающие жесткость конструкции, рекомендуется варить
по возможности в последнюю очередь.
Сборка конструкций из сталей, не чувствительных к термиче-
скому воздействию, осуществляется на прихватках, которые не
вырубаются перед сваркой. Если сталь чувствительна к термиче-
скому воздействию, то сварка на прихватках запрещается. Выпол-
няют прихватки электродами того же типа, что и сварку данного
изделия. Сечение шва прихватки не должно превышать одной
трети сечения шва (максимальное сечение шва-прихватки должно
быть не более 25—30 мм2). Длину прихватки обычно берут в пре-
делах 20—120 мм, расстояние между ними 500—800 мм. Прихватки
рекомендуется накладывать со стороны, обратной наложению пер-
вого слоя основного шва. Порядок наложения прихваток регла-
ментируется техническими условиями. При получении после свар-
ки деформированных конструкций и деталей допускается при-
менять различные специальные способы ручной, механической и
термической правки.
В практике заводов деформированные металлоконструкции вы-
правляют с помощью струбцин, винтовых домкратов и местным теп-
ловым воздействием.
7*	195
Правка местным нагревом доступна любому предприятию, но
она требует исполнителей высокой квалификации и соответствую-
щего навыка. При местном нагреве металл, расширяясь, встречает
противодействие окружающих его холодных участков, вследствие
этого в нагретых участках металла возникают пластические де-
формации сжатия. При охлаждении в результате усадки металла
линейные размеры нагретого участка уменьшаются и возникающие
силы растяжения выпрямляют деформированный участок. Это
явление и используют для правки деформированных сварных
соединений.
Металл нагревают газовым пламенем или угольным электро-
дом до пластического состояния. Нагревать металл следует с вы-
пуклой стороны и правку необходимо производить последова-
тельно путем нескольких нагревов, причем не следует нагревать
одно и то же место дважды. Правка нагревом считается правиль-
ной, если после первого нагрева деформация уменьшилась в 2 раза.
В том случае, когда действия одних сил растяжения для устра-
нения деформаций недостаточны, их усиливают наложением до-
полнительных технологических грузов. После этого нагревают и
оставляют конструкцию под действием нагрузки до полного ох-
лаждения. Иногда после нагрева усиленно охлаждают водой или
сжатым воздухом и применяют быструю проковку нагретых участ-
ков молотком. Прогибы в деталях из труб правят нагревом по об-
разующей трубы вдоль ее максимальной выпуклости. Ширина
площади нагрева берется 0,1—0,3 диаметра трубы.
Прогибы в деталях из профильного проката, балочные и рамные
конструкции правят несимметричным нагревом. При этом возни-
в)	г)	и)
Рис. 4.26. Схемы нагревания профильного проката и балок при правке
196
кает изгибающий момент, под действием которого элемент выправ-
ляется. Полосы нагрева накладываются в виде «клиньев» так,
чтобы основание их совпало с участком наибольшей выпуклости,
Нагрев необходимо начинать с вершины клина.
В качестве примера на рис. 4.26 приведены схемы нагрева
уголков (а), швеллеров (б) и двутавровой балки (в, г, д). Пункти-
ром указано направление изгиба элементов: стрелками —направ-
ление нагрева, а цифрами — очередность нагрева, заштрихован-
ные участки —зоны нагрева.
4.4.	ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ
ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ
И СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ
ПРОЦЕССОВ
Для народного хозяйства техническое нормирование имеет
большое значение, так как является основой правильной органи-
зации труда, заработной платы и планирования производства. Нор-
мы являются главным критерием при расчетах потребного коли-
чества и загрузки оборудования и определения числа работаю-
щих.
Техническое нормирование на заводах подъемно-транспортного
машиностроения проводится по утвержденным нормативам с уче-
том производственных возможностей, наиболее производительных
режимов работы оборудования и с использованием опыта новато-
ров производства.
Норма времени слагается из следующих элементов:
1)	подготовительно-заключительного времени, которое дается
на партию изделий и включает время на получение задания; ин-
структаж; ознакомления с заданием, технологической документа-
цией и чертежом; подготовку приспособлений и оборудования;
сдачу выполненной работы. Продолжительность подготовитель-
ного времени зависит от сложности выполняемой работы, кон-
струкции оборудования и уровня организации работ. В единичном
и мелкосерийном производствах это время велико и нормируется
отдельно на партию деталей;
2)	основного времени, т. е. времени, в течение которого не-
посредственно происходит изменение формы, размеров, структуры,
отделки изделия;
3)	вспомогательного времени, определяющего затраты рабо-
чего времени на установку и снятие изделия, кантование, измере-
ние размеров изделия после обработки и т. д.;
4)	времени обслуживания рабочего места, учитывающего за-
траты рабочего времени на уход за рабочим местом, раскладку и
уборку инструмента, осмотр, опробование, смазку и чистку обо-
рудования и пр.;
5)	времени регламентируемых перерывов на отдых.
197
Норма штучного времени в общем виде определяется по фор-
муле
^шт =	Ь ^обс Я-
где /„ — основное время; /в — вспомогательное время; /Оос — время обслужива-
ния рабочего места; /п — время регламентированных перерывов.
Сумма основного и вспомогательного времени представляет со-
бой оперативное время ton = С + tB.
Время обслуживания рабочего места и время на отдых, как
правило, нормируются в процентах от времени смены либо в про-
центах от оперативного времени. В этом случае формула расчета
штучного времени принимает вид
U-(<o + Q(i+ ---gioyan-)>
где <20бс — процент времени на обслуживание рабочего места; ап — процент
времени на перерывы.
В некоторых нормативах для упрощения расчета приводят
коэффициенты к оперативному времени, численно равные второму
множителю приведенной формулы. При этом нормы штучного вре-
мени определяют по формуле
^шг = (*о + U kl,
где — коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места
и отдых.
Норму времени на обработку партии деталей подсчитывают
по формуле
Тцарт = Дьз -р t.,п. П,
где Тп. з — подготовительно-заключительное время на партию; п — число
деталей в партии.
НОРМИРОВАНИЕ ПРАВКИ ЗАГОТОВОК
Основное время для правки заготовки —это время, в течение
которого изменяется ее форма. Продолжительность времени
(мин) на правку t0 в листоправйльных вальцах и правильных ма-
шинах зависит от материала, размеров выправляемой заготовки,
скорости правки и рассчитывается по формуле
tn = (L + l)i vkm,
где L —длина выправляемой заготовки, м; I — расстояние между центрами нар
верхних крайних валков, м; v — скорость правки в м/мин; k — коэффициент,
учитывающий проскальзывание валков (0,9—0,65); т — количество одновре-
менно выправляемых заготовок; i — число рабочих ходов заготовки через валки
машины (1—3).
Норма основного времени на правку заготовки на правильно-
гибочных прессах и вручную зависит от прочности и толщины
материала, вида (лист, полоса, уголок, швеллер, двутавр и т. д.)
198
и размеров заготовки, степени ее погнутости и от особенностей,
применяемых для правки инструмента и приспособлений. Прак-
тически нормирование основного времени правки на правильно-
гибочных прессах и вручную на плите связано со значительными
трудностями, так как эта операция связана с рядом вспомогатель-
ных приемов, например, с передвижением заготовки в процессе
правки, промерами и т. д. Расчет норм времени правки на пра-
вильно-гибочных прессах и вручную в условиях единичного и мел-
косерийного производства целесообразно вести по укрупненным
нормативам, представляющим собой сумму всех времен, т. е.
по штучному времени.
Продолжительность времени организационно-технического об-
служивания рабочего места и отдыха рабочего зависит от способа
правки, вида оборудования и от организации труда на рабочем
месте и составляет 8 % оперативного времени при правке на ли-
стоправйльных и сортоправйльных машинах, 10% на ручных пра-
вильно-гибочных прессах и 12 % вручную.
Подготовительно-заключительное время на правку металла на
правильных машинах и приводных прессах составляет 7 мин,
на ручных винтовых прессах 6 мин и вручную на плите 5 мин.
НОРМИРОВАНИЕ РАЗМЕТКИ И НАМЕТКИ ДЕТАЛЕЙ
Основное время при разметке —это время, затрачиваемое ра-
бочим на построение контура детали на заготовке по чертежу
(эскизу), включая время, затрачиваемое на нанесение вспомога-
тельных линий, контрольных рисок, кернение контура детали и
т. д. При наметке —это время, затрачиваемое на нанесение ли-
ний контура детали с помощью шаблона и разметочных игл, и т. д.
Продолжительность основного времени на разметку зависит от
сложности конфигурации деталей, их размеров, от марки обра-
батываемого материала, от применяемого инструмента и приспо-
соблений и других факторов.
При выполнении разметки или наметки деталей приемы основ-
ной работы неразрывно связаны и дополняются рядом вспомога-
тельных приемов, например, ознакомление с чертежом или картой
раскроя заготовки, маркировка деталей при разметке, установка,
крепление и снятие шаблона при наметке и др. Следовательно,
при единичном и мелкосерийном производстве для определения
нормы времени на разметочные работы целесообразно пользоваться
укрупненными нормативами, представляющими собой неполное
оперативное время (£н. о), состоящее из основного времени и той
части вспомогательного времени, которая непосредственно свя-
зана с основным.
Норму времени на разметку прямоугольных деталей без скоса
кромок определяют в зависимости от их длины и ширины, а на раз-
метку деталей сложной конфигурации с различным расположе-
нием друг к другу сторон у деталей определяют как сумму вре-
199
меня, необходимого на разметку отдельных рисок и углов по
контуру детали.
Время на обслуживание рабочего места и отдых при разметке
и наметке составляет около 8 % оперативного времени. Подготови-
тельно-заключительное время на задание при разметке составляет
7 мин, а при наметке —5 мин.
НОРМИРОВАНИЕ РЕЗКИ НА ГИЛЬОТИННЫХ И СОРТОВЫХ
НОЖНИЦАХ
При резке металла на гильотинных и сортовых ножницах основ-
ное время —это машинное время двойного хода ползуна ножниц
и время работы механизма включения;
to = (t0.o + *о.в)
где t0. п — время одного двойного хода ползуна, мин; t0. в — время работы ме-
ханизма включения, мин; W — число резов на деталь.
Продолжительность времени двойного хода ползуна (мин) за-
висит от конструкции ножниц tQ. п = Мп, где п —число двойных
ходов ползуна в минуту. Время работы механизма включения за-
висит от конструкции муфты включения t0. в = М2тп, где т —
число кулачков зацепления муфты включения.
Таким образом, формула расчета t0 принимает вид
^о.и+ии=(4+
При работе на «самоходе», т. е. без включения ножниц после
каждого реза, основное время, мин:
to — tQ.nN = N,n.
Время на организационно-техническое обслуживание рабочего
места и отдых при резке металла на гильотинных и сортовых нож-
ницах при механической уборке отходов составляет 12 % и при
немеханизированной уборке отходов 15 % оперативного времени.
В единичном и мелкосерийном производстве подготовительно-
заключительное время на резку металла ножницами устанавливают
на партию деталей независимо от количества деталей и принимают
при резке по упору, устанавливаемому на заданный размер вруч-
ную 16 мин, с помощью механизмов —10 мин; при резке по размет-
ке — 8—15 мин на одно задание. При резке по разметке Тп. я
целесообразно устанавливать на комплекс работ по резке различ-
ных деталей, объединенных в одно задание.
В крупносерийном производстве доля Тп. 3 незначительна, а
поэтому оно может быть включено во время на обслуживание ра-
бочего места в размере 2 % оперативного времени и учтено в норме
штучного времени.
200
НОРМИРОВАНИЕ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ
Норма штучного времени на кислородную резку, мин:
Лит = l9o.PfeO ’4“ ^Bl) L 4~ ^о.под Ч- ^вг1 ^1>
где /0. р — основное время резки 1 м длины, мин; k0 — коэффициент, учитыва-
ющий чистоту кислорода и состав разрезаемой стали; t0, под — время на подогрев
металла в начале реза на одну деталь, мин; /В1 — вспомогательное время, зави-
сящее от длины реза, мин; /в2 — вспомогательное время, не зависящее от длины
реза, мин; L — длина реза, м; k, — коэффициент, учитывающий затраты времени
на обслуживание рабочего места и отдых.
Основное время резки зависит от длины реза, толщины и марки
металла; вида резки, чистоты кислорода и от требований, предъ-
являемых к качеству и точности реза, а также от установленного
режима резки.
Основное время кислородной резки, мин: /0. р = Llv, где L —
длина реза, мм; v—скорость резки в мм/мин.
Скорость резки принимают по нормативам в зависимости от
способа резки. Основное время на подогрев металла /(). иод за-
висит от толщины и марки металла, особенности резки и вида
горючего. Время, затрачиваемое при резке на подогрев металла
от кромки листа при подогреве ацетиленом, примерно составляет:
для стали толщиной 10—20 мм от 5 до 10 с; для толщины 20 —
100 мм от 10 до 25 с и для толщины 100—200 мм от 25 до 40 с.
При работе на керосине это время нужно увеличить на 30 %,
а при работе на газах-заменителях —на 40—60 %. При машин-
ной резке основное время при прочих равных условиях меньше
примерно на 20 %, чем при ручной резке. Коэффициент kQ, учи-
тывающий чистоту кислорода, принимается по табл. 4.4.
Вспомогательное время зависит от длины реза и включает
затраты на осмотр, зачистку места реза, проверку качества кро-
мок детали.
Вспомогательное время /в2, не зависящее от длины реза, вклю-
чает затраты времени на установку заготовки для резки, переме-
щения оператора резчика, маркировку деталей, подвод суппорта
с резаком, установку резака и копирного пальца в исходное поло-
жение, передвижение копира и др. Нормы времени берут по нор-
мативам.
Таблица 4.4
Зависимость скорости резки и основного времени от чистоты кислорода
Наименование	Чистота кислорода, % при					
	99,8	99.5	| 99,2	I 98,0	| 99,5 |	98,9
К скорости	машинная резка	1,12	1,0	0,92	0,88	0,88	0,74
резки	ручная резка	1,41	1,26	1,15	1,15	1,0	0,93
К основному	машинная резка	0,88	1,0	1,08	1,12	1,60	1,26
времени	ручная резка	0,59	0,74	0,85	0,90	1,0	1,07
201
Время на организационно-техническое обслуживание рабочего
места и отдых при ручной кислородной резке составляет от 10 до
22 %, а при машинной резке —от 9 до 15 % оперативного времени.
Нормы подготовительно-заключительного времени зависят от
вида кислородной резки и применяемого оборудования, типа про-
изводства и уровня организации газорезательных работ. В крупно-
серийном производстве нормы подготовительно-заключительного
времени из-за малости и упрощения нормирования включают
в норму штучного времени на партию деталей. При кислородной
резке в единичном и мелкосерийном производстве его принимают
равным 13—22 мин.
НОРМИРОВАНИЕ ХОЛОДНОЙ ГИБКИ (ВАЛЬЦОВКИ)
Основное время на гибку определяется временем, в течение
которого заготовка, пропускаемая через валки гибочной машины,
получает заданные размеры и форму. Продолжительность основ-
ного времени зависит от размеров заготовки, прочности и толщины
металла, скорости прохождения и числа рабочих ходов через валки.
Основное время (мин) подсчитывают по формуле
t0 = Liliyktn),
где L — длина заготовки, м; v — скорость прохождения заготовки через валки,
м/мин; k — коэффициент проскальзывания валков; т — количество одновременно
вальцуемых заготовок; / — число рабочих ходов заготовки через валки, завися-
щее от прочности и толщины вальцуемого металла, от радиуса гибки, длины
образующей вальцуемой поверхности и от угла между осями верхнего и нижних
валков.
Продолжительность времени на обслуживание рабочего места
и отдых составляет 9 % оперативного времени. При вальцовке
металла подготовительно-заключительное время на задание со-
ставляет около 8 мин.
НОРМИРОВАНИЕ СБОРКИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПОД СВАРКУ
Продолжительность времени сборки сборочной единицы под
сварку зависит от характера и конструктивной сложности сбороч-
ной единицы, ее массы и размеров, количества собираемых дета-
лей, а также от инструмента и приспособлений.
Норма времени на сборку металлоконструкций под сварку со-
стоит из основного, вспомогательного, подготовительно-заключи-
тельного времени и времени на организационно-техническое об-
служивание рабочего места и на отдых.
Основное время на сборку металлоконструкций под сварку опре-
деляется временем, в течение которого происходят координация,
соединение и крепление входящих в изделие деталей и сборочных
единиц. При сборке металлоконструкций под сварку элементы
основной и вспомогательной работы неразрывно связаны и прак-
тически трудно отделимы друг от друга. Поэтому расчет нормы
времени производят по нормам оперативного времени.
202
Продолжительность времени на организационно-техническое
обслуживание рабочего места и на отдых при сборочных работах
принимают в среднем 10 % оперативного времени.
Продолжительность подготовительно-заключительного времени
зависит от сложности собираемых под сварку сборочных единиц
и от организации труда и в среднем принимается для сборочных
единиц, состоящих из 15 деталей—10 мин, из 16—40 деталей —
12 мин и из 40 деталей — 17 мин.
Норму времени на сборку металлоконструкций под сварку мож-
но рассчитать как сумму затрат времени на выполнение отдель-
ных укрупненных переходов. В этом случае технологический про-
цесс сборки расчленяется на укрупненные комплексы приемов
по установке и креплению отдельных деталей и сборочных единиц,
из которых собирают металлоконструкцию. Например, подать
деталь к месту сборки, проверить и установить ее на плиту или
стеллаж и т. д.
На данные комплексы приемов и разрабатывают нормы штуч-
ного времени, включающие в себя основное и вспомогательное
время и время на обслуживание рабочего места и отдых.
Норма штучного времени на сборку металлоконструкции в це-
лом (мин) определяется как сумма затрат времени на установку
и крепление всех деталей и сборочных единиц
^шт ^yZ “F Z ^пов»>
где tyi — время на установку отдельных деталей, мин; ZKP , — время крепления
отдельных деталей, мин; ZUoB , — время на повороты конструкции в процессе
сборки, мин.
НОРМИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
Норму штучного времени на электродуговую сварку подсчи-
тывают по формуле
U = IGo + -KJku
где tQ — основное время на 1 м длины шва в мин; — вспомогательное время,
связанное с образованием шва, мин; /|12 — вспомогательное время, связанное
со свариваемым изделием и управлением оборудования, мин; L — длина шва, м;
kA — коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, отдых
и естественные надобности.
Вспомогательное время tB1, связанное с образованием шва,
включает время на зачистку и осмотр кромок, смену электродов,
сбор флюса и ссыпку его в бункер, промер, осмотр и зачистку
сварного шва от шлака. Вспомогательное время tB2 включает время
на установку, повороты и снятие изделия, подготовку, поднятие
и опускание флюсовой подушки, подъем и опускание сварочной
головки над швом, установку автомата в начале шва и отключение
в конце шва и пр.
Основное время на электродуговой сварке практически равно
времени горения дуги:
= G (/К,,) = 60Fv/‘(//(n),
203
где t0 — основное время, мин; G — масса наплавленного металла, г; F — пло-
щадь поперечного сечения наплавленного металла шва, мм2; v — плотность на-
плавленного металла, кг/м3; v = 7,85-103; I — длина сварного шва, м; / — сила
тока, А; Л'„ — коэффициент наплавки электродов, г/А-ч зависящий от марки
электрода, силы токафи др.
При сварке многослойных швов основное время (мин) опреде-
ляют по формуле
Z0 = -^-(F1//1 + Fn//I1),
где F\ — площадь поперечного сечения первого слоя, мм2; Рп — суммарная пло-
щадь поперечного сечения последующих слоев шва, мм2; 1г — сила тока для сварки
первого слоя, А; /п — сила тока для сварки последующих слоев шва, А.
F1 = (6---8)c/; Fn = (8---12)d;
где d — диаметр применяемого для сварки данного слоя электрода.
При ручной электродуговой сварке для определения основного
времени вводят поправочные коэффициенты на пространственное
расположение шва и длину его. Так, при длине шва до 200 мм
коэффициент составляет 1, 2, при длине от 200 до 500 — 1,1,
а при длине свыше 500 — 1.
Поправочные коэффициенты на пространственное расположе-
ние шва следующие: нижний шов в горизонтальной плоскости
(рис. 4.27, а) — 1; вертикальный шов снизу вверх в вертикальной
плоскости (вид б) — 1,25; горизонтальный шов в вертикальной
плоскости (виде) — 1,30; кольцевой шов без поворота в вертикаль-
ной плоскости —1,35 и при сварке потолочного шва —1,60
(вид г).
Основное время для полуавтоматической, автоматической и
электрошлаковой сварки подсчитывается по формуле t0 = //исв,
где I —длина шва, м; псь —скорость сварки в м/с.
Скорость автоматической сварки (м/с) определяют по формуле
Цсв = УэлСэл/(3,6.Ю3Ом),
где оэл— скорость подачи сварочной проволоки; бэл—масса 1 м проволоки’
GM — масса наплавленного металла на 1 м длины шва.
Скорость подачи сварочной проволоки, м/с,
пэл = ^//(3,6- 103GM).
Рис. 4.27. Классификация сварных швов
204
Для упрощения расчетов в серийном и крупносерийном произ-
водстве к оперативному времени вводят коэффициент, учитываю-
щий время на обслуживание рабочего места, отдых и подготовите-
льно-заключительное время, который составляет для ручной элек-
тродуговой сварки 1,10—1,12, для полуавтоматической 1,13—1,21
и для автоматической 1,10—1,23.
4.5.	ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ГЛАВНЫХ (ПРОЛЕТНЫХ)
БАЛОК МОСТОВОГО КРАНА
t НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ
Главная (пролетная) балка является основным несущим узлом
крановых металлоконструкций. К главным балкам крепят рельсы
и площадки для механизма передвижения и для троллеев. Глав-
ную балку выполняют в виде решетчатой фермы из профильного
проката или из листа двутаврового или коробчатого сечения.
На рис. 4.28 показаны сечения типовых сварных балок из листо-
вых прокатных и гнутых элементов. Изготовление балок коробча-
того сечения в отличие от решетчатой фермы из профильного про-
ката позволяет широко применять механизированные способы
сварки.
Получить тонкие стенки в профильном прокате затруднительно,
а лист можно подобрать любой толщины. Сварные балки из гну-
тых листовых элементов наиболее технологичны, так как имеют
меньшую массу и меньший объем сварочных работ. Местные штам-
пованные выступы в листовых элементах конструкций значительно
снижают деформацию таких конструкций в процессе сварки. Вы-
резные окна в балках позволяют снизить массу конструкции.
Главные балки коробчатого сечения в зависимости от грузо-
подъемности моста и его пролета отличаются, в основном, только
размерами сечения и количеством ввариваемых диафрагм. Это по-
зволяет для разных мостов создать типовые технологические про-
цессы изготовления главных балок. Все стыки вертикальных сте-
нок листовых коробчатых конструкций выполняют сваркой встык,
без накладок, так как они снижают вибрационную прочность сое-
динения. Сборку и сварку металлоконструкций следует произ-
водить в соответствии с рабочим чертежом, заводскими норма-
лями и ГОСТ 24378—80.
Рис. 4.28. Виды сечений сварных главных балок
205
Рис. 4.29. Виды отклонений от номи-
нальных размеров при изготовлении
балок (ферм)
Технические требования на изготовление следующие:
1.	Отклонение от прямолинейности главной балки в горизон-
тальной плоскости, измеренное по верхнему поясу, допускается
/	Ак/2000, где LK —пролет крана, мм (рис. 4.29, а).
2.	Скручивание коробчатых и двутавровых главных балок,
измеренное по крайним большим диафрагмам, допускается b <
< Ah/1000 (вид б).
3.	Отклонение от плоскостности (вогнутость или выпук-
лость) в коробчатых или двутавровых балках на участке между
соседними большими диафрагмами допускается: поясов в растяну-
той зоне Д < Sj, в сжатой зоне /у sg 5 мм, где sx —толщина
пояса, мм (вид в); вертикальных стенок f =с 3s, где s —толщина
стенки, мм (вид г).
4.	Отклонение от плоскостности (волнистость) листов настила
площадок, расположенных на мосту крана, допускается f/L sg
=5 10/1000 мм (вид д).
5.	Отклонение от вертикали боковых стенок повысоте балки, за-
меренное по большим диафрагмам, допускается Н/125, мм (виде).
6.	Отклонение осевых линий решетчатых ферм от проектной
геометрической схемы не должно превышать т sg 5 мм для глав-
ных и mg 10 мм для вспомогательных ферм (вид ж).
206
7.	В двутавровых и коробчатых балках стыки поясов должны
быть смещены по отношению к стыкам стенок не менее чем на
300 мм и не должны располагаться в одном поперечном сечении и
находиться от диафрагмы не менее чем на 100 мм (вид з).
8.	Стыки элементов поясов, состоящие из уголков, должны на-
ходиться в пределах узловых косынок и отстоять от кромок косы-
нок не менее чем на 200 мм (вид и).
Стыки вертикальных листов (стенок) должны располагаться
симметрично относительно середины балки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ФЕРМЫ
МОСТОВОГО КРАНА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ Q = 75/20 Т
Сборка и сварка как отдельных элементов, так и металлокон-
струкций полумоста производится на выверенных стеллажах, обе-
спечивающих взаимное положение элементов конструкций и пре-
дохраняющих последние от изгиба и колебаний. Стеллажи вы-
веряются с помощью струны, допустимое отклонение по высоте
стеллажей должно быть +3 мм. Изготовление полумоста (рис. 4.30)
состоит из следующих этапов: изготовление верхних и нижних
поясов; изготовление вертикальных стенок; сборка и сварка глав-
ной балки и полумоста.
Первый этап. На стенде раскладывают по два комплекта на
две балки: верхние 1 (рис. 4.31) и нижние 2 горизонтальные пояса
согласно расстыковке и маркировке. Соприкасающиеся поверхно-
сти собираемых элементов перед сборкой очищают от ржавчины,
грязи, краски, масла, стружки, заусениц, сварочных брызг с по-
мощью зубила, стальной щетки и зачищают на шлифовальной
машинке до металлического блеска. Уложенные на стеллажи ниж-
ние и верхние пояса состыковывают (с проверкой параллельности
по струне и по плоскости под линейку) и закрепляют при помощи
струбцин, а затем прихватывают электросваркой. При соедине-
нии листов встык зазор (или превышение кромки одного листа
над кромкой другого) не должен превышать 1,0 мм при сварке
Рис. 4.30. Схема полумоста мостового крана:
/ — главная балка; 2 — вспомогательная ферма
207
А~А
автоматом. По торцам стыков устанавливают фальшпланки 3 для
начала и окончания сварного шва, чтобы обеспечить в этих ме-
стах более качественную сварку. Фальшпланки укрепляют при-
хватками и срубают по окончании сварки. Перед началом сварки
правильность сборки, качество стыковки верхних и нижних поя-
сов проверяет ОТК- Сварку ведут при температуре окружающей
среды не ниже —15 °C. Запрещается сварка мокрой стали, так
как в этом случае выделяются водородистые соединения, способ-
ствующие образованию микротрещин. Тележку со сварочным
автоматом 1 (рис. 4.32) подводят к стыку, вдоль которого снизу
устанавливают флюсовую подушку 5. Затем свариваемые листы 6
прижимают упорами тележки к роликам конвейера 3. Надувной
резиновый шланг 4 под действием сжатого воздуха прижимает
флюсовую подушку к свариваемым листам. Сварочный трактор
устанавливают в начале шва. В процесс-3 перемещения сварочного
трактора автоматически подаются электродная проволока 2 и
флюс. По окончании сварки шов зачищают зубилом и стальной
щеткой. Те же операции повторяют для остальных стыков, после
чего верхние и нижние пояса кантуют на 180°. Для прочности свар-
ные стыковые швы обязательно подваривают с обратной стороны
с предварительной подрубкой вершины шва. Корень шва выру-
бают во всех стыках верхних и нижних поясов, таким образом
удаляют вредные шлаки. Можно корень шва выплавлять газом
с зачисткой шлака. Заварив стыки с обратной стороны, зачищают
швы от шлака и убирают флюс. После проверки верхние и нижние
пояса перевозят на место сборки главных балок и укладывают на
стеллажах. Режут газом стыковые швы между поясами, разъеди-
208
Рис. 4.32. Схема сварочного автомата с флюсовой подушкой
няя двойные комплекты сварных поясов, и срезают фальшпланки.
Далее стыковые швы и торцы швов зачищают заподлицо с основ-
ным металлом для установки вертикальных стенок и рельсов.
Разметку по центрам верхних и нижних поясов для установки
вертикальных стенок производят с помощью рулетки и керна.
Второй этап. Состыковку и сварку вертикальных стенок про-
изводят аналогично операциям состыковки и сварки верхних и
нижних поясов, но с учетом строительного подъема. Строительный
подъем главных балок создается для того, чтобы при установле-
нии максимальной нагрузки посередине пролета моста не произо-
шло разрушения металлоконструкции. Мосты крана изготовляют
со строительным подъемом f	мм, где АКр—длина
пролета в мм.
Для создания строительного подъема следует выполнить вык-
ладку вертикальных листов в соответствии с рис. 4.33 по кривой
радиусом 4000 м. Строительный подъем должен иметь плавную
форму. Проверку следует вести во всех сечениях, где на чертежах
указан строительный подъем.
Допуск на несовпадение строи-
тельного подъема балки или
фермы в натуре с проектным —
не более 20 % величины строи-
тельного подъема. Практически
Рис. 4.33. Схема образования строи-
тельного подъема
209
строительный подъем берут 2 мм на 1000 мм до половины пролета
моста. Строительный подъем создается раскроем листов в виде
трапеции или раскладкой листов.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве, при состы-
ковке и сварке листов вертикальной стенки, поступают следующим
образом: зная длину пролета крана, по двум крайним листам (точ-
ки 1 и 2) натягивают струну 3. Затем, определив величину строи-
тельного подъема f для центра вертикальной стенки, выдвигают
центральный лист вверх на величину строительного подъма f и
далее к нему подводят листы с двух сторон. Поскольку теоретиче-
ская величина клиновой подрезки К меньше допуска на косину
реза кромки листа и листы, подаваемые на сборку, имеют разный
размер, величину клиновой подрезки К определяют на рабочем
месте при раскладке листов. Остальные листы подгоняют к трем
листам, уже выложенным по разметке.
Третий этап. Сборка и сварка двух главных балок моста про-
изводятся одновременно. Вертикальные стенки укладывают с по-
мощью траверсы электрокрана на стеллажах на подкладки высо-
той h — 218 мм (рис. 4.34, а). Далее к ним подводят и устанавлива-
ют на ребро горизонтальные пояса, верхний и нижний (вид б).
Специальная винтовая стяжка позволяет прижать пояса к верти-
кальной стенке с последующей выверкой по рискам и под уголь-
210
ник. После последовательного прижатия поясов их прихватывают
электросваркой к вертикальной стенке. Скошенную часть ниж-
него пояса после разделки кромок устанавливают по разметке
под угольник и прихватывают фальшпланками. Далее балку кан-
туют на 180° и прихватывают горизонтальные пояса к вертикаль-
ной стенке с другой стороны. Кантуя балку, проверяют разделку
стыков под сварку нижнего пояса и заваривают их (вид в). После
сварки фальшпланки срезают газом и торцы зачищают заподлицо.
Последовательно кантуя балку с помощью электрокрана на 90
и 180°, заваривают поясные швы сварочным автоматом АДС-1000-2.
Необходимо проследить, чтобы в прихватках не было трещин, до-
пустимое смещение вертикальной стенки от центра ±2 мм, до-
пустимый зазор между поясами и вертикальной стенкой до 1 мм
и угол между поясами по отношению к вертикальной стенке дол-
жен быть 90°.
Размечают на балке места для больших и малых ребер жест-
кости. Разметку ведут с помощью рулетки, мелового шнура и керна
от центра балки к концам нарастающим итогом, чтобы суммиро-
вание погрешностей было минимальным. Установка ребер жест-
кости на балку ведется с двух сторон по разметке под угольник
предварительной прихваткой в шести—восьми местах с последую-
щей их приваркой на сварочном полуавтомате. Затем на главную
балку по разметке с пригонкой по месту приваривают два баш-
мака, придающие скошенной части нижнего пояса пространствен-
ную жесткость (вид г). Балки укладывают параллельно на стел-
лажах под установку рамок вспомогательных ферм (вид д).
Четвертый этап. На плите размечают контур деталей, состав-
ляющих рамки вспомогательных ферм, устанавливают упоры и
прихватывают их электросваркой. По разметке и упорам соби-
рают рамки вспомогательных ферм из уголков 175x75x6 мм
с прихваткой электросваркой, а затем заваривают их, кантуя для
сварки на другую сторону (рис. 4.35, а). После этого их устанав-
ливают и прихватывают электросваркой на главных балках, от
центра вертикальных стенок, пригоняя к ребрам жесткости, вы-
б)
211
равнивая под угольник (вид б). К рамкам подводят по разметке
поясные угольники 160x160x10 мм вспомогательных ферм, при-
гоняя их по месту стыков и к рамкам и прихватывая электросвар-
кой на стыках и к каждой рамке. На вспомогательные фермы по
разметке укладывают косынки, листы, уголки, раскосы, штыри и
площадки под редуктор и двигатель и прихватывают их электро-
сваркой. Проверяют сборку вспомогательных ферм по схеме и
чертежу рулеткой и струной и после проверки сваривают вспо-
могательные фермы с соответствующей кантовкой от середины
моста и к концам сварочным полуавтоматом (вид в).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ
Главная балка коробчатого сечения (рис. 4.36) электромосто-
вых кранов состоит из нижнего пояса 1, боковых вертикальных
стенок 2, больших 3 и малых 4 диафрагм, верхнего пояса 5 и угол-
ков 6. Вертикальные стенки, нижний и верхний пояса состоят из
отдельных элементов, сваренных встык. Для обеспечения строи-
тельного подъема вертикальные стенки 2 изготовляют из отдель-
ных элементов специального раскроя.
Главные балки в зависимости от грузоподъемности моста и его
пролета отличаются размерами сечения коробки и количеством
вваренных диафрагм. Проведенная унификация главных балок
позволила получить восемь типоразмеров балок по высоте и че-
тыре по ширине с длиной пролета от 10 000 до 34 500 мм и массой
от 0,9 до 19,0 т и разработать типовой технологический процесс
изготовления, положенный в основу создания переменно-поточ-
ной механизированной линии с применением специальной оснаст-
ки. Переменно-поточная механизированная линия (рис. 4.37)
сборки и сварки главных балок состоит из пяти специализирован-
ных рабочих мест.
На рассматриваемой поточной линии применен способ сборки
главной балки «россыпью». Сущность этого способа заключается
в том, что строительный подъем создается с помощью специального
раскроя и последовательной сборки элементов вертикальных сте-
нок с верхним поясом и между собой. Линия оборудована спе-
циальными самоходными порталами, оснащенными траверсами
с вакуумными грузозахватными приспособлениями (вакуумпри-
Рис. 4.36. Главная балка коробчатого сечения
212
Рис. 4.37. Общий вид механизированной поточной линии изготовления
главных балок:
1—5 — рабочие места
сосами) для захвата листов в горизонтальном и вертикальном по-
ложении и передачи их на сборку. Для перемещения балки с пер-
вого рабочего места на второе служат пневмотолкатели и челноч-
ные тележки. Линия снабжена также четырехкрюковым электро-
мостовым краном, предназначенным для перемещения и кантовки
главной балки со второго рабочего места на последующие рабочие
места.
Управление порталом и захватом производится с пульта уп-
равления, установленного на металлоконструкции портала. На
рис. 4.38 показана принципиальная схема траверсы с вакуум-при-
сосами. Траверса представляет собой жесткую раму 7, закрытую
сверху кожухом 2 и имеющую ушко 3 для подвеса. На раме смон-
тированы: электродвигатель 12, электрошкаф 5, вакуумный на-
сос 4 с ресивером 11 и четырьмя вакуумными присосами 6, соеди-
ненными между собой трубопроводом 9, и сирена 8 для подачи
сигнала. Вакуумный насос создает разрежение воздуха в ресивере
93 кПа (700 мм рт. ст.), замеряемое вакуумметром 1. Применение
ресивера дает возможность сократить время на зажим заготовки,
снизить мощность насоса, увеличить безопасность работы при вы-
нужденной остановке вакуумного насоса. Вакуумный присос пред-
ставляет собой чашу из листовой резины, внутри которой имеется
отверстие для откачки воздуха. Пружина 10 служит для улучше-
ния качества работы присоса, надежности присасывания и возвра-
щения чаши в исходное положение. Вакуумные грузозахватные
приспособления, обеспечивая жесткую связь с поднимаемым гру-
зом и быстроту его захвата, являются перспективными как с точки
213
Рис. 4.38. Принципиальная схема траверсы с вакуумприсосами
зрения повышения производительности труда, так и с точки зре-
ния возможности автоматизации подъемно-транспортных работ.
Вакуумные захваты работают по принципу непосредственной пере-
дачи атмосферного давления на поднимаемый груз. Сила прижатия
поднимаемого груза к захвату определяется по зависимости
Q =- F (1,033 — р),
где F — активная площадь полости вакуумного захвата, см2, границы которой
берутся по линии уплотнения; р — вакуум, создаваемый в полости вакуумного
захвата отсасывающим устройством, Па. В обычных условиях вакуум 10—
14,7 кПа, так как применение более глубокого вакуума обходится дорого, а уси-
лие прижатия увеличивается незначительно.
Работоспособность вакуумного захвата, поднимающего и тран-
спортирующего груз, обеспечивается только при условии созда-
ния такой силы прижатия Q, которая уравновешивает все про-
тиводействующие силы Qo, т- е. необходимо выполнить неравен-
ство Q > <20, причем вакуумный захват рекомендуется распола-
гать над центром масс груза, в противном случае появляются
моменты сил отрыва.
К противодействующим (отрывающим) силам Qo относятся соб-
ственная масса груза, инерционные силы, силы лобового сопро-
тивления и силы, связанные с изменением давлений атмосферного
и внутри вакуумной камеры, и др. Кроме того, учитывая разно-
характерность эксплуатационных условий и для обеспечения аб-
солютной безопасности работы вакуумных захватов целесообразно
214
вводить коэффициент запаса К = 2,2 ... 2,8, и тогда имеем Q >
> KQo-
Используя эту зависимость для определения активной площади
полости вакуумного захвата имеем:
при захвате груза сверху
f^QoK/(l,O33-p);
при захвате груза сбоку
^^QoW(i,033 -p)l;
где f — коэффициент трения между материалами уплотнения и поднимаемого
груза.
Изготовление главных балок на переменно-поточной линии
производится в следующем порядке.
Первое рабочее место состоит из двух сборочно-сварочных стен-
дов, на которых производятся сборка и полуавтоматическая
сварка верхнего пояса на магнитно-флюсовой подушке, расстанов-
ка и приварка диафрагм и уголков жесткости. Элементы верхнего
пояса 1 (рис. 4.39) в горизонтальном положении подаются на сбо-
рочный стенд последовательно с помощью самоходного портала 2,
снабженного траверсой с вакуумными присосами 3. Стыки элемен-
тов верхнего пояса последовательно располагаются над магнитно-
флюсовой подушкой 4, служащей для выравнивания кромок сты-
куемых элементов, после чего они прихватываются друг к другу.
Здесь же на стыках по обе стороны устанавливают и приваривают
фальшпланки. Далее поочередно с помощью сварочного полуавто-
мата 5 завариваются стыки (вид а), зачищают заподлицо пневмо-
шлифовальной машинкой стыковые швы в местах прилегания вер-
тикальных стенок и размечают пояса для постановки вертикаль-
ных стенок и диафрагм. На пояс по разметке вручную под уголь-
ник устанавливают и прихватывают диафрагмы 6 и уголки жестко-
сти между большими диафрагмами (вид б). Собранный узел (гре-
бенка) с помощью челночных тележек 7 передается на второй сва-
рочный стенд, где и выполняется полуавтоматическая сварка диаф-
рагм к поясу от середины к краям.
Второе рабочее место предназначено для установки и прихватки
вертикальных стенок к «гребенке». С первого рабочего места «гре-
бенка» подается с помощью челночных тележек. Самоходный
портал 1 (вид в) с помощью вакуумных присосов 3 подает два кон-
цевых листа на сборку в вертикальном положении. Другой само-
ходный портал 2 поджимает пневмозажимами эти листы и при-
хватывает их к поясу, диафрагмам и уголкам жесткости. Анало-
гичную операцию повторяют и с другими листами.
Третье рабочее место, состоящее из двух сварочных стендов,
служит для приварки диафрагм и уголков жесткости к вертикаль-
ным стенкам, подваркам внутренних поперечных стыков верти-
кальных стенок. Балка подается на третье рабочее место с помо-
215
	щью крана вначале с кантовкой ее на 90°, а затем на 180°. Сварку
ведут вручную (вид г).
Четвертое рабочее место также состоит из двух сборочно-свароч-
ных стендов. На втором стенде происходит сборка и сварка ниж-
;	него пояса аналогично первой операции. На первый стенд балка
;	подается с помощью крана, подводится к ней тележка с гидродом-
	кратами 1 (вид д) и балка растягивается до полного удаления гофр,
возникших от деформаций при сварке. Далее с помощью кантова-
, : теля 2 и сборочного портала 3 балка накрывается нижним поясом 4
|с последующей прихваткой к вертикальным стенкам от середины
к концам. Поджатие нижнего пояса к вертикальным стенкам до-
стигается с помощью пневмоприжимов сборочного портала и с ис-
пользованием струбцин. После прихватки нижнего пояса тележку
с гидродомкратами отводят в исходное положение и подводят сва-
рочный полуавтомат для заварки стыков нижнего пояса и верх-
него пояса с кантовкой балки на 180° с помощью крана.
На пятом рабочем месте выполняется автоматическая сварка
поперечных и продольных швов главных балок (вид е). С четвер-
того рабочего места на пятое главная балка подается с помощью
четырехкрюкового мостового крана. Здесь заваривают ручной
сваркой все незаверенные автоматом участки поясных швов
(вид ж), пневмошлифовальной машинкой зачищают швы, и балка
передается на рентгеновскую установку для просвечивания свар-
ных швов. К числу недостатков данной линии необходимо отнести
следующее:
1) ввиду того, что при изготовлении элементов вертикальных
стенок бывает неточный раскрой листа и в процессе сборки в ме-
стах стыка получаются зазоры разной величины, в результате
сборки вертикальные стенки часто получают строительный подъем,
отличающийся от требуемого. Замеряют же строительный подъем
после полной сборки главной балки, когда уже собранную с дефек-
том балку трудно исправить;
2) сварка диафрагм, уголков жесткости, внутренних стыковых
швов вертикальных стенок выполняется внутри балки вручную
в тяжелых условиях (сварщику приходится дышать сварочными
газами, вредными для здоровья). Все это не исключает возмож-
ности появления различных дефектов, вплоть до отрыва диафрагм
от вертикальных стенок. Ручная сварка малопроизводительна и
является слабым звеном на потоке.
При проектировании второй поточной линии по изготовлению
главных балок коробчатого сечения длиной до 30 м ВПТИтяж-
машем были учтены эти недостатки.
На предлагаемой линии использован «гардинный» способ сбор-
ки балок. Сущность его заключается в том, что на «гребенку»
(верхний пояс с диафрагмами) устанавливают не отдельные эле-
менты вертикальных стенок, а обе вертикальные стенки в виде
гардин, собранных на отдельных специальных стендах по тща-
тельно выверенным упорам. При сборке гардин все погрешности
217
216
раскроя элементов самокомпенсируются при их выставлении бла-
годаря регулированию зазора в стыках, таким образом гардины
получаются в точном соответствии с необходимым строительным
подъемом. В вертикальной плоскости гардины являются весьма
жесткими, и в дальнейшем они служат как бы шаблонами, к кото-
рым поджимается гибкая «гребенка» и прихватывается.
В данной линии применяют ряд новых установок, которые зна-
чительно повышают качество сборки и производительность труда.
На стендах сборки поясов применены новые кантователи, позво-
ляющие кантовать пояса непосредственно над стендом, что дает
возможность сваривать пояса с обеих сторон высокопроизводи-
тельными способами. Впервые сделана попытка применить уста-
новку для дистанционной обварки в среде углекислого газа диаф-
рагм, уголков жесткости и внутренних стыков внутри балки.
4.6.	ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ТОРЦОВЫХ (КОНЦЕВЫХ) БАЛОК
МОСТОВОГО КРАНА
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ
Торцовая балка является опорным элементом главной балки
и представляет собой жесткую сварную металлическую конструк-
цию, чаще всего коробчатого сечения, с установленной на ней
ходовой частью крана. Для установки ходовой части крана к тор-
цовым балкам приваривают посадочные платики с обработанными
поверхностями, к которым с помощью болтов крепят буксы с хо-
довыми колесами. Металлическая конструкция торцовой балки
состоит из двух поясов, двух вертикальных стенок и диафрагм,
размещенных внутри балки. Длина балок колеблется от 5000
до 8500 мм и масса от 900 кг и более. В зависимости от длины балки
выполняют одно- или двухразъемными с целью разъединения мо-
ста после его изготовления на две половины для лучшего транспор-
тирования по железной дороге. Разъемные части балки соединяют
с помощью монтажных накладок на заводе-изготовителе с уста-
новкой 20 % чистых болтов от общего количества черных болтов.
При монтаже крана на месте эксплуатации стыки балок с монтаж-
ными накладками соединяют заклепками или чистыми болтами.
Основные параметры и элементы торцовых балок унифицированы
по группам грузоподъемности, что позволило создать типовые
технологические процессы их изготовления.
Технические требования на изготовление торцовых балок ана-
логичны требованиям для главных балок, но с некоторыми до-
полнениями.
1.	Отклонения от перпендикулярности опорных поверхностей
горизонтальных подбуксовых платиков 1 (рис. 4.40) к опорным
поверхностям вертикальных подбуксовых платиков 2 не более
АД/ = 2/1000 мм.
218
Рис. 4.40. Виды откло-
нений от номинальных
размеров при изготовле-
нии торцовой балки
2.	Отклонение от перпендикулярности вертикальной плоскости
проходящей через опорные поверхности вертикальных подбуксо-
вых платиков каждой стороны по отношению к вертикальной
плоскости, проходящей через ось подкранового рельса, не более
Д2 = 0,5/1000 мм.
3.	Посадочные поверхности подбуксовых платиков должны
быть обработаны по 11-му квалитету (h 11), с параметром шерохо-
ватости Rz =40 мкм (ГОСТ 2789—73). Расстояние между ними
также должно быть выполнено по 11-му квалитету (ЯП).
4.	Монтажные отверстия под чистые болты должны быть раз-
779
вернуты под посадку .
Материалом для элементов металлоконструкций торцовых ба-
лок служит листовая сталь СтЗ. Для кранов, работающих в закры-
тых помещениях, разрешается применять сталь кипящей плавки
СтЗкп. В зависимости от грузоподъемности кранов толщина при-
меняемых листов для поясов балки 8—16 мм, вертикальных сте-
нок 6—12 мм и диафрагм 6 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОРЦОВОЙ БАЛКИ ПРИ МЕЛКОСЕРИЙНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Технологический процесс изготовления торцовой балки (рис.
4.41) состоит из следующих основных этапов: 1) сборка и сварка
вертикальных стенок; 2) сборка и сварка диафрагмы; 3) сборка
и сварка балки; 4) сверление отверстий в монтажных стыковых
накладках и балке.
Первый этап. Сборка и сварка вертикальных листов произво-
дится на тщательно выверенном стенде. Листы с помощью траверсы
Рис. 4.41. Торцовая балка Q = 50/10 т
219
(рис. 4.42) и мостового крана укладывают на стенде согласно рас-
стыковке и маркировке. Сопрягаемые поверхности под сварку очи-
щают от масла, грязи и ржавчины. Листы состыковывают на стенде
по упорам с проверкой плоскостности линейной, с креплением
струбцинами к стенду и прихватывают по стыкам. На торцы стыков
устанавливают и прихватывают фальшпланки для начала и окон-
чания сварного шва (рис. 4.43, а). Подводят тележку со свароч-
ным автоматом АДС-1000-2, флюсовую подушку и устанавливают
вдоль стыка. Стыки сначала заваривают с одной стороны, а после
кантовки листа на 180° (с помощью крана) —с другой. Далее га-
зом срезают фальшпланки, зачищают пневмошлифовальной ма-
шинкой торцы стыковых швов, производят гаммографирование
(просвечивание) сварных швов и правку на правильных вальцах
с последующей передачей с помощью мостового крана на стенд
сборки.
Второй этап. Сборку диафрагмы производят на плите следую-
щим образом. Гнутую полосу 1 (вид б) устанавливают на плите,
и на ней размечают места для постановки диафрагм 2. По разметке
и с помощью угольника 3 устанавливают и прихватывают диаф-
рагмы к гнутой полосе. Далее заваривают диафрагмы ручной свар-
кой с кантовкой для удобства сварки в нижнем положении. За-
чищают швы, производят правку диафрагм в сборе вручную и
обрабатывают фаски в гнутой полосе кислородной резкой и пнев-
мошлифовальной машинкой. После контроля диафрагмы в сборе
поступают на стенд сборки.
Третий этап. Укладывают на сборочном стенде листы верх-
него пояса и проверяют параллельность по торцам швеллеров
стенда. Состыковывают листы с проверкой по линейке и прихваты-
вают (вид в). Размечают верхний пояс для установки диафрагм.
Устанавливают диафрагмы по разметке с проверкой по угольнику,
220
Рис. 4.43. Эскизы изготовления торцовой балки при мелкосерийном производстве
221
прихватывают и приваривают диафрагмы к верхнему поясу руч-
ной сваркой (вида). На верхний пояс по разметке подводят верти-
кальные стенки и ребра, прижимают их скобами и пневмозажимами
и прихватывают (вид д). Балку с помощью крана снимают со сбо-
рочного стенда и устанавливают на стеллаж для сварки в нижнем
положении. После кантовки заваривают стыковые швы по верх-
нему поясу, внутренние поясные швы на изгибе и приваривают
диафрагмы к вертикальным стенкам. На плите раскладывают
листы нижнего пояса, проверив их параллельность струной,
и прихватывают их по торцам стыков. Размечают нижний пояс
для установки балки, устанавливают по разметке на нижний лист
балку с помощью крана и прихватывают (вид е). Кантуют балку
на 180° с помощью крана и устанавливают по разметке на балку
подбуксовое гнутье, косынки и ребра с последующей прихват-
кой (вид ж). Ручной сваркой варят косынки, листы и ребра, а
с помощью полуавтомата варят поясные швы и подбуксовое гнутье,
при этом балку с помощью крана кантуют в удобное для сварки
положение. Далее расцентровывают балку по верхнему и нижнему
поясам и кернят линии по торцам балки. Намечают по шаблону
места установки платиков. Устанавливают платики по разметке,
прижимают их струбцинами и прихватывают.
Приваривают платики ручной сваркой, кантуя балку для
сварки в нижнем положении. На балку по разметке устанавливают
и прихватывают на четыре прихватки все монтажные стыковые
накладки (вид з).
Четвертый этап. С помощью мостового крана балку подают
на радиально-сверлильный станок для обработки по кондуктору
монтажных отверстий. После обработки отверстий срубают и за
чищают прихватки у монтажных накладок, вертикальных сте
нок и поясов. В монтажные отверстия устанавливают 20 % бол
тов, служащих для крепления монтажных стыковых накладог
(вид и).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОРЦОВОЙ БАЛКИ НА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ
Переменно-поточная линия изготовления торцовых балов
(рис. 4.44) состоит из шести специализированных рабочих мест
оснащенных механизированными стендами, сборочными стапе
лями, кантователями и специальной переналаживаемой оснаст
кой. Оборудование и специальная переналаживаемая оснастка
линии позволяют с минимальными затратами времени на перена
ладку быстро перейти на изготовление любого из 28 типоразмеров
торцовых балок. Все оборудование линии размещено вдоль про
лета цеха (рис. 4.45). Для межоперационной передачи балок вдол;
линии смонтирован подвесной монорельс с самоходными спарен
ными электроталями, имеющими специальные захваты. Такой вив
транспортирования балок очень прост, удобен и безопасен, так
как при движении балка, подвешенная на двух электроталях.
находится в устойчивом положении и не требует сопровождения
222
Рис. 4.44. Торцовая балка
рабочим. При этом значительно облегчилась установка балок
в стапели, и труд рабочего сведен к простому нажатию кнопок
управления электроталью. Второе преимущество данного транс-
порта заключается в том, что монорельс служит местом хранения
межоперационного задела балок на линии, что важно при несовпа-
дении такта выпуска на отдельных рабочих местах в случае из-
готовления балок разной длины, следовательно, разной трудоем-
кости. Все рабочие места линии механизированы с широким ис-
пользованием в сборочных стапелях, стендах, кантователях
электрических, гидравлических, пневматических и магнитных уст-
ройств для закрепления и поджима деталей при сборке балок.
На первом рабочем месте (рис. 4.46, а) собирают нижний и
верхний пояса и вертикальные стенки с обработкой отверстий на
радиально-сверлильном станке. Листы с помощью велосипедного
крана, имеющего вакуумприсос, подаются на стол с пневмозажи-
мом. На столе 1 расположены две тележки 8, механизм подъема
листов при передвижении 7, упоры и фиксаторы 2, позволяющие
точно устанавливать и стыковать листы 3 между собой в зависи-
мости от их размеров. На стыки установленных и выверенных ли-
стов вручную подают одну или две накладки 6 в зависимости от
конструкции (одноразъемной или двухразъемной), выдерживая
установочные размеры согласно чертежу. В накладках по шаблону
намечают места для отверстий под установку болтов и с помощью
пневмоподжима 4 листы и накладки закрепляют на столе. Ра-
диально-сверлильным станком 5 по наметкам в накладках и ли-
стах сверлят, зенкеруют и развертывают по четыре отверстия
в каждой накладке под установку чистых болтов М20Х45. В отвер-
стия вставляют болты, на них надевают шайбы и навертывают гай-
ки. Листы открепляют от стола, пневмоподжим возвращается
в исходное положение, и с помощью захватов электротали 10
листы переносят на стенд-накопитель 9, где их устанавливают вер-
тикально или под углом 75°.
223
Косилова А.
4-ерабочее место
5-е рабочее, место
Рис. 4.45. Схема поточной линии сборки и сварки торцовой балки на поточной линии
о-е раоочее место
Рис. 4.46. Эскизы сборки и сварки торцовой балки на поточной линии
На втором рабочем месте собирают корпус балки без нижнего
пояса. Рабочее место (вид б) оборудовано стендом 1 для установки
верхнего пояса по съемным фиксаторам на каждый размер пояса
и вертикальной стенки, тележкой 5 для установки диафрагм 4
и порталом 2 с пневматическими прижимами для поджатия листов
боковых вертикальных стенок к диафрагмам и верхнему поясу.
Верхний пояс укладывают на стенд 1 по упорам 6 вниз наклад-
ками, размечают его под установку диафрагм и накладок.
226
Рис. 4.47. Схема буксы для установки платиков у	2
в угольники	// 'vk/
з
Согласно разметке под угольник с //.I
помощью тележки 5 устанавливают и
прихватывают на верхний пояс диаф-	\у&\\
рагмы4, а на стыки накладки 3. При	j L-Xz
одноразъемной балке накладки прива- -> \х.	J/
ривают к одному из концевых листов,
а при двухразъемной — обе к среднему
листу. Приваривают диафрагмы к верхнему листу полуавто-
матической сваркой. С помощью портала 2 с пневмоприжимами
поочередно подают и устанавливают на верхний пояс вертикаль-
ные стенки по торцовым упорам. С помощью ручной сварки верти-
кальные стенки прихватывают к диафрагмам и верхнему поясу
с внутренней стороны с одновременным прижимом их в процессе
прихватки порталом 2 с пневматическими прижимами. На на-
кладки вертикальных стенок устанавливают и прихватывают руч-
ной сваркой уголки. После осмотра и зачистки прихваток и свар-
ных швов балку передают на третье рабочее место.
На третьем рабочем месте собирают платики под буксы
с угольниками, прихватывают угольники к корпусу балки и сва-
ривают все внутренние швы балки. Рабочее место (вид в) оборудо-
вано стендом 1, цепным кантователем 4 для кантования балки во
время сварки, приспособлениями 2 для установки угольников и
приспособлением для установки платиков в угольниках. При-
способление — буксу — устанавливают углом вверх (рис. 4.47),
в пазы вставляются платики 1 и на них устанавливают угольник 2
до совмещения отверстий, в которые вводят болты 3 крепления
платиков. Прихватывают платики к угольникам и снимают их
с приспособления с дальнейшей их сваркой и установкой на при-
способления 2 (см. рис. 4.46, в) стенда. Приспособления 2 установ-
лены на стенде под размер собираемой балки. Балку устанавли-
вают на приспособления 3 вырезами вертикальных стенок на
угольники. С помощью прижимов 2 приспособления угольники
поджимают к вертикальным стенкам и прихватывают их с наруж-
ной стороны стенок. После прихватки угольников прижимы от-
водят, балку стропят и поднимают (с последующей кантовкой)
цепным кантователем 4 для приварки диафрагм к внутренним
вертикальным стенкам и приварки угольников. Проводят кон-
троль волнистости вертикальных стенок в зоне растяжения со
стороны прилегания нижнего пояса. В случае недопустимых откло-
нений устанавливают между стенками распорки. Балку кантуют
на 90° и верхним поясом вверх подают на четвертое рабочее место.
На четвертом рабочем месте собирают балку с нижним поясом
и устанавливают буферы на верхний пояс. Это рабочее место
(вид г) состоит из стола 1, двух стоек 2 (приводной и неприводной),
захвата 3 и рычажного кантователя 4.
8*	227
Нижний пояс балки укладывают на стенд рычажного кантова-
теля по упорам и фиксаторам. По разметке на него устанавли-
вают и прихватывают два несущих (гнутых) листа и две планки.
С помощью механического зажима и электромагнитов рычажный
кантователь передает нижний пояс на стол 1, который и накры-
вается сверху корпусом балки. Балку крепят на стойках стола,
и с помощью гидроцилиндров нижний пояс поджимают к верти-
кальным стенкам и прихватывают. На верхний пояс по разметке
устанавливают и прихватывают два корпуса буфера, и балку пе-
редают на пятое рабочее место.
Пятое рабочее место (вид д) представляет собой двухстоечный
кантователь 1, на котором устанавливают балку угольниками
на стойки и закрепляют с помощью ручных захватов. Поворачи-
вая балку в удобное для сварки положение, производят полуавто-
матическую сварку в среде углекислого газа всех наружных пояс-
ных швов. По разметке устанавливают и прихватывают с после-
дующей сваркой кронштейн для крепления редуктора, косынки
и ребра. Балку передают на шестое рабочее место.
На шестом рабочем месте устанавливают ходовые колеса.
Балку укладывают верхним поясом вниз, зачищают платики и
угольники и устанавливают буксы с ходовыми колесами. Буксы
к балке крепят с помощью болтов. После крепления букс прове-
ряют установку колес по струне и отвесу. Устранение имею-
щихся отклонений от заданных по чертежу осуществляется с по-
мощью постановки прокладок (толщиной не более 2 мм) между
платиками и буксами. Далее балку передают на общую сборку
моста.
4.7.	ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАМ
ТЕЛЕЖЕК МОСТОВОГО КРАНА
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ
Тележка мостового крана представляет собой рабочий грузо-
подъемный механизм, поднимающий и перемещающий груз вдоль
моста. Состоит она из механизмов подъема груза и передвижения,
установленных на раме. Рама тележки представляет собой жест-
кую прямоугольной формы металлосварную конструкцию, состоя-
щую из продольных и поперечных балок, опирающуюся на ходо-
вые колеса. Рамы тележек для мостовых кранов грузоподъем-
ностью до 100 т имеют четыре ходовых колеса, а свыше 100 т —
восемь колес и более.
Главный и вспомогательный механизмы подъема груза распо-
лагаются на раме тележки симметрично относительно продольной
оси тележки. Для равномерной передачи давлений от опор оси
барабана на ходовые колеса редукторы и опоры барабанов уста-
навливают, как правило, над продольными балками рамы. Рамы
тележек выполняют сварными из листовой стали с жесткими ко-
228
робчатого сечения продольными и поперечными балками, рифле-
ным листовым настилом. Балки изготовляют из гнутого листового
материала. Диафрагмы и ребра жесткости также выполняют из
листа. Такая конструкция рам является достаточно жесткой во
всех направлениях. Оси ходовых колес тележек устанавливают
в буксы, которые делятся на разъемные и угловые (отъемные).
Угловые буксы крепят к раме тележки болтами. Разъемные буксы
•с косым разъемом приваривают с помощью электросварки к раме
тележки. Рамы тележек с разъемными буксами устанавливают на
кранах грузоподъемностью до 30 т. Конструкция рам тележек за-
висит от грузоподъемности крана. Тележки мостовых кранов из-
готавливают грузоподъемностью от 5 до 100 т с колеей от 2000
до 5000 мм. Однако благодаря проведенной унификации крановых
тележек созданы однотипные базовые модели для каждой группы
грузоподъемностей, что позволило создать типовой технологиче-
ский процесс их изготовления. Кроме обычных тележек прямо-
угольной формы наша промышленность выпускает поворотные
тележки грузоподъемностью от 5 до 50 т, состоящие из нижней
и верхней тележек. Верхняя тележка представляет собой круго-
вую коробчатого сечения балку, усиленную вертикальными реб-
рами жесткости и покрытую листовым настилом. Нижняя тележка
аналогична обыкновенной тележке мостового крана и несет круго-
вой рельс.
Технические требования на изготовление. Основным требова-
нием к конструкции рам является их жесткость и неизменяемость
межцентровых расстояний у установленных на них механизмов
сборочных единиц. Изготовление рам следует производить в со-
ответствии с рабочим чертежом, заводскими нормалями и
ГОСТ 24378—80. Отклонения от номинальных размеров при из-
готовлении рам тележек не должны превышать величин, указан-
ных в табл. 4.5.
Таблица 4.5
Технические требования на изготовление рам тележек
Наименование отклонения
Значение
отклонения,
мм
1. Отклонение номинального размера базы тележки Ат =ь ДАТ
2. Отклонение от номинального размера колеи тележки LT =ь ДАТ
ДАТ < 5
ДАТ < 5
229
Продолжение табл. 4.Г
Наименование отклонения	Значение' отклонения, мм
3. Отклонение от плоскостности верхней поверхности рамы те-	5
лежки: при колее до 2500 мм Свыше 2500 мм	8 0,5 1000
4. Отклонение от перпендикулярности опорных поверхностей го-	
ризонтальных подбуксовых платиков к опорным поверхностям вертикальных подбуксовых платиков тележек Д, 5. Отклонение перпендикулярности вертикальной плоскости,	0,5 1000
проходящей через опорные поверхности вертикальных под- буксовых платиков каждой стороны тележки по отношению к вертикальной плоскости, проходящей через ось подтележеч- ного рельса Д2 6. Отклонение от параллельности обработанных опорных поверх-	2 1000
ностей под механизмы тележек относительно плоскости, про- ходящей через опорные поверхности горизонтальных подбук- совых платиков 7. Отклонение от параллельности оси отверстия для установле-	2 . 1000
ния направляющих блоков к плоскостям, проходящим через опорные поверхности горизонтальных или вертикальных под- буксовых платиков 8. Отклонение fe, вертикальных стенок рамы Н от вертикали	Н 125
9. Стенки верхних блоков должны быть перпендикулярны и па- раллельны осям моторной и редукторной балок: допуск параллельности	5 1300
допуск перпендикулярности	_3	 1300
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА Q = 50/10T
Рама тележки (рис. 4.48) состоит из пяти сварных балок:
главной 8, вспомогательной 9, механизма передвижения 6, мо-
торной 7, редукторной 5, гнутых элементов 2, бортовых листов 3,
ребер жесткости 4, стенок блоков 10 и верхнего листа 1. Техноло-
гический процесс изготовления рамы тележки при мелкосерийном
производстве состоит из следующих этапов: 1) изготовление эле-
ментов и сборочных единиц рамы; 2) сборка и сварка рамы;
3) установка платиков и механическая обработка.
1-й этап. Изготовление сборочных единиц рамы. К. Изготовле-
ние правой и левой стенок блоков. На плиту укладывают листы 1
(рис. 4.49, а) и 2 и по разметке устанавливают накладки 3, под-
жимают их струбцинами и прихватывают. После приварки накла-
230
док стенки блоков правят на плите вручную. Спаривают стенки
блоков по торцам, прихватывают на четыре прихватки и передают
на механическую расточку отверстий диаметром НОНН.
Б. Изготовление редукторной балки. Уложить на плиту гну-
тый лист 1 (вид б) и разметить его для установки диафрагмы и ко-
рыта. Установить по разметке и угольнику диафрагмы 3, корыто 4
и прихватить. Подогнать по месту с проверкой под угольник
гнутый лист 2 (виде), скрепив струбцинами 5, и прихватить. В от-
верстия гнутых листов вставляют трубы 6 и прихватывают. От-
верстия под трубы делают в заготовках гнутых листов или во время
сборки. Балку, собранную на прихватках, кантуют в нижнее по-
ложение и сваривают внутренний продольный стыковой шов;
Рис. 4.49. Эскизы изготовления балок рамы тележки
231
Рис. 4.50. Изготовление гнутых элементов в сборе
3
сваривают диафрагмы, корыто и трубы.
В последнюю очередь заваривают наруж-
ный продольный стыковой шов вручную
или с помощью автомата. После сварки
балку правят вручную и зачищают швы.
в. Технология изготовления других ба-
лок (моторной, главной,вспомогательной и
механизма передвижения) аналогична тех-
нологии изготовления редукторной балки.
Г. Изготовление гнутых элементов в сборе (рис. 4.50). Гнутые
элементы собирают в приспособлении. Укладывают лист /, ребра 2
и 3 в приспособлении, скрепляют струбцинами и прихватывают
с последующей сваркой. После сварки правят вручную с на-
гревом автогеном с целью исправления волнистости ребер
после сварки и обеспечения перпендикулярности ребер относи-
тельно гнутого листа 1.
2-й этап. Сборка и сварка рамы. На плите собирают и
сваривают верхний лист 2 (рис. 4.51, я), состоящий из четырех
частей. Составные части раскладывают на плите по чертежу, сты-
куют между собой, добиваясь при этом равенства диагоналей листа
и прямых углов по периметру. Диагонали проверяют рулеткой,
углы — угольником и горизонтальную плоскость с помощью
линейки. Листы поджимают к плите прижимами 3 и прихватывают
с последующей сваркой стыков. После сварки по необходимости
правят лист с нагревом газом и укладкой груза. Зачищают швы
и размечают лист под установку балок, стенок, коробок и гнутья
в сборе. По разметке на лист 2 предварительно устанавливают
моторную и редукторную балки, на которые по разметке прихваты-
вают и приваривают торцовые листы с последующей их правкой
под линейку (вид б). После проверки правильности установки ре-
дукторной и моторной балок их прихватывают, заваривают торцо-
вые и внутренние швы. Устанавливают по разметке с проверкой
под угольник вспомогательную и главную балки, стенки блоков,
соединенные фальшвалом, и балку механизма передвижения и
прихватывают. Фальшвал позволяет обеспечить соосность отвер-
стий стенок блоков при сборке. Фальшвал устанавливают в на-
кладки стенок блоков и крепят ригельными планками. После сбор-
ки фальшвал убирают и раму сваривают в нижнем и вертикальном
положении (вид в). Далее устанавливают по разметке с проверкой
под угольник гнутые элементы, косынки, ребра, уголки, коробки,
внутренние вертикальные и бортовые листы; прихватывают и за-
варивают все швы, кантуя раму с помощью крана в нижнее поло-
жение (вид г).
Кантуют раму и устанавливают на плиту в положение (вид д),
удобное для сварки автоматом стыковых швов в верхнем листе.
После сварки раму правят с проверкой по линейке, зачищают и
232
притупляют острые кромки, маркируют и проверяют геометри-
ческие параметры в соответствии с рабочим чертежом.
3-й этап. Установка платиков по разметке с последующей
механической обработкой. Существуют два метода механической
обработки рам крановых тележек. При первом методе все опорные
и посадочные поверхности обрабатывают на металлорежущих
станках с применением горизонтально-расточного станка, при этом
все опорные и установочные элементы имеют необходимый припуск
для механической обработки. После механической обработки рамы
являются взаимозаменяемыми. Этот метод наиболее точный и ре-
комендуется для серийного производства.
При втором методе все опорные и посадочные поверхности у пла-
тиков обрабатывают обособленно от рамы на металлорежущих
станках, а затем их подгоняют и приваривают к корпусу рамы
«помещу» во время сборки механизмов на раме (метод «горячего»
монтажа). При этом рама не подвергается механической обработке.
Этот метод находит широкое применение в серийном и даже поточ-
ном производстве, хотя он является несовершенным, так как
наличие пригоночных работ нарушает принцип взаимозаменяе-
233
Рис. 4.52. Фрезерование
опорных платиков под
буксы
мости. Применяя метод «горячего» монтажа в поточном производ-
стве, вынуждены повышать точность изготовления рам примене-
нием специальных приспособлений для установки и приварки за-
ранее обработанных опорных платиков и ужесточением допусков
при сборке рамы.
Механическая обработка рам крановых тележек вктючает
в себя разметку, фрезерование опорных платиков под буксы и опор-
ных поверхностей для установки механизмов, сверление отверстий
в верхней плоскости и в платиках под буксы.
При разметке рамы наносят линии расположения осей веду-
щих и ведомых колес, осей барабанов главного и вспомогательного
подъемов и устанавливают припуск на обработку площадок. Пла-
тики под буксы обрабатывают на горизонтально-расточном станке
с применением поворотного приспособления для поворота рамы
в горизонтальной плоскости на 360° (рис. 4.52). Раму тележки 1
устанавливают верхней плоскостью на регулируемые опоры 2,
обеспечивающие ее горизонтальное положение, и крепят к поворот-
ной части приспособления 3 с помощью болтов и прихватов 4.
Вначале фрезеруют цилиндрической фрезой 5 поверхности верти-
кальных и горизонтальных опорных платиков под буксы, затем
набором трехсторонних фрез 6 фрезеруют боковые поверхности
опорных платиков, после чего раму тележки повертывают на
234
Рис. 4.53. Фрезерование верхних опорных плоскостей рамы
180° и повторяют указанные переходы с другой стороны. При
этом выдерживают размеры базы А, Б, С и Д в мм. Затем раму
тележки поворачивают на 90° и торцовой фрезой 7 обрабаты-
вают площадки под редуктор передвижения тележки.
Верхние опорные плоскости для установки механизмов также
обрабатывают на горизон-
тально-расточном станке
(рис. 4.53). Раму устанав-
ливают в вертикальном
положении с базированием
по обработанным поверх-
ностям опорных платиков
под буксы на установочные
элементы приспособления
и крепят с четырех сто-
рон прихватами. Обработ-
ку ведут торцовой фрезой
всех опорных плоскостей с
поворотом рамы на 180° с
выдерживанием размера Е.
В верхней плоскости
рамы отверстия сверлят
на радиально-сверлильном
станке с применением на-
кладных кондукторов. Ра-
му 1 (рис. 4.54) тележки
Рис. 4.54. Сверление отверстий
в верхней плоскости рамы
235’
Рис. 4.55. Сверление отверстий, в платиках под буксы
•опорными платиками устанавливают на четыре станочные тумбы 2
и по разметочным рискам осей барабанов устанавливают наклад-
ные кондукторы 3, крепящиеся к раме с помощью откидных быстро-
действующих зажимов. Сверлят отверстия для крепления ре-
дукторов главного и вспомогательного подъема.
Сверление отверстий в платиках под буксы для крепления пе-
рил производят на радиально-сверлильном станке с поворотной
сверлильной головкой (рис. 4.55). Раму тележки устанавливают
на специальном столе 1, передвигающемся по рельсам. Отверстия
в опорных платиках сверлят во взаимно перпендикулярных плос-
костях путем поворота сверлильной головки 2 радиально-свер-
лильного станка с применением специального накладного угло-
вого кондуктора 3 с четырьмя кондукторными втулками. Кондук-
тор имеет специальные направляющие планки, которые служат
для фиксации положения кондуктора между боковыми обработан-
ными стенками опорных платиков под буксы. Отверстия для креп-
ления перил сверлят по накладному кондуктору. После сверления
всех отверстий с одной стороны раму поворачивают на 180° и
сверлят отверстия с другой стороны.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАМ ТЕЛЕЖЕК С РАЗЪЕМНЫМИ БУКСАМИ
НА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ
Особенностями технологического процесса сборки и сварки
рам тележек на поточной линии являются расчлененность и меха-
низация сборочно-сварочных операций с применением специаль-
ных переналаживаемых сборочно-сварочных установок, пози-
ционеров, кантователей и др. Применение данной оснастки по-
зволяет с минимальной переналадкой перейти на изготовление
любого типоразмера унифицированных рам грузоподъемностью
от 5 до 20 т. Поточная линия изготовления рам тележек имеет пять
специализированных рабочих мест, на которых собирают рамы,
сваривают их на позиционерах, устанавливают буксы в кантова-
теле, колеса и отделывают рамы.
236
Рис. 4.56. Эскизы изготовления рамы тележки на потоке
Первое рабочее место (рис. 4.56, а) представляет собой ста-
пель с порталом. Стапель состоит из рамы кондуктора 1 с жестко
прикрепленными на ней упорами 3 для фиксации установленного
верхнего листа под сварку, откидными кронштейнами 2, служа-
щими для фиксации катковой балки и портала 4 с вертикальным
пневмоприжимом 5, передвигающимся по полкам швеллеров пор-
тала. На первом рабочем месте собирают раму тележки из элемен-
тов и собранных узлов-балок. Лист настила, состоящий из трех
элементов, укладывается на стенд по упорам;
состыковывают между собой элементы с выдерживанием зазора;
под сварку не более 2 мм и с превышением кромок не более 0,5 мм
237-
и прихватываются ручной сваркой от середины к краям. Устанав-
ливают на настил катковую (моторную) балку по откидным крон-
штейнам-фиксаторам 2 до совмещения отверстия диаметром 55 мм
на балке с отверстиями на кронштейнах, балку скрепляют с крон-
штейном штырем. С помощью передвижного пневмозажима 5
поджимают балку к настилу и прихватывают от середины к концам.
По разметке на лист настила устанавливают две крайние попереч-
ные балки, поджимают их пневмоприжимом и прихватывают.
Устанавливают вторую катковую (редукторную) балку анало-
гично первой балке с выдерживанием параллельности согласно
ТУ. Далее по разметке с выверкой по угольнику последовательно
устанавливают все остальные балки и элементы рамы согласно
чертежу. Собранная рама проходит контроль и передается на вто-
рое рабочее место.
На втором рабочем месте производится установка по разметке
и прихватка проушин к настилу и бортовым листам и сварка рамы.
Рабочее место (вид б) состоит из двух манипуляторов-позиционеров
СМ-5000Г грузоподъемностью 5 т, позволяющих поворачивать и
устанавливать раму удобно для сварки, и передвижной рабочей
площадки для сварки. Манипулятор имеет стол с приводом пово-
рота 1, к которому крепят универсальную раму 3, служащую
для установки и крепления на ней рамы тележки с помощью за-
хватов 2 и гидравлического привода 4 для наклона и подъема стола.
Вначале сваривают стыки настила с внутренней стороны, затем
катковые и поперечные балки и далее элементы жесткости, пово-
рачивая при этом раму тележки. Зачищают и проверяют сварные
швы, и раму передают на третье рабочее место.
Третье рабочее место (вид в) представляет собой стапель,
позволяющий точно и быстро устанавливать буксы в катковые
балки по колее 2600 и 9500 мм и по базе до 3620 мм. Стапель осна-
щен регулируемыми упорами, механизмами для продольного и
поперечного сдвига рамы тележки, гнездами (призмами) для фаль-
швалов, домкратами для «установки букс на фальшвалы. Раму
тележки устанавливают с помощью крана на стапель катковыми
балками вверх по упорам. На фальшвал устанавливают разъем-
ные буксы, скрепленные болтами. В буксах имеются проточки,
а в валах выступы, и этим достигается жесткая фиксация букс
относительно валов. Фальшвалы своими шейками с помощью крана
устанавливают в призмы. Верхнюю часть разъемной буксы за-
водят в катковую балку до совмещения отверстий в катковой балке
с отверстиями в буксах, при этом раму тележки перемещают вдоль
фальшвала с помощью пневмоцилиндра или перпендикулярно
валу с помощью ручного домкрата. Фальшвал до совмещения от-
верстий крепят в призмах с помощью накидных прижимов. После
того как будут совмещены отверстия, в них вставляют штыри и
их прихватывают. Фальшвал освобождается от букс, для чего от-
вертывают болты и разъединяют буксы. Вал вынимают из букс
и снимают со стенда. Устанавливают обратно скобы букс и закреп-
.238
ляют болтами. Раму снимают со стенда и передают на четвертое
рабочее место.
Четвертое рабочее место представляет собой двухстоечный
1 кантователь с подъемной и поворотной платформой (вид г). Канто-
ватель состоит из двух неподвижных вертикальных стоек 6, по
которым перемещаются каретки с цапфами 2, несущими поворот-
ную платформу 3 с захватами 4, служащими для крепления рамы
тележки 5. Платформа поднимается и поворачивается от двух
самостоятельных электроприводов 1, управляемых с пульта.
Кантователь предназначен для поворота и установки рамы тележки
шириной от 1912 до 3412 мм. После приварки штырей и букс рама
тележки передается на пятое рабочее место (вид д). Раму устанавли-
вают на стеллаж, зачищают все поверхности рамы от ржавчины
и брызг от сварки, притупляют острые кромки и углы, зачищают
неровности сварных швов, обдувают сжатым воздухом и марки-
руют с последующей ее передачей на установку холодных колес.
4.8. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ОБЕЧАЕК ДЛЯ БАРАБАНОВ МОСТОВЫХ
КРАНОВ
Обечайка барабана состоит из нескольких секций. Заготовкой
для секций обечайки барабана служит толстолистовая сталь
марки СтЗ (ГОСТ 19903—74). В зависимости от габаритных раз-
меров и толщины листа секции для обечаек вальцуют на трех или
четырехвалковых листогибочных вальцах или штампуют в штам-
пах на гидравлических прессах. Штамповку секций обечаек,
как правило, ведут в горячем состоянии из двух половин, а в не-
которых случаях из трех частей и при толщине листа более 40 мм.
Кромки у секций обечаек разделывают перед их вальцовкой и
штамповкой. Разделка кромок V-образная у обечаек диаметром
до 750 мм с различными толщинами. У обечаек диаметром более
750 мм и толщиной листа более 20 мм возможна разделка кромок
V- и Х-образная. Сварка этих обечаек, как правило, может ве-
стись с внутренней и внешней сторон. Основным дефектом при
получении секций обечаек является спиральность как по окруж-
ности, так и по длине (рис. 4.57, а). Устранение спиральности
при сварке осуществляется с помощью простейших приспособле-
ний, показанных на виде: б — болта 1 и уголка 2; в — клина 3
и уголка 4-, г — ломика 5 и уголка 6; д — стяжки 7.
Процесс сборки и сварки барабанов из обечаек 3 (рис. 4.58, а)
осуществляется на роликовом стенде 4 автоматической сваркой
под слоем флюса. Вначале сваривают продольные швы у секций
обечаек, для чего сопрягаемые поверхности под сварку зачищают
стальной щеткой до металлического блеска и по концам привари-
вают фальшпланки для начала и окончания сварного шва. С вну-
тренней стороны подводят флюсовую подушку 2, а с внешней сто-
239
Рис. 4.57. Эскизы сборки продольного стыка обечайки
1030	870
Рис. 4.58. Эскизы сварки обечайки
240
роны— автомат АДС-1000-2(1), установленный на самоходной те-
лежке, и производят сварку обратноступенчатым методом (вид а).
После автоматической сварки вручную подваривают корни шва,
газом срезают фальшпланки и зачищают сварной шов и места уста-
новки фальшпланок, 25 % продольного шва подвергают гаммо-
графированию. Если секция обечайки состоит из двух половин
с V-образной разделкой кромок, то вначале сваривают один про-
дольный шов, а затем сваривают второй шов. После контроля обе-
чайку подвергают отжигу в термических печах или на специаль-
ных установках, и после отжига осуществляют калибровку обе-
чаек по шаблону. В том случае, когда секция обечайки состоит
из двух половин с Х-образной разделкой кромок, вначале произ-
водят фиксацию стыков с помощью прихватки планок 5 (вид б)
с наружной стороны и производят внутреннюю сварку продоль-
ных швов. После наложения внутренних швов накладки удаляют
и варят наружные швы. Заварив продольные швы, на роликовом
стенде 4 (вид в) с применением автоматической сварки под слоем
флюса производят стыковку и кольцевую сварку обечаек. Для
обечаек диаметром до 750 мм и толщиной стенок более 40 мм
применяют Х-образную разделку кромок и двухстороннюю сварку.
Перед стыковкой обечаек их торцы и кромки обрабатывают на
металлорежущем станке. При сварке обечаек допускаемое превы-
шение кромок должно составлять до 10 % толщины листа, но не
более 1 мм для тонкостенных обечаек (до 15 мм) и до 3 мм для тол-
стостенных обечаек. Зазор под сварку берут 2—4 мм. Помимо
автоматической сварки возможна сварка толстостенных обечаек
при толщине листа более 40 мм электрошлаковой сваркой. При
сварке продольных швов обечайку устанавливают на торец, а
кольцевой шов варят на роликовых опорах.
4.9. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СБОРКИ
МОСТОВ МОСТОВЫХ КРАНОВ
НАЗНАЧЕНИЕ И СХЕМЫ СБОРКИ
Мост мостового крана служит для передачи усилия от груза
на подкрановые пути. Общая сборка моста осуществляется из
отдельных элементов и узлов. Главные (пролетные) и торцовые
(концевые) балки поступают на сборку моста в собранном виде.
На участке сборки их соединяют, устанавливают настил и перила,
рельсы и концевые упоры, лестницы, люки и механизм передви-
жения крана.
Сборку можно выполнять по двум схемам: на стеллажах
(в единичном и мелкосерийном производстве) и с применением
специального оборудования — стапелей (в серийном производ-
стве).
При сборке необходимо обеспечить следующие условия по
ГОСТ 24378—80:
9 Косилова А. Г.
241
Рис. 4.59. Виды отклонений от номинальных раз-
меров при сборке мостов мостовых кранов
1.	Отклонение от номинальных размеров пролета моста при
LK с 22,5' м допускается Д1 5 мм; при L„ > 22,5 м Д1 8 мм
(рис. 4.59, а).
2.	Отклонение от номинальных размеров базы моста Лк до-
пускается Д2 < 5 мм (рис. 4.59, а).
3.	Отклонение от параллельности общих плоскостей ходовых
колес при LK sg 22,5 м допускается Д5 < 5 мм; при LK > 22,5 м
Д5 sg 8 мм (вид б).
4.	Разность уровней подтележечных рельсов в любом сече-
нии моста допускается h	(вид в)-
5.	Отклонение колеи подтележечных рельсов в любом сече-
нии моста допускается 5 мм (вид в).
6.	Отклонение оси подтележечного рельса от проектного поло-
жения для коробчатых балок f < 3,0s!, для одностенчатых f sg
l,0s1; где Sx —толщина вертикальной стенки (вид г),
7.	Подошва подтележечного рельса в местах расположения
диафрагм должна прилегать к поясу балки. Допустимый в этих
местах местный зазор не более 2 мм. При зазоре свыше 2 мм до-
пускается приваривать к поясу балки однорядные прокладки тол-
щиной, не превышающей толщину пояса.
242
8.	Подтележечные рельсы на мостах не должны иметь в стыках
отклонений по высоте и в плане более 1 мм. Зазор в стыках не
должен превышать 2 мм.
9.	Отклонение от вертикальной плоскости торцевых поверх-
2
ностей ходовых колес крана допускается f ....D, где D —
диаметр колеса.
10.	На коробчатых балках стыки рельсов должны распола-
гаться над диафрагмами с отклонением не более 100 мм, на балках
одностенчатых стыки рельсов должны быть смещены по отноше-
нию к стыкам поясных листов не менее 300 мм.
СБОРКА БАЛОЧНОГО МОСТА МОСТОВОГО КРАНА Q = 75/20 Т
ПРИ МЕЛКОСЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Технологический процесс сборки моста предусматривает вы-
верку следующих параметров моста:
а)	взаимное положение главных балок в горизонтальной и
вертикальной плоскостях;
б)	взаимное положение всех осей ходовых колес в горизон-
тальной плоскости и осей ведущих колес в вертикальной
плоскости;
в)	положение трансмиссии механизма передвижения;
г)	положение подтележечного рельсового пути в горизонталь-
ной плоскости;
д)	получение размера пролета крана LK.
Порядок сборки и выверки (рис. 4.60). С помощью мостового
крана две главные балки установить параллельно на стеллаже
на расстоянии I между внутренними стенками друг от друга со-
гласно чертежу, совмещая торцы прилегания вертикальных ли-
стов к торцовой балке (плоскость NN') с одной стороны. Разме-
тить положения оси симметрии балок по верхним поясам. Отбить
меловые линии, закернить и поставить керн на торцах верхних
поясов балки, выдерживая размер LK по колее согласно чертежу.
Выверить нивелиром положение главных балок в горизонтальной
плоскости по четырем концевым точкам А, В, С, D и в вертикаль-
ной плоскости с помощью отвеса в трех—пяти сечениях, прове-
рить колею и диагонали с помощью рулетки. После выверки глав-
ных балок жестко закрепить их фальшуголками на стеллажах
(вид а).
Разметить торцовую балку с простановкой керна на расстоя-
нии h согласно чертежу. Подвести обе торцовые балки в сборе
с ходовыми колесами к установленным главным балкам и закре-
пить временно струбцинами. При этом необходимо совместить
керн, поставленный на торцы верхнего пояса главной балки, с кер-
ном, поставленным на верхнем листе торцовой балки. По концам
торцовых балок установить четыре домкрата для регулировки
(вид б). Выверить и установить торцовые балки по отвесу и ниве-
9*	243
Фальшцголок
Рис. 4.60. Эскизы сборки балочного моста
244
лиру. Нивелировку торцовых балок выполнить по концам в че-
тырех точках. Проверить пролет моста LK (см. рис. 4.59, а),
колею тележки LT и диагонали с помощью рулетки. При надоб-
ности подрубить вертикальные листы главных балок со стороны
несовмещенных вертикальных листов главных балок (плоскость
ММ на рис. 4.60, а). После выверки торцовых балок прихватить
электросваркой пояса главных балок к торцовым балкам. Затем
по разметке устанавливать и прихватить планки примыкания и
нижние гнутые косынки (вид в), торцовые листы, косынки и уголь-
ники (вид г). Вновь проверить припасовку торцовых балок с про-
ведением нивелировки торцовых балок и строительного подъема
и составить схему кривой строительного подъема. Заварить примы-
кание торцовых балок, стыки поясов, торцовые косынки, уголки
скошенной части и уголки жесткости, швы зачистить. Установить
и прихватить по две распорки из угольников 75 х75 х8 мм по верх-
нему и нижнему поясу в середине пролета моста с учетом обрат-
ного прогиба. Подогнать по месту и прихватить с последующей
сваркой настилы, площадки, люки со стороны механизма передви-
жения и троллей. Сварку выполнить прерывистым швом 180 —
200 мм от середины к концам моста во избежание коробления ли-
стов. Снять распорки и зачистить места прихваток заподлицо.
С помощью электрокрана поднять мост на 50—100 мм от стеллажей
S и вновь опустить. Далее установить подтележечный рельсовый
’ путь. Приняв за базу керны на торцах верхних поясов главных
| балок, разметить места на обеих главных балках под установку
| -рельсов с отбивкой шнуром осевых линий и накерниванием их.
| Установить по разметке рельсы с подгонкой стыков по линейке
|и нивелировкой строительного подъема. Рельсы прихватить к глав-
ной балке, проверить их установку и затем приварить их прерыви-
стым швом (вид 5). Размер колеи рельсов проверить с помощыб
роликового колеемера. Устанавливать многослойные прокладки
под рельсы запрещается. Прокладки приваривать продольными
фланговыми швами катетом, равным толщине прокладки, но не
более 4 мм. Собрать по разметке на струбцинах к вспомогатель-
ным фермам перила моста по звеньям, прихватить горизонтальные
уголки к стойкам (вид е), снять струбцины и уложить перила на
настил для сварки, после сварки править перила. Собрать по раз-
метке перила торцовых балок по месту с установкой дверей, ру-
чек, скоб и петель и прихватить (вид ж) с последующей сваркой.
Установить по разметке и прихватить с последующей сваркой на
торцовых балках поручни, на главных балках уголки для расча-
лок и перила по раскосам на мосту. Установить механизм передви-
жения моста. Снять стыковые накладки с торцовых балок, удер-
живая при этом мост в горизонтальном положении, и произвести
газовую резку торцовых балок в местах стыков. Провести правку,
притупить острые кромки, замаркировать мост, перила моста и
торцовых балок, стыки и стыковые накладки и передать два полу-
моста на окраску.
245
СБОРКА КОРОБЧАТОГО МОСТА МОСТОВОГО КРАНА
Q = 20 Т НА СТАПЕЛЯХ
Применение стапелей при сборке мостов дало возможность по-
высить производительность труда почти в 3 раза и снизить трудоем-
кость в 1,5—2 раза и организовать поточный выпуск мостов. На
стапелях собирают мосты с пролетом до 34 м, базой от 4400 до
5750 мм и диаметром колес крана 700, 800, 900 мм. Стапеля поз-
воляют обеспечить точное соблюдение геометрических параметров
и взаимное положение элементов конструкции. Стапель (рис. 4.61)
представляет собой механизированный стенд, состоящий из двух
частей: подвижной 1 и неподвижной 2. Неподвижная часть ста-
пеля, состоящая из двух кареток, жестко закреплена на массив-
ном фундаменте. От неподвижной части идут два строганых рель-
са 9, имеющие одинаковые размеры, по которым перемещается
подвижная часть стапеля, также состоящая из двух кареток. Одна
сторона стапеля является базовой. Каждая часть стапеля имеет
базовую 5 и небазовую 8 каретки, перемещающиеся по направляю-
щим 10 от привода 11. Базовые каретки 5 на обеих частях стапеля
отличаются тем, что они всегда'стоят только в крайних положе-
ниях по упорам 3. В этих крайних положениях базовых кареток
колеса собираемого моста строго соосны и их оси параллельны
базовому (строганому) рельсу стенда. Небазовые каретки 8 мо-
гут занимать любое промежуточное положение в зависимости
от базы собираемого моста крана. Все каретки имеют механизм
фиксаций 7 на направляющих 10, регулируемые упоры 6 и три
механизма прижима 4 каждого колеса к этим регулируемым упо-
рам. Кроме того, стапель содержит выступы для выставления
подвижной части стапеля в соответствии с пролетом крана. Вы-
ступы имеют регулируемые винтовые упоры и перпендикулярные
отверстия. Упоры выставляются так, чтобы шаг их был 500 ±
zt 0,5 мм на всем протяжении рельсового пути. Каретки передвиж-
ной части стапеля перемещаются с помощью приводов, расположен-
ных с обеих сторон кареток, и работают приводы одновременно
или каждый в отдельности. Точность остановки 10—15 мм. Окон-
чательную доводку подвижной части стапеля осуществляют вруч-
ную с помощью механизма доводки. На каждой части стапеля
имеются по четыре ручных домкрата, служащих для подъема соб-
ранного моста на высоту 50—100 мм при обкатке приводов моста и
для поджима гнутых листов торцовой балки к главным балкам
при сварке.
Перед сборкой моста стапель должен быть выверен. Выверка
стапеля производится не реже 1 раза в месяц с составлением акта
о правильной настройке стапеля. При настройке стапеля приме-
няют нивелир, четыре контрольных колеса, струну, пятидесяти-
метровую стальную измерительную ленту и линейку. Сборка моста
на стапеле осуществляется следующим образом. Устанавливают
подвижную часть стапеля на длину пролета моста и настраивают
246
10500 -3.0500
4 ООО-5750
Рис. 4.61. Стапель для сборки коробчатого моста
247
Рис. 4.62. Схема правки балок нагревом:
1 — зона нагрева; 2 — несущий уголок
каретки под установку торцовых балок. С помощью четырехкрю-
кового мостового крана торцовые балки устанавливают на каретки,
выверяют их положение и закрепляют с проведением разметки
согласно чертежу под установку главных балок. Подводят главные
балки и устанавливают их на торцовые балки, проверяют строи-
тельный подъем и прихватывают верхние и нижние пояса главных
балок к торцовым балкам, поджимая гнутый несущий лист к балке
домкратом. Проверяют кривизну пролета балок.
Для исправления кривизны балок в плане, а также выравни-
вания строительных подъемов каждой пролетной балки приме-
няют метод огневой правки (рис. 4.62). Он заключается в том, что
выгнутую сторону балки прогревают газовой горелкой по специаль-
ному контуру. Нагревают балку только по большим диафрагмам
в зоне нагрева 1. Обычно огневую правку ведут после установки
настила и перил, что ведет к не-
которому осложнению. Так, если
выпуклости балок направлены
друг к другу, то вначале нагрева-
ют главные несущие уголки 2 на-
стила, а потом балку. Если это не
Рис. 4.64. Схема установки
косынок и ребер к балкам
248
Рис. 4.65. Установка рельса на
балку
Рис. 4.66. Прижим для поджатия
рельсов к балке
приводит к желаемому результату, то уголок разрезают. Если
балку нельзя выправить огневой правкой, то ее полностью бра-
куют. Для правки скрученных балок 1 (рис. 4.63) применяют спе-
циальные распорки 2. Далее устанавливают и прихватывают реб-
ра 4 (рис. 4.64) и косынки 3 к балкам 1, 2. Приваривают верхние
и нижние пояса главных балок к верхним поясам и гнутым листам
торцовых балок, а также приваривают ребра и косынки к балкам.
Во избежание скручиваемое™ балки сварку ведут одновременно
два сварщика. Зачищают сварные швы и устанавливают настил
и перила и сваривают их. Замеряют превышение одной балки над
другой и устраняют его с помощью местного нагрева. На главные
балки 1 (рис. 4.65) устанавливают рельсы 3 по разметке и упору 2
и закрепляют их планками 4, прижимая при этом рельс к главной
балке с помощью специального прижима (рис. 4.66). Для обеспе-
чения строительного подъема или в случае превышения одного
рельса над другим под рельс подкладывают прокладки 5 (см.
рис. 4.65). После прихватки рельса планками приваривают про-
кладки. Чем больше прокладок, тем больше зона нагрева балки и
тем сильнее проседает балка. С установкой рельсов проверяют ко-
лею шаблоном и весь мост с помощью нивелира, струны и рулетки.
Мост снимают со стапеля и устанавливают на тележках, где и
производят установку механизма передвижения. Далее мост мар-
кируют, разбирают на две части в местах стыка торцовых балок и
передают на окраску.
4.10. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОСНОВНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
ПОРТАЛА ПОРТАЛЬНОГО КРАНА
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПОРТАЛЬНЫХ КРАНОВ И ПРИМЕНЯЕМЫЙ
МАТЕРИАЛ
Сборку и сварку металлоконструкций портальных кранов сле-
дует производить в полном соответствии с рабочим чертежом, за-
водскими нормалями и ГОСТ 11283—72.
Основные расчетные элементы металлоконструкций (включая
рамы механизмов) изготовляют из стали ВСтЗсп ГОСТ 380—71,
а также из стали 10ХСНД, 10Г2СД, 09Г2 и М16С. Трубчатые основ-
ные элементы металлоконструкций должны____изшЁовлдаьёя из
стали 20 поЛОСТ ЦЩ-74.
Настилы, перила, лестницы, подставки, кожухи и другие не-
расчетные элементы металлоконструкций следует изготовлять из
сталей СтО до СтЗкп. Механизмы и металлоконструкции кранов
должны быть блочными, т. е. должны состоять из отдельных сбо-
рочных единиц, компонуемых преимущественно из нормализован-
ных и унифицированных сборочных единиц и деталей серийного
производства. Сборочные единицы и детали должны быть пре-
имущественно взаимозаменяемыми. Отклонения от номинальных
размеров при изготовлении металлоконструкций не должны пре-
вышать указанных в табл. 4.6.
Т а б л и ц а 4.6
Технические требования на изготовление металлоконструкций
портальных кранов
Рисунок				Наименование отклонения	Значение отклонения. мм
^4 г	с			Поперечный уклон поясов ко- робчатых балок	/	4 В 1000
1	1				Отклонение стенок коробчатых балок от вертикали	f . 4 Н " 1000
250
Продол ж’е'н и е табл. 4.6
Рисунок		Наименование отклонения	Значение отклонения, мм
5 ,		Скручивание коробчатых балок	f 4 В	1000
г -			
со ।					Выпучивание вертикальных сте- нок коробчатых балок в сжатой зоне (при отсутствии других швов, кроме поясных)	— < 1,5 , S
						
						
						
						
		№			Отклонение от плоскости стенок и поясов коробчатых балок	£<_L L 1000
	-				Отклонение от параллельности механически обработанных тор- цов коробчатых балок	Lt-L2	1 М	1000 при М < 1000 Li —	0,5 М	1000 при М > 1000
					Спиральная изогнутость пово- ротных рам, оголовков порталов, рам лебедок	JL D " 1000
					Волнистость листов: настилы поворотных рам, оголовков, по- рталов, рам лебедок и т. п.	L* L 1000
					Обшивка кабин и кожухи	f . 6 L 1000
					Настилы площадок	L " 1000
					Стрела прогиба стержней между узлами ферм	f2 < 1.5 L " 1000
			/V		Отклонение осевых линий решет- чатых ферм от проектной гео- метрической схемы	/j < ± 5 мм
251
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОГОЛОВНА ПОРТАЛА Q = 16 Т
Оголовок портала (рис. 4.67) представляет собой жесткую
сварочную металлоконструкцию, сваренную из листовой стали
ВСтЗсп, состоящую из фланца 3, цевочного барабана 1, диафрагм 4,
ребер жесткости 5 и боковых стенок 2. На оголовке крепят цевки,
служащие для соединения со звездочкой поворотной рамы, и кру-
говой рельс, по которому на катках вращается поворотная рама
крана. Для лучшего транспортирования оголовок состоит из двух
половин, соединенных между собой с помощью болтов и накладок.
Оголовок портала изготовляют в полном соответствии с рабочим
чертежом, заводскими нормалями и ГОСТ 11283—72. При изго-
товлении оголовка необходимо обеспечить выполнение следую-
щих основных требований:
а)	допуск параллельности плоскости основания П оголовка
плоскости основания Т под рельс 0,2 мм на 1000 мм;
б)	допуск перпендикулярности оси отверстия диаметром
330Н8 к плоскости основания Т под рельс 0,2 мм на 1000 мм;
в)	допустимое биение окружностей диаметрами 5620Н11, 5720,
5840, 5960 мм относительно оси отверстия диаметром 330Н8
в пределах допусков на указанные диаметры;
г)	допустимые отклонения на межосевые расстояния между
осями отверстий под цевки не более ±0,1 мм.
Учитывая высокие требования на изготовление оголовка,
сборку и сварку металлоконструкции рекомендуется вести по тща-
тельно отработанному технологическому процессу. При этом не-
обходимо обеспечить выполнение следующих основных требова-
ний:
а) допуск плоскостности плоскостей Л4 и /75 мм на 1000 мм;
б) допуск параллельности плоскостей Л4 и П 1 мм на 1000 мм;
в) равенство диагоналей СС и РР. Отклонение не более 20 мм;
г) концентричность внутренней окружности диаметром 5488 мм
по высоте 200 мм. Допустимое отклонение не более ±10 мм в че-
тырех сечениях.
Технологический процесс изготовления оголовка состоит из
следующих основных этапов: 1) сборка и сварка цевочного барабана
из элементов; 2) сборка и сварка фланца; 3) узловая сборка
и сварка металлоконструкции оголовка; 4) механическая обра-
ботка оголовка; 5) установка кругового рельса и цевок.
1-й этап. Цевочный барабан представляет собой сварной узел,
состоящий из обечайки, двух колец и внутреннего остова, служа-
щего для увеличения жесткости и прочности барабана и для креп-
ления направляющей оси, соединяющей поворотную раму с ого-
ловком. Процесс сборки и сварки цевочного барабана осуществ-
ляется в следующем порядке.
На плите разметочным штангенциркулем из произвольного
центра радиусом 2635+6 мм проводят окружность, по которой вы-
кладывают четыре сектора кольца. Газовым резаком разделы-
252

'.««aiviAa •••1ц-'
Вид В
3000 ± 1,5	.	3000t15
Рис.
253
вают стыковые кромки под сварку, прихватывают и сваривают
секторы (рис. 4.68, а). После сварки проверяют на параллель-
ность секторов с помощью нивелира по 12 точкам. На кольцо
(собранное из секторов) наносят окружность диаметром 5488 мм
для установки листов обечайки. Листы обечайки толщиной 12 мм
совмещают по внутреннему диаметру с окружностью и прихва-
тывают к кольцу. Верхние концы листов скрепляют струбцинами
(вид б). Размечают припуск на стыках листов обечайки и отрезают
с помощью газовых резаков. Разделывают кромки стыков с на-
ружной стороны и прихватывают с двух сторон. Проверяют вы-
соту листов обечайки с помощью рулетки и отклонение от верти-
кали листов обечайки с помощью отвеса 1 (вид в), а также выве-
ряют размер 5488 мм по внутреннему диаметру с помощью спе-
циального приспособления 2. В местах разъема оголовка устанав-
ливают и прихватывают накладки 3 с двух сторон. Сверлят и раз-
вертывают в них отверстия диаметром 21Н9 с помощью пневмати-
ческой сверлильной машинки. Накладки с листами скрепляют
с помощью болтов, которые устанавливают в количестве 20 %
от общего количества отверстий. Далее с наружной стороны свари-
вают стыковые вертикальные швы. Разделывают кромки с внутрен-
ней стороны обечайки и сваривают их. С помощью автоматической
сварки сваривают поясные швы обечайки и кольца с наружной
и внутренней стороны.
Для обеспечения параллельности плоскостей М и Н на первое
кольцо устанавливают технологические распорки 4 (вид г) в коли-
честве 15 шт. из швеллера № 14 и прихватывают их. На техноло-
гические распорки устанавливают секторы толщиной 16 мм вто-
рого кольца, разделывают кромки под сварку, прижимают их
к обечайке и прихватывают в местах стыка и к обечайке. Свари-
вают стыковые швы вручную, а поясные швы автоматической свар-
кой. Далее по разметке поочередно устанавливают и прихваты-
вают листы внутреннего остова обечайки. Устанавливают накладки
в местах разъема оголовка, сверлят в них отверстия и закрепляют
их с помощью болтов. Места стыков листов остова сваривают между
собой и с обечайкой (вид д).
2-й этап. Устанавливают на стеллаже четыре фланца. Выве-
ряют размеры 6620 и 7850 мм, замеряют диагонали СС и РР
и нивелируют. После нивелировки и выверки фланца прихваты-
вают к стеллажу. Устанавливают с подгонкой по месту листы, под-
ложив под них мерные подкладки, разделывают газовым резаком
кромки под сварку в местах стыков, кроме мест разъема оголовка,
и прихватывают (вид е). Сваривают стыковые швы, с помощью
штангенциркуля проводят на фланце окружность диаметром
5488 мм.
3-й этап. Кантуют цевочный барабан на 180° и с помощью крана
устанавливают его на собранный фланец, совмещая при этом
внутренний диаметр обечайки с окружностью, нанесенной на фла-
нец. Прижимают цевочный барабан к фланцу, выверяют все раз-
254
Рис.. 4.68. Эскизы изготовления металлоконструкции оголовка
Ф5488 I	Ф5270
255
меры и прихватывают. С помощью нивелира проверяют параллель-
ность плоскостей М и П (вид ж) и производят автоматическую
сварку поясных швов с наружной и внутренней стороны обечайки.
По разметке и с помощью угольника устанавливают диафрагмы
и прихватывают их к фланцу и обечайке. Подгоняют по месту и
прихватывают боковые листы и ребра жесткости на фланцы и
сваривают (видз). Устанавливают накладки, сверлят в них отвер-
стия и соединяют на болтах. Устанавливают и прихватывают верх-
ние листы с постановкой накладок в местах разъема оголовка.
По разметке устанавливают и прихватывают ребра жесткости на
обечайку между кольцами и между нижним кольцом и верхним
листом оголовка. По разметке устанавливают и прихватывают
ушки и дверца (вид и). Далее сваривают оголовок с последующей
кантовкой. Сварку швов длиной 500 мм ведут обратноступенча-
тым способом.
После сварки оголовок предъявляют ОТК-
4-й этап. Металлоконструкцию оголовка подвергают механи-
ческой обработке на карусельном и радиально-сверлильном стан-
ках. Обрабатывают оголовок на карусельном станке за два уста-
нови. При первом установе оголовок своим фланцем устанавливают
на планшайбу карусельного станка, выверяют его по торцу кольца
с помощью чертилки и крепят с помощью прихватов. Боковым
суппортом обтачивают торцы колец до диаметра 5960 мм
(рис. 4.69, а). Вертикальным суппортом подрезают верхний торец
кольца и протачивают круговой паз шириной 120Н12 на глубину
5 мм и паз на глубину 2 мм, выдерживая диаметр окружности
5720 мм. При втором установе оголовок кантуют на 180° и устанав-
ливают на мерные подставки планшайбы с базированием по пазу
120Н12. Крепление осуществляют с помощью прихватов. Подре-
зают торец фланца до размера X 25 мм. После обработки ого-
ловка на карусельном станке сверлят отверстия в оголовке на ра-
диально-сверлильном станке. Установка оголовка на радиально-
сверлильном станке аналогична второй установке на карусельном
станке. На основании оголовка наносят центральные осевые ли-
нии ОО (вид б) и РР и параллельно им на расстоянии 3925 ±
± 1,5 мм и 3310 ± 1,5 мм наносят осевые линии I—I и II—II
на четырех фланцах оголовка. Эти линии на фланцах служат ба-
зами при установке накладного кондуктора, имеющего четыре
выемки. Совместив грани выемок кондуктора с осями фланца и
закрепив кондуктор на фланце с помощью струбцин, обрабатывают
отверстия на фланце. Вначале сверлят, рассверливают, зенкеруют
и развертывают два отверстия Л и Б диаметром 60 мм под штифты.
А затем, установив два штифта в отверстия, аналогично обрабаты-
вают остальные отверстия во фланце диаметром 60 мм. Оголовок
кантуют на 180°, и по шаблону размечают 88 отверстий под винты
для крепления кругового рельса. Сверлят размеченные отверстия
и нарезают в них резьбу М.20 (вид в). Для обработки 155 отверстий
диаметром 60Н7 под цевки с шагом t = 118,37 ± 0,1 мм применяют
256
Рис. 4.69. Эскизы механической обработки оголовка
специальный накладной сверлильный кондуктор (рис. 4.70). Кон-
дуктор представляет собой плиту 7, состоящую из двух половин,
скрепленных между собой с помощью двух уголков 8 (размером
80x80x8 мм) ,винтов 9 и электросваркой. Плита имеет быстро-
сменные кондукторные втулки 2 для направления режущего ин-
струмента и торговую втулку 3 для соединения с пробкой 4.
Для передвижения кондуктора по оголовку на плите имеются три
ролика 5 и две ручки 1. Базирование кондуктора на оголовке
осуществляется с помощью пробки 4, вставляемой в центральное
отверстие оголовка диаметром 330Н8. На пробку надевают плиту,
которая опирается на оголовок с помощью трех роликов 5 и кре-
пится четырьмя винтами 10 к оголовку. Горизонтальность кондук-
тора проверяют с помощью квадранта, устанавливаемого на обра-
257
л-я
Рис. 4.70. Кондуктор для сверления отверстий под цевки
ботанную плоскость платика, приваренного к уголку. Перед уста-
новкой кондуктора на оголовок размечают отверстия на оголовке
и по разметке обрабатывают первое отверстие (сверление, зенкеро-
вание и развертывание) в размер 60Н7. Далее устанавливают кон-
дуктор на оголовок, вводя палец 6 в обработанное отверстие через
кондукторную втулку, и закрепляют его на оголовке с помощью
винтов 10. Затем обрабатывают отверстия по кондуктору, периоди-
чески переставляя его по оголовку. Через каждые 14 отверстий
проверяют совпадение осей отверстий кондуктора с разметкой.
В случае несовпадения осей корректируют установку кондук-
тора в пределах на шаг t ~ 118,37 ± 0,1 мм.
5-й этап. После механической обработки оголовка зачищают
заусенец и притупляют острые кромки. Устанавливают в кольце-
вой паз 120Н12 круговой рельс и крепят его с помощью прижимов
и болтов. Вставляют цевки в отверстия оголовка и приваривают
к ним между лысками секторные планки. В местах стыка
оголовка секторные планки крепят с помощью болтов М16.
Обрабатывают отверстия и нарезают резьбу под болты Ml 6 по
месту. Нижние концы цевок закрепляют с помощью планок и
винтов.
258
ИЗГОТОВЛЕНИЕ НОГ ПОРТАЛА Q= 16 Т
Ноги портала (рис. 4.71) представляют собой коробки прямо-
угольного сечения, изготовляемые из стального листа толщиной
10—16 мм с вваренными диафрагмами и ребрами внутри. К ко-
робке сверху и снизу приваривают фланцы толщиной по 35 мм.
Ноги изготовляют по техническим условиям на изготовление кра-
новых металлоконструкций по ГОСТ 11283—72. Кроме того, при
изготовлении ног портала необходимо обеспечить их одновысот-
ность, параллельность и плоскостность торцов А и Б. Допустимые
отклонения от параллельности торцов не более 0,3 мм на длине
1000 мм, от плоскостности не более 2 мм.
Выдерживание заданных требований на изготовление обеспе-
чивается применением специального сборочного стенда для уста-
новки и приварки фланцев к металлоконструкции. Технологиче-
ский процесс изготовления ноги портала состоит из следующих
основных этапов:
1)	сборка и сварка боковых стенок и верхнего фланца;
2)	сборка и сварка коробки;
3)	сборка и сварка коробки с фланцами.
Первые два этапа технологического процесса выполняют на
выверенном стеллаже.
На 1-м этапе производят стыковку листов стенок и фланца.
Листы с разделанными кромками выкладывают на стеллаже, при-
хватывают и заваривают с оставлением припуска до 25 мм с обеих
сторон. После сварки контролируют и правят листы..
Рис. 4.71. Нога портала правая
259
Рис. 4.72. Эскизы изготовления металлоконструкции ноги портала
2-й этап. Боковую стенку выкладывают на стеллаже и разме-
чают ее согласно чертежу. Используя разметку и угольник, уста-
навливают и прихватывают диафрагмы и ребра жесткости
(рис. 4.72, а). Далее поочередно устанавливают и прихватывают
листы вертикальных стенок с поджимом их к диафрагмам и боко-
вой стенке (вид б). Кантуя собранный узел, проводят внутреннюю
сварку его вручную. Подгоняют диафрагмы и узел под накрытие
и устанавливают между диафрагмами ребра жесткости, прихваты-
вают и приваривают их к диафрагмам (вид в). Накрывают собран-
ный узел верхним поясом и прихватывают. Приваривают четвер-
тую сторону диафрагм к верхнему поясу. Внутреннюю сварку ко-
робки выполняют вручную с обязательным наличием приточно-
вытяжной вентиляции, а наружную сварку —с помощью полу-
автомата под слоем флюса.
В первую очередь варят стыковые швы, а далее поясные с по-
следующими кантовками (вид г). После сварки зачищают швы,
проверяют сборку и сварку. В случае выявления волнистости пра-
вят местным нагревом.
3-й этап. С помощью крана коробку подают на сборочный
стенд (рис. 4.73), служащий для припасовки фланцев к металло-
конструкции ног портала. Он состоит из четырех кронштейнов,
установленных на жестких опорных поверхностях, и двух подводи-
мых опор. Два нижних кронштейна 2 закреплены неподвижно
таким образом, что их вертикальные плоскости, в которых кре-
пятся верхние фланцы ног, параллельны между собой и лежат
в одной плоскости. Два верхних кронштейна 3 подвижные и рас-
положены на тумбах 1. Они перемещаются с помощью винтов 5
до упора 4. Упор 4 устанавливают заранее в соответствии с задан-
ной длиной ног портала. В рабочем положении поверхности крон-
штейнов 3, к которым крепятся нижние фланцы ног, также нахо-
дятся в одной плоскости и параллельны между собой. Подводимые
опоры 6 имеют по две точки опоры, выдвигаемые механическим пу-
260
Рис. 4.73. Стенд для припасовки фланцев
к металлоконструкции ног
портала
тем, и служат в качестве дополнительных опор при установке ме-
таллоконструкции (коробки) ног портала.
При правильном монтаже и установке стенд позволяет уста-
новить фланцы в одной плоскости и обеспечить параллельность
опорных плоскостей. Сначала фланцы с просверленными в них
отверстиями устанавливают на угольники кронштейнов, базируясь
при этом по двум контрольным штифтам. К угольникам кронштейна
фланцы крепят с помощью болтов. Коробку подводят к фланцам,
устанавливают на подводимые опоры 6, и размечают ее под уста-
новку фланцев. По разметке обрезают припуск, разделывают кром-
ки и зачищают грат. Подводят нижний фланец ноги к коробке
до упора 7, точность установки между фланцами достигается при
помощи установочных винтов стенда. После установки прихваты-
вают большой фланец, затем малый и приваривают швы. Кроме
фланцев на металлоконструкцию ноги (коробку) устанавливают
по разметке проушину для растяжки ног и внешние ребра жест-
261
кости. После прихватки производят полный провар швов. Далее
ногу вынимают из стенда и доваривают остальные швы. Зачищают
сварные швы, притупляя острые кромки, маркируют ногу и выправ-
ляют кривизну или волнистость местным нагревом.
4.11.	ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРЕЛ
ПОРТАЛЬНЫХ КРАНОВ
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ
Стрелы портальных кранов являются основной несущей ча-
стью. Они работают на сжатие и изгиб, а в некоторых случаях и
на кручение, поэтому к ним предъявляются особенно жесткие тре-
бования. Форму стрелы желательно приблизить к форме стержня
равного сопротивления продольному или поперечному изгибу в за-
висимости от характера нагрузки. Стрелы из условий ограниче-
ния их гибкости представляют собой пространственную систему
четырехугольного или треугольного сечения и состоят либо из
плоских ферм, выполненных' из профильного проката, либо из
труб, соединенных поперечными связями, либо из стального листа.
Портальные краны оборудуют прямыми или шарнирно-сочленен-
ными стрелами. Прямые стрелы выполняют с переменными прямо-
угольным или треугольным сечением по длине. Применяют также
безраскосные стрелы, изготовляемые из уголкового профиля,
труб и гнутого профиля. Шарнирно-сочлененные стрелы широко
применяют в портальных кранах и выполняют с профилирован-
ным хоботом и гибкой оттяжкой и с прямым хоботом и жесткой
оттяжкой.
Стрелы с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой со-
стоят из хобота, собственной стрелы, стреловой тяги и гибкой от-
тяжки хобота. Хобот в месте примыкания к нему гибкой оттяжки
имеет криволинейное очертание.
Стрела имеет верхний и нижний шарниры. Верхний шарнир
служит для соединения хобота со стрелой, нижний шарнир яв-
ляется опорой стрелы и служит для соединения стрелы с поворот-
ной платформой. Стрела соединяется также с механизмом изме-
нения вылета и уравновешивающим ее противовесом при помощи
стреловых тяг. Стрелы с прямым хоботом и жесткой оттяжкой
отличаются наличием жесткой оттяжки хобота и его конструкцией.
Преимуществом таких стрел является то, что при наличии широ-
кой жесткой оттяжки они практически не работают на кручение.
Недостаток их — некоторое утяжеление жесткой оттяжки и хо-
бота и большая его наветренная площадь.
Профилированный хобот состоит из двух решетчатых главных
ферм, выполненных из профильного проката или из труб и воспри-
нимающих нагрузки, действующие в плоскости качания стрелы,
и из нижних связей, воспринимающих горизонтальную нагрузку.
Верхние узлы главных^ ферм обычно соединяются распорками.
262
В зависимости от схемы подвески груза на концевой оси, закреп-
ленной в нижних поясах ферм хобота, устанавливают один или
несколько грузовых блоков. Такие же блоки устанавливают на
оси шарнира, соединяющего хобот со стрелой. К верхним поясам
хобота крепят полукольцо, незамкнутые ветви которого загнуты
в виде улиток. К полукольцу крепят огибающие его оттяжные
канаты хобота. Прямой хобот представляет собой пространствен-
ную консольную ферму, выполненную из профильного проката
или стального листа и имеющую две опоры: верхний шарнир
стрелы и верхний конец жесткой оттяжки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТРЕЛЫ КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ
ПОРТАЛЬНОГО КРАНА Q= 16 Т
Металлоконструкция стрелы портального крана коробчатого
сечения (рис. 4.74) состоит из нижнего 1 и верхнего 4 поясов и
двух вертикальных боковых стенок 6, выполненных из стального
листа. Для увеличения жесткости и прочности стрелы металло-
конструкция усиливается диафрагмами 3, ребрами и швеллерами,
вваренными внутри коробки. Собирают и сваривают стрелу в со-
ответствии с геометрической схемой и с учетом технических тре-
бований на изготовление. При изготовлении металлоконструкции
стрелы допустимыми отклонениями от номинальных размеров
являются:
1)	отклонение от соосности отверстий корпусов подшип-
ников 2 не более 1 мм на 1000 мм;
2)	отклонение от перпендикулярности оси 00 к продольной
оси стрелы АА не более 1 мм на 1000 мм;
3)	отклонение от параллельности и перекос осей NN, ММ,
К, К, относительно оси 00 не более 2 мм на 1000 мм;
Рис. 4.74. Стрела (металлоконструкция) коробчатого сечения
263
4)	отклонение от параллельности оси 00 относительно плос-
кости П не более 2 мм на 1000 мм.
Для обеспечения таких жестких требований при изготовлении
металлоконструкции стрелы необходимо тщательно разработать
технологический процесс. В частности, изготовлять металлокон-
струкцию можно по одному из двух вариантов:
1) сборка и сварка металлоконструкции по частям с последую-
щей приваркой и подгонкой обработанных корпусов подшипни-
ков верхнего и нижнего шарниров «по месту»;
2) сборка и сварка металлоконструкции с последующей меха-
нической обработкой на расточных станках корпусов подшип-
ников.
Однако, учитывая большие габаритные размеры стрелы и срав-
нительно небольшую серийность выпуска данных стрел, наиболее
экономичным вариантом изготовления является первый вариант,
в соответствии с которым стрела разделяется на две части: перед-
нюю и заднюю. Каждую часть собирают из отдельных элементов
на выверенных стеллажах с оставлением припуска на подрезку
около 20—40 мм для компенсации возможных погрешностей, воз-
никающих при изготовлении элементов и при сборке и сварке от-
дельных частей металлоконструкции стрелы. Собирают металло-
конструкцию стрелы в целом из двух частей на специальном пере-
налаживаемом, в зависимости от габаритных размеров стрел, сбо-
рочном стенде.
Технологический процесс изготовления металлоконструкции
стрелы состоит из сборки и сварки: 1) верхнего и нижнего поясов
и боковых стенок; 2) хвостовой части стрелы; 3) передней части
стрелы; 4) всей стрелы.
1-й этап. В связи с тем, что процесс изготовления поясов и
боковых стенок является идентичным, рассмотрим процесс изго-
товления на примере сборки и сварки нижнего пояса. Элементы
пояса с разделанными кромками укладывают на стеллаж с установ-
кой отогнутых концов на подкладки по месту (рис. 4.75, а). Вы-
веряют симметричность расположения листов по струне, прямо-
линейность по линейке и выдерживают необходимые зазоры в сты-
ках с помощью мерных планок. Прихватывают листы в стыках
и приваривают выводные планки. Кантуя листы, заваривают стыки
пояса с обеих сторон автоматической сваркой под слоем флюса.
Срезают выводные планки, проверяют качество сварки осмотром
и гаммографированием в местах, указанных на рисунке (вид б).
Размечают пояс для установки швеллеров, ребер и диафрагм. Уста-
навливают по разметке и поджимают с помощью приспособлений
швеллеры и ребра к поясу и прихватывают. Допустимые местные
зазоры между швеллерами и поясом до 1 мм на длине 200 мм. Для
предупреждения короблений от сварки возможно применение спа-
ривания поясов с поджатием струбцинами или наложение груза
в районе сварки. Приваривают швеллеры и ребра отдельными уча-
стками длиной до 500 мм с общим направлением от середины в среде
264
Стенка левая
g Рис. 4.75. Эскизы изготовления коробки стрелы
углекислого газа (вид в). Устанавливают и прихватывают”по'раз-
метке, угольнику и шаблону ребра 1 (вид г) и диафрагмы 2. При-
варивают к нижнему поясу 3 диафрагмы и ребра полуавтоматиче-
ской сваркой в среде углекислого газа обратноступенчатым спо-
собом от середины к концам.
2-й этап. Устанавливают поочередно и прихватывают на ниж-
ний пояс собранные и сваренные боковые стенки 2 (вид д), под-
жимая при этом их к диафрагмам 3 и поясу с помощью струбцин.
При установке стенок заводят оставшиеся ребра и муфты. Прова-
ривают с кантовкой швы диафрагм, боковых стенок, ребер и муфт
полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа. Сварку ве-
дут обратноступенчатым способом. Накрывают металлоконструк-
цию верхним поясом 1, поджимая и прихватывая его к боковым стен-
кам и диафрагмам. Кантуют металлоконструкцию на 180° и при-
варивают вручную верхний пояс к диафрагмам и боковым стенкам
(виду?). Сварку ведут обратноступенчатым способом. В связи с тем
что сваривают металлоконструкцию, находясь внутри нее, при-
меняют приточно-вытяжную вентиляцию, необходимую для уда-
ления вредных газов, возникающих в процессе сварки. После
сварки внутренних швов проверяют металлоконструкцию на пря-
молинейность стенок, пропеллерность и зазоры согласно
ГОСТ 11283—72 и нормали. Далее выполняют автоматическую
сварку под слоем флюса наружных швов металлоконструкции
с кантовкой ее (вид е).
3-й этап. Сборку и сварку хвостовой части стрелы также
производят на выверенных стеллажах. Технологический процесс
изготовления хвостовой части аналогичен процессу изготовления
передней части стрелы. При сборке и сварке нижнего пояса хво-
стовой части стрелы, состоящего из пяти элементов (листов),
необходимо точно выдерживать заданные размеры по чертежу и
обеспечивать равенство диагоналей (вид ж).
4-й этап. Сборку и сварку металлоконструкции стрелы ведут
из двух собранных частей: передней и хвостовой на специальном
переналаживаемом сборочном стенде. Сборочный стенд (рис. 4.76)
служит для сборки стрел и хоботов коробчатого сечения различ-
ных габаритных размеров. Стенд представляет собой выверенный
плитный настил 1, на котором установлены стойки, опоры: под-
вижные и неподвижные и рабочие площадки 4, 14, 19. На стенде
нанесены базовая ось XX для сборки стрелы и базовый торец Б
плитного настила для установки стоек 7 и 11. Переднюю часть
стрелы с помощью крана устанавливают на подвижную 15 и не-
подвижную 12 опоры. Натягивают струну 6 с отвесами 2 на стой-
ках 10 стенда и устанавливают оправки диаметром 425 мм в стой-
ки 16 и 17 в положение для сборки стыка стрелы. Выверяют перед-
нюю часть стрелы в плане по струне и в вертикальной плоскости
по оправкам (рис. 4.77, а) и при помощи регулировочных механиз-
мов опор и лебедки закрепляют переднюю часть стрелы на стенде.
Устанавливают хвостовую часть стрелы на тележку 8 (см.
266
a
267
. пои поирезку
Clnnnfixa
Рис. 4.77. Эскизы сборки и сварки стрелы
рис. 4.76) и неподвижную опору 12 и устанавливают оправки диа-
метром 490 мм в стойки 7 и 11 в положение для сборки стыка
стрелы.
Выверяют хвостовую часть стрелы по струне и оправкам и
закрепляют ее на стенде. Подмечают боковые стенки хвостовой
части и пояса передней части под обрезку припусков при помощи
линейки и мела. Устанавливают оправки диаметром 490 мм в ис-
ходное положение и отодвигают хвостовую часть стрелы на те-
лежке 8 с помощью лебедки 9. Подрезают газом боковые стенки хво-
стовой части и пояса передней части по подметке (см. рис. 4.77, б).
Хвостовую часть стрелы возвращают в исходное положение и сва-
ривают. Проверяют сварной шов внешним осмотром и гаммографи-
рованием. Устанавливают корпусы подшипников на кондукторные
оправки диаметром 360 /г9 стоек 7 (см. рис. 4.76) и 11 и выверяют
положение стрелы относительно оправок диаметром 250 611,
стойки 5 диаметром 400 69, стоек 16 и 17,
268
Собирают стрелу с корпусами подшипников, устанавливают
на стрелу накладки по оправкам диаметром 250М1 и листы по
оправкам диаметром 400Л9, прихватывают их к стреле, а затем
заваривают (см. рис. 4.77, в), кантуя стрелу с помощью четырех-
крюкового мостового крана. После сварки зачищают сварные швы,
проверяют качество сварки внешним осмотром и замеряют по со-
осности отверстий стрелы по оправкам.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТРЕЛЫ ИЗ ТРУБ
Металлоконструкцию стрелы (рис. 4778)—собирают—и—евари-
вают из деталей, изготовляемых из..листвой, зстали..Ст 3..1L цельно-
тянутых стальных труб различного диаметра из стали 20. Трубча-
тые конструкции стрел более' р'ацйЪнальны с точки зрения сниже-
ния эффекта от ветровой нагрузки; обладают меньшей парусно-
стью, так как они имеют меньшую наветренную площадь порядка
до 40 % и очень удобны для покраски и осмотров. Трубы имеют
одинаковую жесткость во всех направлениях, могут применяться
более длинными и не нуждаются в соединительных элементах.
Для предохранения внутренних стенок труб от коррозии торцы
труб заглушаются. Недостатком трубных конструкций является
большая их стоимость из-за стоимости самих труб, фасонного об-
жига концов и большой трудоемкости и стоимости сварных руч-
ных работ. Но, несмотря на эти недостатки, в ряде случаев трубы
являются незаменимым материалом для производства металлокон-
струкций колонн башенных кранов, стрел экскаваторов и др. Так,
в роторных экскаваторах длина стрел достигает 90 000 мм и более.
1
Рис. 4.78. Стрела трубчатая
269
Трубчатые стрелы в основном применяют в портальных кра-
нах грузоподъемностью от 3 до 15 т. Основная часть стрелы пор-
тального крана имеет в пространстве треугольное сечение. Стрела
портального крана состоит из нижнего пояса 1, верхней несущей
трубы 3, соединенной с нижним поясом с помощью боковых раско-
сов 4, корпусов подшипников концевых узлов стрелы 2 и двух
проушин 5 для соединения с механизмом изменения вылета стрелы
и контргруза. При изготовлении стрелы необходимо выполнять
следующие технические требования:
а)	допуск соосности осей корпусов подшипников и проушин
1 мм на длине 1000 мм;
б)	допуск перпендикулярности осей корпусов подшипников
и проушин по отношению к продольной оси стрелы 1 мм на 1000 мм
длины;
в)	допуск параллельности осей корпусов подшипников и проу-
шин 3 мм на 1000 мм длины;
г)	размеры 25 930 ± 10 мм и 6700 + 5 мм обеспечить подрез-
кой трубы;
д)	сварка электродом Э42А (ГОСТ 9467—75);
е)	сварные швы контролировать внешним осмотром и гаммо-
графированием из расчета не менее одного снимка на каждый стык;
ж)	запрещается собирать стрелу при сильном ветре на откры-
той площадке, во время атмосферных осадков и при температуре
ниже —15 °C;
з)	сваривать стрелу должны только дипломированные свар-
щики.
Учитывая большие габариты и высокие технические требова-
ния, предъявляемые к точности изготовления, стрелу собирают и
сваривают из отдельных, .предварительно обработанных-элемен-
тов на специальном стенде-(рис. 4.79). „Стенд состоит из двух
стоек 1, на которых расположены опоры"Ъ для установки.корпу-
сов подшипников., концевых- уздов.-Стрел'ы, двух кронштейнов 8
для установки проушин, установочных призмуТ^ расположенпых
на стеллажёТТТТПеред сборкоТй сваркоОаждой пнередиой. стрелы
стенд проверяют "па правильность размеров, „диагоналей, плоско-
стности. и расположение кронштейнов, обеспечивающих точное
расположение проушин относительно осевой линии. Проверяют
при установленных фальшвалах и с применением проверенной ру-
летки, натянутой струны, отвесов, уровней и нивелира. Вначале
нивелируют стойки 1. и установочные призмы 4 в следующем по-
рядке. На одной из стоек устанавливают нивелир 5, а на другой —
линейку с делениями 2, проградуированную от основания плиты.
Фиксируют положение оси нивелира по шкале нивелира и далее
через нивелир считывают показание на линейке, установленной на
другой стойке. При правильной установке стоек показания на шка-
лах нивелира и линейки должны быть одинаковыми. Последова-
тельно переустанавливая линейку на призму с эталонным вали-
ком 3, определяют необходимый размер 6 = b — а; он должен быть
270
 5)
Рис. 4.79. Стенд для сборки трубчатой стрелы
постоянным для всех призм. В случае непостоянства размера б
имеем погрешность установки призм по высоте. Для проверки пра-
вильности установки призм по размерам А и Б производят на-
тяжку струны по центру призм, определяют фактические размеры
А и Б и сравнивают их с требуемыми размерами по чертежу.
Далее производят контроль теоретической оси стрелы и размеров
25 930 + Ю мм; 6700 ± 5 мм; 4500 + 5 мм; 1800 ± Змм и
1600 + 3 мм. На стойки устанавливают опоры 6 для фальшва-
лов 12 на размеры А и Б и на расстоянии L — 25 930 ± 10 мм.
Размеры А и Б регулируют с помощью установочных колец.
Размер L регулируют перемещением левой опоры в пазах стойки.
Правую опору закрепляют жестко. Линейные размеры замеряют
с помощью рулетки. На соответствующие расстояния 6700 ±
± 5 мм и 4500 ± 5 мм устанавливают кронштейны 8 для проушин.
В опоры и кронштейны заводят фальшвалы 9 и натягивают стру-
ну 7 на фальшвалы 12 опор таким образом, чтобы она делила фальш-
валы по размерам А и В. Делят фальшвалы в кронштейнах по раз-
271
60At5‘
бО’Чб'
Рис. 4.80. Схема соединения несущих труб
мерам а и б и от зафиксированных размеров опускают отвесы 10.
При правильной установке кронштейнов отвесы должны совпадать
с натянутой струной.
После проверки стенда собирают и сваривают стрелу из пред-
варительно обработанных злемр.нтовГПНёст1пйё~элементы полу,-
чают из труб путем резки последних на ..соответствуюцще_ддицы
согласно рабонему^чёрдежу. ножюаачным^г^лаш^
фрезами. При этом трубы устанавливают на размер по упору с. ба-
зированием в прйзм^Т~Квомки на концах несутпих_элементов
разделывают под сварку. Кроме того, некоторые несущие элементы,
расположенные на концах стрелы, подвер гают__£ну1ью на соот-
ветствующий угол~на специальной- установке и фасонной обработке
их концов по шаблону? для соединения их друг с другом и с кор-
пусами подщипли ков-	лроу шинами.
Существуют два варианта соединения несущих труб: с помо-
щью втулок (рис. 4.80, а) и введением одной трубы в другую
(вид б).
По первому варианту перед стыковкой труб внутрь устанавли-
вают втулку по фактическим внутренним диаметрам труб с остав-
лением зазора между стыкуемыми трубами 4—5 мм. Затем свари-
вают электродом Э42А вручную без кантовки. Первые три прохода
сваривают электродом диаметром 3 мм при 120 А и ПО В, осталь-
ные — электродом диаметром 4 мм при 180 А и 160 В. После каж-
дого прохода швы зачищают. По второму варианту перед стыков-
кой трубы подвергают оку поливанию на установке ТВЧ. Затем
одну трубу вводят в другую и сваривают. Эксплуатация трубча-
тых стрел показала, что самым надежным видом соединения яв-
ляется соединение труб по второму варианту. При первом варианте
соединения труб значительно усложняется контроль соединения
гаммопросвечиванием, и при эксплуатации происходит ослабле-
ние соединения втулка —труба, что приводит к выходу соедине-
ния из строя.
Все трубы, идущие на нижнюю решетку и боковые раскосы,
после резки их на соответствующие длины подвергают окуполи-
ванию и прорезке в них пазов для соединения с косынками. Трубы
подвергают окуполиванию на установке ТВЧ (рис. 4.81) с часто-
той тока 2500 Гц или в штампах. Установка ТВЧ представляет
272
Рис. 4.81. Схема установки для окуполивания труб
собой станок, на котором крепятся вращающийся барабан 1,
задняя бабка с гидронасосом 3 и зажимом 4 и индуктор 2. Барабан
имеет четыре ролика, из которых два рабочих конических ролика 5
и два направляющих цилиндрических 6. Задняя бабка, имеющая
два гидроцилиндра с рабочим давлением 4,4 МПа (45 кгс/см2),
служит для закрепления трубы и подачи ее в барабан. Индуктор
служит для нагрева трубы до 900—960 °C. Частота вращения бара-
бана составляет 65—100 об/мин. Затем трубы поступают на гори-
зонтально-фрезерный станок (рис. 4.82) для прорезания в них
пазов дисковой фрезой 4, при этом трубу 3 устанавливают
в призмы 2. Пазы должны лежать в одной диаметральной плос-
кости. Допустимое отклонение не более 0,5 мм. Это условие вы-
полняют применением подводимого упора 1.
Корпусы подшипников и проушины обрабатывают на металло-
режущих станках в окончательный размер. Стрелу собирают в сле-
дующем порядке: на фалыпвалы опор устанавливают корпусы
подшипников с выдерживанием размеров между ними 3370 ±
+ Змми 1000 ± 5 мм с помощью установочных колец, и на призмы
устанавливают нижние несущие элементы, стыкуют их и прихва-
тывают. Далее последовательно подводят гнутые концы несущих
Рис. 4.82. Эскиз обработки
пазов в трубах на горизон-
тально-фрезерном станке
10 Косилова А. Г.
273
Рис. 4.83. Эскизы сборки и сварки трубчатой стрелы
элементов к корпусам подшипников и к состыкованным основным
трубам. Концы труб подгоняют, зачищают и прихватывают
(рис. 4.83, а). По окончании сварки швы проверяют внешним ос-
мотром и гамМОграфированием. По концам стрелы устанавливают
и прихватывают"распорные пластины и связи из раскосов. Ко-
сынки заводят в пазы труб до полного их заполнения до установки
на стрелу. Подгонка разрешается только за счет косынок. Рас-
косы устанавливают от нижнего конца стрелы к верхнему (вид б).
На фальшвалы кронштейнов устанавливают проушины и фикси-
руют их положение с помощью штырей. Заводят конец верхней
несущей трубы в палец проушины, а второй конец трубы устанав-
ливают на регулируемую подставку приспособления и отрегули-
руют положение трубы по высоте и по центру стрелы. Устанавли-
вают и прихватывают боковые решетки с двух сторон. Пристыко-
вывают и сваривают две верхние трубы к проушине с правой сто-
роны и корпусам подшипника. Доустанавливают боковые и верх-
нюю решетки. Подгоняют и прихватывают проушину для контр-
груза, две верхние трубы с левого конца стрелы и вертикальные
листы в головной и хвостовой частях стрелы (вид в). После про-
верки сборки ОТК стрелу сваривают. Накладку сварных швов
274
следует выполнять только в горизонтальном положении, избегая
боковых и потолочных швов. Стрелу сваривают одновременно
два сварщика симметрично относительно продольной оси стрелы.
Затем снимают"стфелу со стенда и между корпусами подшипников
устанавливают и прихватывают^эЖЮТО'СВаркбй временные рас-
порки из уголков. Последовательно кантуя стрелу на одну из
боковых сторон с опорой на подставки, выполняют окончательную
сварку всех швов"стрелы (в горизонтальном положении). После
сварки стрелу устанавливают в рабочее положение, снимают''Вре-
менные распоркиТТачищают сварные швы и острые "кромки. В кор-
пусы подшипников и проушины вставляют фальшвалы и по ним
с помощью..рудетки..провердют все геометрические параметры стре-
лы согласно рабочему чертежу и ТУ на изготовление. Данные за-
меров заносятся в паспорт стрелы. По окончании контроля внутрь
стрелы устанавливают, состыковывают и прихватывают с после-
дующей сваркой лестницы, площадки, ограждения с постановкой
скоб и болтов.' Свариваемые^швы зачищают и устраняют острые
кромки. Грунтуют стрелу согласно технологическому процессу
и маркируют.
4.12.	ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОСНОВНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
КОЗЛОВОГО КРАНА
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ПРИМЕНЯЕМЫЙ МАТЕРИАЛ
Наиболее широко распространены в народном хозяйстве кон-
сольные козловые краны общего назначения грузоподъемностью
от 3 до 50 т, обслуживающие склады штучных и насыпных грузов,
железнодорожные контейнерные площадки, сборочные площадки
заводов и пр. В этих кранах применяют металлические конструк-
ции самых различных видов: ферменные с трубчатыми и профиль-
ными элементами, листовые сплошностенчатые и безраскосные,
из одиночных труб большого диаметра (425—1030 мм) и т. д. Масса
металлических конструкций козловых кранов в ряде случаев
составляет 70 % и более от общей массы крана. Основными ме-
таллоконструкциями крана являются пролетное строение (мост),
опоры и др. Для металлоконструкций применяются преимущест-
венно углеродистые стали обыкновенного качества ВСтЗсп,
БСтЗпс, СтЗсп (ГОСТ 380—71*) и низколегированные стали
18ГС, 16ГС, 09ГС, 09Г2С (ГОСТ 19282—73). Возможно применение
и алюминиевых сплавов марок АМгб, В92 и др. Для трубчатых
элементов находит применение углеродистая качественная кон-
струкционная сталь 10... 30 (ГОСТ 1050—74). В качестве сорта-
мента материалов широко применяют прокатные профили откры-
того сечения, трубы, листы, гнутые элементы и др.
10*	275
Аналогично портальным кранам механизмы и металлоконст-
рукции козловых кранов состоят из отдельных сборочных единиц,
компонуемых преимущественно из нормализованных и унифици-
рованных сборочных единиц и деталей серийного производства.
Сборочные единицы и детали преимущественно взаимозаменяемы.
Сборка и сварка металлоконструкций должна производиться
в полном соответствии с рабочим чертежом, заводскими норма-
лями и ГОСТ 24378—80.
Помимо общих требований, одинаковых для всех грузоподъем-
ных машин, при изготовлении металлоконструкций козловых кра-
нов необходимо учитывать специфические требования, присущие
только данным кранам:
1)	предельный уклон направляющих (подтележечных рельсов)
моста допускается не более 0,5 % пролета;
2)	разница в высоте расположения подтележечных рельсов
в любом сечении моста не более 0,3 % ширины колеи;
3)	отклонение от прямолинейности геометрических осей поя-
сов опор в обеих плоскостях в пределах 0,1 % длины поясов;
4)	разница уровней подтележечных рельсов в стыках не должна
превышать 2 мм;
5)	отклонение пролета АЛ от номинального значения L только
для кранов с обеими жесткими опорами допускается в пределах
АЛ = +0.002Л мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ(МОСТА)
Рассмотрим пролетное строение самомонтирующегося козло-
вого крана (ККС-10), как широко применяющегося в народном
хозяйстве. Общая длина пролетного строения составляет около
55 000 мм, из них 32 000 мм приходится на длину пролета, осталь-
ное —на две консоли (правая и левая). Пролетное строение со-
стоит из трех секций и двух консолей, соединяемых между собой
стыковыми накладками во время монтажа. Шаг панелей как в сек-
циях, так и в консолях выполнен одинаковым (2000 мм), а поэ-
тому они идентичны и отличаются друг от друга только по длине
и по расположению некоторых крайних раскосов. Это, в свою оче-
редь, позволяет при их изготовлении применять одни и те же сбо-
рочно-сварочные стенды, обеспечивающие выполнение заданных
технических требований, единых для всех секций и консолей, т. е.
делает их взаимозаменяемыми, и отпадает потребность в прове-
дении контрольной сборки всего пролетного строения. Каждая
из секций или консолей металлоконструкции моста (рис. 4.84)
образована четырьмя поясами из расположенных в тавр угол-
ков 7. Пояса (нижние 1, 4 и верхние 5, 6) соединены раскосостоеч-
ными решетками, состоящими из стоек (нижних, верхних и боко-
вых) 8, 11 и раскосов 10. Любые два пояса, соединенные между
собой решеткой, образуют панель. К фасонкам 3 нижней панели
крепят с помощью болтов поддерживаемую подкосами 9 дву-
тавровую балку (монорельс), служащую для перемещения по ней
276
грузовой тележки. К нижним поясам приварены продольные по-
лосы (квадраты) 2 для перекатывания по ним боковых роликов
грузовой тележки.
Конструкция моста хорошо приспособлена для ее изготовле-
ния из угловых профилей. Тавровые составные пояса и крестовые
раскосы боковых решеток хорошо работают на изгиб. Однако нали-
чие четырех граней и дополнительной подвески для монорельса
усложняет ее изготовление и увеличивает массу. Ветровое сопро-
тивление таких мостов довольно велико, а аэродинамическое со-
противление на 20—30 % выше, чем у трехгранных конструкций.
Внутренние поверхности поясов и раскосов недоступныдля окраски.
В ряде случаев пролетным строениям придают строительный
подъем, служащий для частичной компенсации наклона монорельса
под воздействием подвижной нагрузки. Величина его как в про-
лете, так и на консолях принимается равной 0,5 f, где f — прогиб
от статического воздействия подвижной нагрузки.
Пролетное строение изготовляют по техническим условиям на
изготовление крановых металлоконструкций по ГОСТ 24378—80,
кроме того: а) при изготовлении поясов секций и консолей необхо-
димо обеспечить прямолинейность. Допуск прямолинейности
поверхностей поясов 0,8 мм на длине 1000 мм, а для связей: не-
сущих — 1,5 мм, вспомогательных и поддерживающих •—2,5 мм
на длине 1000 мм; б) допустимое отклонение осевых линий у связей
от проектной геометрической схемы не более ±5 мм. Для удовлетво-
рения заданных требований на изготовление вводят операцию
правки и применяют специальные сборочные стенды. Технологи-
ческий процесс изготовления пролетного строения состоит из сборки
и сварки: 1) связей; 2) поясов; 3) панелей; 4) секций и консолей.
1-й этап. В качестве связей для секций и консолей применяют
различные стойки 8, 11 (нижние, верхние и боковые) и раскосы 10
(см. рис. 4.84). В качестве материала для стоек применяют: швел-
лер № 12—14, гнутые листы или уголок, выполненные из стали
09Г2. Конструкция связей очень проста, и при их сборке не тре-
буется специальных стендов. Сборку связей, как правило, выпол-
няют на стеллажах с применением простых типовых зажимных
элементов. Прихватку ведут с помощью электродов Э-50А вручную,
а сварку — на полуавтоматах в среде углекислого газа; в каче-
стве сварочного материала применяют проволоку диаметром
2—4 мм марки СВ08Г2С.
2-й этап. Пояса собирают на специальном сборочно-сварочном
стенде (рис. 4.85). В ложементы (установочные опоры) стенда
устанавливают листы 1, планки 2 и фасонку 3. На них укладывают
уголок 7 (ЮОхЮОхЮ), фиксируя его в заданном положении по
отверстию с помощью.фиксатора Ф, и прижимают его с усилием Q
от пневмоцилиндров (вид а). После прихватки листов, планок и
фасонки уголок передают под сварку на следующее рабочее место.
В следующие ложементы стенда устанавливают листы 4 и фасон-
ки 5, и на них укладывают и прижимают ранее сваренный уголок
277
с аналогичной его фиксацией и прихватывают (вид б). Подводят
второй уголок 7 и заваривают (вид в). Затем пояс кантуют на 180°
и на него укладывают, прижимают и прихватывают с последую-
щей сваркой полосу 6 (16x25) или квадрат из стали ВСтЗпс под
ролики тележки (вид а). Сварка поясов выполняется на полуавто-
матах в среде углекислого газа проволокой диаметром 2—4 мм
марки СВ08Г2с.
3-й этап. Собирают и сваривают панели на специальном сбо-
рочно-сварочном стенде (рис. 4.86), представляющем собой свар-
ную из швеллеров раму 1, установленную на двутавровых балках 4.
На раме закреплены точно обработанные балки 2, на которых рас-
положены установочные опоры 5, 6, 8. Для крепления поясов,
стоек и раскосов при сборке стенд снабжен пневматикой, состоя-
щей из пневмоцилиндров 3, 9, соединенных между собой с помо-
щью трубопроводов 7. Опоры 4, 5 снабжены фиксаторами для уста-
новки в заданном положении поясов и стоек.
Сборку панелей (рис. 4.87) начинают с установки на стенд
стойки 11, фиксируя ее в заданном положении по двум отверстиям
(диаметром 21 с помощью фиксаторов. Далее поверх стойки
укладывают нижний 1 и верхний 6 поясы и также с фиксацией
их по двум отверстиям (диаметром 21 (вид а). Затем укла-
278
Рис. 4.85. Эскизы сборки поясов
2562,2
Рис. 4.86. Стенд для сборки панелей
279
дывают раскосы 10 и боковые стойки 8 в~последователы1ости’сог-
ласно чертежу с закреплением их с помощью пневмоцилиндров
(вид б). Последующую сварку панели с кантовкой ее на 180°
ведут с помощью полуавтомата в среде углекислого газа.
4-й этап. Сборку и сварку секций и консолей выполняют на
универсальном стенде (рис. 4.88). Универсальность стенда за-
ключается в том, что на нем можно одновременно собирать и сва-
ривать как панели, так и всю секцию или консоль. Стенд представ-
ляет собой сварную раму 1, установленную на двутавровых бал-
ках. На раме закреплены точно обработанные балки 2, 15, 16,
на которых расположены установочные опоры 8, 9, 18 с фиксирую-
щими и зажимными элементами. Стенд состоит из шести переклад-
чиков 11, четырех толкателей 5 с двух рам, четырех площадок 6,
временного 12 и постоянного 17 настилов, четырех стоек 14 с ле-
стницами. .Стенд снабжен пневматикой, состоящей из пневмо-
цилиндров 4, трубопроводов 3, 10 и гибкого шланга 13. Кроме того,
стенд состоит из двух пролетов 1, II. Пролет / стенда предназна-
чен для сборки и сварки боковых панелей. Перекладчик 11 слу-
жит для кантовки панелей на 90° и 180° при сборке секций и кон-
солей. Пролет II предназначен для сварки обратной стороны па-
280
18000
Рис. 4.88. Стенд для сборки и сварки секций и консолей пролетного строе-
ния ККС-10
Рис. 4.89. Эс-
кизы сборки и
сварки консоли
281
нелей и сварки нижних и верхних связей. Настилы служат для
крепления панелей при кантовке на 90° и сварке боковых связей
секций и консолей.
Сборку секций и консолей ведут в следующем порядке: на
стенде (II пролет) выставляют боковые (левая и правая) панели
с фиксацией их по отверстиям, имеющихся в поясах, и проверкой
на параллельность друг другу и перпендикулярность к установоч-
ным опорам стенда. Затем раскладывают нижние стойки 8
(рис. 4.89, а) с фиксацией их с помощью фиксатора по двум отвер-
стиям, имеющимся в фасонках 3 и опорах 18 стенда, раскосы 10,
полураскосы 9 и уголки 12. Уложив временный настил, проводят
сварку с помощью полуавтомата в среде углекислого газа. Далее
кантуют на 180° и раскладывают верхние стойки 8, раскосы 10,
полураскосы 9 и уголки 12 и закрепляют их (вид б). Сварку ведут
согласно чертежу последовательно с двух сторон. После сварки
зачищают швы от шлака и брызг и маркируют.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕСТКОЙ ОПОРЫ КРАНА ККС-10
Жесткая опора (рис. 4.90), являясь основным опорным эле-
ментом пролетного строения (моста), служит для восприятия ди-
намических нагрузок при торможении крана, рывках и т. д. и пре-
дохранения крана от перемещения в плоскости, перпендикуляр-
ной подкрановым путям. Она представляет собой сварную жесткую
ферменную металлоконструкцию трехгранного сечения, состоящую
из двух нижних поясов (1, 2) с проушинами 8 и одного верхнего
пояса 16. Пояса изготовляют из угловых профилей, образуя при
этом коробчатое сечение; между собой они связаны уголковой ре-
150^0
Рис. 4.90. Жесткая опора крана ККС-10
282
Щеткой. Сечения опор просты в изготовлении и хорошо работают
на сжатие, но имеют и ряд недостатков. Поскольку сечения поясов
жесткой опоры образованы сваренными через прокладки уголками,
полость такого пояса не доступна для окраски, а наличие боль-
шого количества коротких сварных швов не позволяет применить
автоматическую сварку. Жесткая опора состоит из двух половин
(частей), что создает удобство при транспортировке и при монтаже
крана. Соединяют между собой обе половины опоры с помощью
трех фланцев 15 и болтов М20. Жесткую опору своей широкой ча-
стью соединяют с нижним поясом консоли моста с помощью плос-
кой промежуточной фермы (по двум фланцам 7, что на нижних поя-
сах опоры). Эта ферма воспринимает осевые и боковые нагрузки,
возникающие при перекосе крана. Имеются компенсирующие про-
кладки между фланцами опоры и фланцами промежуточной фермы;
этим обеспечивается сборка опор с мостом и стяжкой без приме-
нения монтажной сварки. Кроме того, нижние пояса опоры
соединяют с верхним поясом консоли моста с помощью шарнирного
пальца через проушину 5 (диаметр 60,5 Узкой частью же-
сткую опору с помощью торцового фланца 13 и болтов соединяют
с ходовой тележкой. Элементы—исеся’кой о-гюры - (фасонки, листы,
планки, фланцы) изготовляютиз листового проката (сталь ВСтЗпс),
пояса и дэаскосы —из уголков и ~швёллеров_ (сталь 09Г2). Г1ри-
хватку выполняют вручную электродом Э-56А, сварка полуавто-
матическая в среде углекислого газа и проволокой диаметром
2—4 ммСВ08Г2С. Основные параметры и элементы жесткой опоры
унифицированы по группам грузоподъемности, что позволило
создать типовые технологические процессы их изготовления.
Сборку, и сварку жесткой опоры следует вести^в соответствии с гео-
метрическрй схемой и с учетом технических требований на изготов-
лешкщ При изготовлений-опорьГЖеобходимо выполнить следую-
щие требования: 1) допуск соосности отверстий проушин 8 1 мм
на длине 1000 мм; 2) допуск перпендикулярности оси 00 к продоль-
ной оси опоры XX 1 мм на длине 1000 мм. Кроме того, при изго-
товлении опор необходимо обеспечить их одновысотность, парал-
лельность и плоскостность фланцев 7. Допуск параллельности
0,5 мм, а допуск плоскостности 2 мм на длине 1000 мм. Выполнить
такие высокие технические требования на изготовление жесткой
отгори при ее больших габаритах возможно только при хорошо от-
работанном технологическом процессе изготовления составляю-
щих элементов опоры с обязательным применением специальных
приспособлений и стендов. А уже готовые эти элементы (сбороч-
ные единицы) поступают на главный сборочный стенд сборки яо
ТакимТобразом технологический процесс изготовле-
ния опоры начинается со сборки небольших сборочных единиц:
фланод..Ж^£брами,..соединительного фланца («паука») 1^~раско- ’
сов 9, связей 6 и др.; их собирают па -одном рабочем 'месте, пред-
ставляющем сббоистеллаж, оборудованный простейшими приспо-
283 .
Рис. 4.91. Стенд для сборки поясов жесткой опоры
соблениями для сборки и сварки. На втором рабочем месте соби-
рают пояса опоры. Рабочее место оснащено специальным сбороч-
ным стендом (рис. 4.91), выполненным из двутавровых балок 1.
На одной из них (/ позиция) крепят установочные элементы —
ложементы 2, служащие для установки соединительных фланцев,
фасонок, планок и других деталей при первоначальной их сборке
с уголками пояса; а'на другой J(// позиция) — призмы 3, служа-
щие для установки ранее (в 1 позиции) собранных сборочных еди-
ниц. Прижим деталей пояса при сборке к установочным элемен-
там стенда осуществляется одновременно по двум позициям с по-
мощью планок 4, закрепленных на штоках пневмоцилиндров 5,
6, расположенных между балками 1. 
Сборка поясов осуществляется в следующем порядке: на стенд
(/ позиция) укладывают два соединительных фланца 15, скреп-
ленных между собой болтами, затем в ложементы устанавливают
фасонки 12 (рис. 4.92, а), планки 11 и проушину 8, фиксирующую-
ся с помощью фиксатора 18. На них накладывают поясные уголки
19 и 20, которые прижимают планками пневмоцилиндров с уси-
лием Q и прихватывают с помощью ручной электродуговой сварки
(вид б). Далее собранную сборочную единицу открепляют, кан-
туют на 90° и по склизам стенда передвигают и устанавливают
в призмы 3 стенда (11 позиция), а на его место (в 1 позицию)
вновь устанавливают детали для второго пояса, и так процесс
повторяется. На собранную сборочную единицу (II позиция)
накладывают вторые поясные уголки 19, 20 (вид в), которые при-
жимают с помощью планок пневмоцилиндров с усилием Q и при-
хватывают. После прихватки нижний пояс открепляют и передают
на сварку. Сварку ведут с помощью полуавтомата в среде углекис-
лого газа проволокой диаметром 4 мм марки СВ08Г2С. Верхний
пояс собирают на этом же стенде. Его отличие от нижнего пояса
состоит в том, что он не имеет проушины 8, короче по длине и
имеет другое расположение фасонок и планок. Его сваривают
после того, как собрана вся опора. Все ранее собранные сборочные
284
i5
Рис. 4.92. Эскизы сборки поясов жесткой опоры:
1п — первая позиция; 2п — вторая позиция
единицы (пояса, фланцы, раскосы, связи и др.) поступают на
третье рабочее место, где производится общая сборка жесткой
опоры. Третье рабочее место оборудовано специальным сбороч-
ным стендом (рис. 4.93). Стенд состоит из двух рам: нижней 23
и верхней 24, собранных из двутавров и швеллеров. На раме 24
установлены подвижная стойка 22, установочные призмы 26, под-
ставки с укосинами 27 и установочными призмами 2, фиксаторы 28,
пневмоцилиндры с прихватами 29, 31, соединенные с помощью тру-
бопровода 25, и откидной упор с зажимом 30. Сборка жесткой опоры
осуществляется в следующем порядке: на подвижную стойку 2
(рис. 4.94, а) стенда с помощью болтов закрепляют торцовый фла-
нец 13 (основание опоры), а два фланца 7 с ребрами устанавливают
на фиксаторы 8 (по 2 шт. на фланец) стенда. Затем укладывают
в установочные призмы 26 стенда нижние пояса 1 (см. рис. 4.90),
2 жесткой опоры с фиксацией их по проушинам 8 с помощью от-
кидного упора с зажимом 30 (см. рис. 4.93). Закрепляют пояса
на стенде с усилием Q при помощи прихватов пневмоцилиндров.
285
Рис. 4.93. Стенд для сборки жесткой опоры
После установки нижних поясов на них накладывают связи 6,
раскосы 9, соединительный фланец («шаук») 10, уголки и прихва-
тывают (вид б). Далее на установочные призмы подставок 27
(вид в) стенда устанавливают верхний пояс 16 до упора в торцовой
фланец 13 и прихватывают два швеллера 3 (поочередно) к косын-
кам 4, 5 верхнего пояса 16 и соединительного фланца 10. Устанав-
ливают уголки 17 (вид г) согласно чертежу и прихватывают их
к поясам 1, 2, 16. Устанавливают две фасонки 14 на нижние пояса
1, 2 и к торцовому фланцу 13 и прихватывают. Далее жесткую
опору освобождают от фиксаторов 8, 10, фиксирующие опору по
двум фланцам 7 (вид а) и проушинам 8 и от болтов, скрепляющих
торцовый фланец 13 с подвижной стойкой 2 стенда, и с помощью
крана переносят на кантователь для последующей ее сварки.
Перед сваркой жесткой опоры в целях соблюдения точного раз-
мера между фланцами 7 на них устанавливают и крепят с помощью
четырех болтов технологическую распорку (швеллер № 14).
Сварку выполняют согласно чертежу с помощью полуавтомата
в среде углекислого газа проволокой СВ08Г2С диаметром;
2—4 мм с семикратной кантовкой на 45° и вокруг оси кантова-
теля.
После сварки жесткую опору снимают с кантователя и освобож-
дают от технологической распорки. Сварные швы и околошовные
зоны, расположенные на 15—20 мм по обе стороны шва, очищают
от шлака и брызг. Проводят контроль жесткой опоры согласно
чертежу и затем передают на окраску.
286
6
Рис. 4.94. Эскизы сборки жесткой опоры
?87
4.13.	ОКРАСКА МАШИН
ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ К ОКРАСКЕ
Коррозионная стойкость, прочность и внешний вид лакокра-
сочного покрытия зависят от качества подготовки поверхности
под окраску. Ни одно лакокрасочное покрытие не является абсо-
лютно водонепроницаемым. Лакокрасочные пленки даже непо-
средственно после их нанесения имеют поры, через которые про-
никают влага, соли, агрессивные газы. Это вызывает коррозию
под лакокрасочной пленкой, пленка выпучивается и отделяется
от поверхности металла. Поэтому лакокрасочную пленку следует
наносить на поверхность, ттнятрльно очищенную от ржавчины,
окалины, масляно-жирных пятен, грязи, влаги и других загряз-
нений, мешающих сцеплению лакокрасочных материалов с окра-
шиваембй поверхностью.
Подготовка поверхности к окраске включает очистку и вырав-
нивание поверхности, нанесение грунтовочного и шпаклевочного
слоев и шлифование поверхности. Поверхности..металлоконструк-
ции очищаются механическим? хийичёСким способами. Наиболее
распространенными способами механической очистки поверхно-
стей .являются гидропё'скоструйная~й~ дробеметная очистка. ШиГ-
р'око применяют очистку поверхностей стальными круглыми ше'т-
ками^дшлифовальными кругами и наждачной бумагой. После ме-
ханической_онистки поверхности обдувают сухим сжатым
воздухом . ц_юбеажиривают~~~растворителями. Дуайтдспищцюм,
ГОСТ 3134—78). Химический способ очистки включает травление
металла растворами минеральных кислот в ваннах с последующей
промывкой и нейтрализацией. Применяют также фосфатирова-
ние для создания пористой фосфатной пленки, обеспечивающей
более прочное соединение наносимых лакокрасочных покрытий
с поверхностью.
После очистки и обезжиривания окрашиваемые. цовепх.н.ос.тп
покрывают грунтом толщиной 0,04—0,05 мм. Грунт является ос-
новой лакокрасочной пленки. Он обладает свойством сцепления
с окрашиваемой поверхностью, антикоррозионностью и водоне-
проницаемостью, обеспечивает сцепление между металлом и по-
следующими слоями лакокрасочных материалов. Цвет грунта не
нормируется, но он должен быть отличным от цвета покрывной
краски. Наиболее употребительными.грунтами являются глифта-
левые грунтовки ГФ-О20ГГФ-О17 и № _138, обладающие высокими
антикоррозионными качествамшПх"применяют при покрытиях
масляными красками, различными эмалями.
При окраске дюрадюмишШ-Х-МаЕйиеаых .рплавов "Црименяют
грунтовм_ГфЖ^-ГФ-032г''АЛГИ4, КФ-030? ФТПЖ?ГВЛЧ)2
и ВЛ-08. После высыхания грунта поверхность.подвергают.шпак-
левке, .Шпаклевка должна обладать хорошей адгезией (сцепляе-
мостью) к грунтовому слою и к последующим покрытиям. Тол-
288
щина шпаклеванного слоя не должна быть более 0,5 мм, так как
с увеличением толщины снижается прочность покрытия. Наибо-
лее широкое применение в подъемно-транспортном машинострое-
нии имеют пентафталевая шпаклевка ПФ-002 в сочетании с пента-
фталевымщ глйфталевыми и масляными эмалями; маслянолаковая
шпаклевка КФ-003, предназначенная для выравнивания поверх-
ности изделий из алюминия и его сплавов; глифталевые шпаклевки
№ 175 и 185, применяемые при окраске цветных металлов и лег-
ких сплавов; нитроцеллюлозные шпаклевки НЦ-007, НЦ-008,
НЦ-009, предназначенные для шпаклевания в сочетании с нитро-
и нитроглифталевыми эмалями; перхлорвиниловые шпаклевки
XВ-004 и XВ-005, предназначенные для шпаклевания в соче-
тании с перхлорвиниловыми эмалями; эпоксидные шпаклевки
ЭП-0010, Э-4022, состоящие из смеси пигментов, эпоксидной
смолы, пластификаторов и отвердителя, вводимого перед употреб-
лением. Вводя наполнитель в шпаклевку, можно исправлять де-
фекты поверхности литья в виде раковин, впадин и волнистости
глубиной до 15—20 мм без предварительной грунтовки. Цвет
шпаклевки также не нормируется, но он должен быть отличным
от цвета грунта и покрывной краски.
Для сглаживания неровностей зашпаклеванной и высушенной
поверхности производят ее мокрое или сухое шлифование механи-
зированным инструментом или наждачной шкуркой. После мок-
рого шлифования поверхность промывают водой, протирают ве-
тошью или замшей и подвергают сушке. После сухого шлифова-
ния поверхность обдувают сжатым воздухом и протирают ветощью,
ОКРАСКА ПОВЕРХНОСТЕЙ
.Для окраски ПТМ применяют масляные краски, эмали, лаки,
нитроэмали, перхло-рвиниловые и глифталевые эмали, нитролаки
и др. Все лакокрасочные материалы обозначаются по
ГОСТ 9825—73.
Подготовленную поверхность окрашивают в один или несколько
слоев’ в зависимости от предъявляемых требований и условий экс-
плуатации.. Толщина каждого слоя краски составляет 0,04 —
0,05 мм. Каждый посдедаощщхдаклано^ят^^
хания предыдущеш._£доя. Покрытия глифталевыми эмалями и
лаками отличаются твердостью, эластичностью, устойчивостью
к действию масел и атмосферным воздействиям. Покрытия пента-
фталевыми эмалями и лаками (ПФ) дают эластичное покрытие
с глянцем, устойчивое к механическим воздействиям и превосходя-
щее по атмосфероустойчивости глифталевые. Данные покрытия
особенно широко применяют для окраски крупногабаритных ма-
шин, когда искусственная сушка нецелесообразна. Покрытия фе-
нол-формальдегидными эмалями и лаками ФЛ образуют прочные
водо- и атмосферостойкие глянцевые пленки. Покрытия нитрогли-
фталевыми эмалями НКО, нитропентафталевые НПФ образуют
289
полуглянцевую пленку, быстро высыхающую при температуре 18—
23 °C. Покрытия перхлорвиниловыми и виниленхлоридными эма-
лями и лаками ХВ и ХС отличаются атмосферостойкостью и стой-
костью к действию кислот, щелочей, агрессивных газов и масел,
но имеют малую термостойкость. Для получения прочного покры-
тия необходима выдержка окрашенных изделий в течение пяти
суток и более. Перхлорвиниловые эмали образуют матовые и полу-
матовые пленки, не подвергающиеся полировке. При окраске
данными эмалями необходимо применять глифталевые, феноль-
ные и специальные перхлорвиниловые грунтовки. Перхлорвини-
ловые эмали широко применяют при окраске различных изделий,
эксплуатируемых в тропиках. Винилхлоридные эмали отличаются
лучшей адгезией к металлу, Чем перхлорвиниловые, большей эла-
стичностью и химической стойкостью. Их применяют для окраски
различных изделий, эксплуатируемых в условиях повышенной
влажности и подвергающихся действию агрессивных газов, мор-
ской и речной воды.
В машиностроении применяют различные методы окраски,
причем во всех случаях лакокрасочные материалы наносят тон-
кими и ровными слоями. Вязкость лакокрасочных материалов
проверяют вискозиметром ВЗ-4 при температуре от 18 до 23 °C
и должна соответствовать 26—30 с при ручной окраске кистью
и 22—24 с при окраске распылением.
Внутренние поверхности изделий,. а также поверхности, труд-
нодоступные для окраски в собранном виде, окрашивают до сборки
изделия. Окраска кистью не требует предварительной защиты
смежных неокрашиваемых 'участков, но малопроизводительна
и неудобна при работе с быстросохнущими материалами. При-
меняют ее при подправке и подкраске готовых машин и при нане-
сении надписей, цировочных линий и при окраске поверхностей
в труднодоступных местах.	
, Метод окрашивания распылением| наиболее совершенен, а
его производительность в 5—10 раз вьтше, чем окраска кистью.
Различают механическое, воздушное и безвоздушное распыление
и распыление в электростатическом поле. При механическом
распылении краска под действием гидравлического давления по-
дается к форсунке насосом. При воздушном распылении краска,
поступающая в краскораспылитель, в струе сжатого воздуха
под давлением 0,3—0,5 МПа (3—5 кгс/см2) раздробляется на капли
и в виде тумана переносится на окрашиваемую поверхность. Уста-
новка для окраски воздушным распылением (рис. 4.95) состоит
из компрессорной установки, масловодоотделителя 1 для очистки
подаваемого воздуха, красконагнетательного бака 2, краскорас-
пылителя 4 и шлангов 3, 5—7 для подачи воздуха и краски. Этим
методом можно наносить почти все виды лакокрасочных материа-
лов на изделия любой конфигурации и любых размеров. Недо-
статками данного метода являются большие потери красок от ту-
манообразования, достигающие на некоторых изделиях 40—70 %;
290
Рис. 4.95. Установка для окраски изделий воздушным распылением
большой расход растворителя; опасность в пожарном отношении
и токсичность. Для устранения токсичности и пожарной опасности
окраску распылением следует производить в окрасочных камерах,
оборудованных вентиляцией и гидрофильтрами для очистки воз-
духа. На рис. 4.96 в качестве примера показана принципиальная
схема камеры распыления с нижним отсосом, применяемая для
окраски тележек, мостов и других механизмов мостовых кранов.
Камера имеет с двух сторон брезентовые шторовые двери 3
для выхода и входа окрашиваемого изделия 12, две площадки для
рабочих и траншею для окраски изделия снизу. Сверху через от-
верстия в потолке подается чистый воздух 4, который при движе-
нии вниз омывает рабочего и удаляется через решетчатый пол 8
камеры. Последовательно проходя через водяную завесу 7 над
зеркалом ванны Юс водой и гидрофильтры 6, полностью очищается
Рис. 4.96. Принципиаль-
ная схема распылитель-
ной камеры с нижним от-
сосом
291
Рис. 4.97. Схема безвоздушного распыления краски
от красочной пыли и вентилятором выбрасывается из трубы 9
в атмосферу.
Циркуляция воздуха создается осевым одноступенчатым венти-
лятором 2 насосной станции 1. Стенки камеры также омываются
водой из форсунок 5 с целью предохранения их от оседания красок.
Камера освещается светильниками 11 в герметическом испол-
нении.
При безвоздушном распылении (рис. 4.97) краска из бачка 1
насосом 2 по шлангам подается к электронагревателю 5 и далее
подогретая до 70—90 °C и под давлением 1,9—3,9 МПа (20 —
40 кгс/см2) по шлангам 4 выбрасывается из сопла 6. Давление при
этом падает до атмосферного, растворитель мгновенно испаряется,
и его пары, расширяясь, способствуют еще большему распылению
краски. Так как струя распыляемой краски защищена от окружаю-
щей среды облаком паров растворителя, тумана не образуется.
Неиспользованная часть краски непрерывно циркулирует при
помощи шестеренчатого насоса 8. Давление проверяется маноме-
трами 3, 7. По сравнению с воздушным распылением этот метод
улучшает санитарные условия, снижает расход лакокрасочного
материала на 20—25 % и позволяет получать высококачественные
покрытия без пор, с хорошим разливом и глянцем.
В 1952 г. был введен в эксплуатацию первый в Советском
Союзе производственный участок по окраске изделий в электро-
статичеснем-лоле. Сущность окраски в электрическим поле высо-
кого. наппяжения-состоит в том,.что между отрицательным корони-
рующим электродам и положительным электродом, которым яв-
ляется окрашиваемое изделие, создается постоянное электрическое
поле высокого напряжения.___В этом поле из распылителя 5
(рис. 4.98) подаётся.-краска, части1щ крторой, получая отрицатель-
ный заряд, притягиваются к изделиям К Краска подается в распы-
литель из бачка 1 по ш.лангамД~с'помощью насоса 2 и турбинки ?.
Для распыления краски .применяют электростатические центро-
божиые распылители в виде_чаш (рис. 4.99, а), грибков (вид б)
и дисков. (вид в) или неподвижные щелевые распылители (вид г).
Чаши являются наиболее распространенным видом распылителя.
292
Рис. 4.98. Схема окраски в электрическом поле
Они выполняются самых различных форм и конструкций. При
помощи пневматической турбинки чаша вращается с частотой
900—1500 об/мин. Для окраски крупногабаритных поверхностей
применяются грибковые распылители. Дисковые распылители
применяются при окраске изделий сложной конфигурации. Ча-
стота вращения грибка и диска 400—450 об/мин. Применяемые
на установке электродные сетки имеют различную форму в зависи-
мости от формы окрашиваемого изделия.
В электрическом поле можно окрашивать наружные поверх-
ности различных деталей, сборочных единиц и изделий простой
и сложной конфигурации как при серийном, так и в массовом про-
изводстве. Подготовка поверхности и сушка изделий при окраске
в электрическом поле по сравнению с другими методами окраски
Рис. 4.99. Схема распылителей
293
принципиально не изменяются. Качество окраски зависит от ди-
электрических свойств лакокрасочных материалов и режима ок-
раски. Хорошо распыляются в электрическом поле лакокрасочные
материалы, имеющие удельное объемное сопротивление ра =
= 5хЮ6—5хЮ7 Ом/см и диэлектрическую проницаемость е
от 6 до 11, получение которых достигается путем введения в лако-
красочный материал растворителей. Окраска осуществляется в спе-
циальных камерах, которые по своей конСТ1Ж1йПГ^1шмтёль^
проще камер, применяемых при воздушном распылении. При ок-
раске в электрическом поле увеличивается производительность
в результате механизации процесса окрашивания и снижаются
потери краски до 2—3 %. Покрытия получаются более равномер-
ными и без подтеков. Значительно улучшаются условия труда.
Недостатком метода является невозможность окраски изделий осо-
бо сложной конфигурации, имеющих глубокие впадины, острые
кромки, выступающие ребра и сочетания сложных сопряжений.
При окраске деталей сложной конфигурации необходимо преду-
сматривать ручную подкраску. Кроме перечисленных методов ок-
раски существуют и другие методы, такие, как метод окунания,
обливания, окраска в барабанах и вальцах и др., которые приме-
няют при окраске мелких деталей в массовом производстве.
Расход лакокрасочного материала на изделие определяем по
формуле
Np = FN,
где F — площадь окрашиваемой поверхности, м2; N — норматив расхода для
соответствующего метода окраски и группы сложности, г/м2.
Нормативы расхода (г/м2) определяют по формуле
/V = щу- 100/р (1 — k),
где т — толщина пленки, мкм; v — плотность пленки, г/см3; р — сухой остаток
лакокрасочного материала в рабочей вязкости, %; k — коэффициент потерь
(например, при потерях, равных 10 %, k = 0,1).
СУШКА ПОСЛЕ ОКРАСКИ
Качество лакокрасочного покрытия во многом зависит от спо-
соба его сушки. Сушка — это сложный химический процесс, со-
стоящий из испарения растворителя и окисления или полимери-
зации пленки. Существуют два метода сушки: естественная и ис-
кусственная. Естественная сушка производится при температуре
18—20 °C и продолжается 24—48 ч и более. Искусственная сушка
значительно ускоряет процесс высыхания пленки и значительно
улучшает покрытие, увеличивая его твердость, водостойкость и
другие качества.
Искусствен наа-еушка выполняется тремя основными способами:
конвекционным, терморадиационным и индукционным.
294
Рис. 4.100. Схема процесса сушки
краски
При конвекционной суш-
ке (рис. 4.1О()7 «) окрашенные
поверхности изделия нагре-
ваются горячим циркулирую^
щим воздухом в сушильных
камерах. Воздух нагревается
электрическим.локо.м_, паром,
газом в вентиляционно-кало-
риферных установках. Этот
метод сушки имеет недоста-
ток. Высыхание слоя идет
снаружи, и образовавшаяся
Поток тепла
। । । । । । । । । । । । । । Корка
। । । । । । । । и । । । । । /
!1ШП1ПП t Т/ Незасохший слои
Изделие
Пары растворителя
Незасохший слой
«)
Поток тепла
Высыхающий слой
Изделие
1 И I I I М I | 1 И И

в начале сушки корочка задерживает свободный выход паров
растворителя из нижних частей слоя краски, что удлиняет вре-
мя сушки. Пары растворителя, улетучиваясь из внутренних слоев
краски, прорывают свежую корочку и образуют при этом поры
на окрашиваемой поверхности. Такая пленка не обеспечивает на-
дежной защиты от влаги, а тем более от других агрессивных сред.
'"Терморадиационная сушка (вид б) (рефлекторная, панельная,
ламповая) основана на поглощении инфракрасных лучей окрашен-
ной поверхностью. Невидимые инфракрасные лучи быстро нагре-
вают металлическую поверхность, и при этом высушивание лако-
красочного покрытия происходит не снаружи, а изнутри. В этом
^случае поверхность пленки не разрушается парами растворителя,
а получается плотной. Она надежно защищает поверхность. Время
сушки данным методом сокращается в 5—10 раз в сравнении с кон-
векционным. При индукционной сушке скорость высыхания по-
верхности большая, однако необходимость изготовления сложных
индукторов по профилю детали и окраска деталей только из токо-
проводящих материалов ограничивают применение этого метода.
—. В связи с большими габаритами подъемно-транспортных ма-
шин завод-изготовитель организует окраску по отдельным узлам
и механизмам. Общая же окраска машины, как правило, осуществ-
ляется потребителем. Согласно техническим условиям, все непод-
вижные крановые механизмы и металлоконструкции окрашивают
по грунту антикоррозионными красками в серый цвет, а подвижные
части, механизмы передвижения, подвески с крюком и другие де-
тали — в светло-серый цвет другого оттенка. Все внутренние по-
верхности масляных ванн и детали, находящиеся внутри этих по-
верхностей, окрашивают маслостойкой краской в красный цвет.
Детали, относящиеся к смазочной системе, окрашиваются в ярко-
красный цвет.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Баранов М. С. Технология производства сварных конструкций. М.:
Машиностроение, 1966. 332 с.
2.	Бойцов В. В. Механизация и автоматизация в мелкосерийном и серийном
производствах. М.: Машиностроение, 1971. 416 с.
3.	Гитлевич А. Д., Жнвотинскнй Л. А., Клейнер А. И. Альбом механиче-
ского оборудования сварочного производства. М.: Высшая школа, 1974. 159 с.
4.	Гитлевич А. Д., Этнигоф Л. А. Механизация и автоматизация сварочного
производства. М.: Машиностроение, 1972. 280 с.
5.	Глизманенко Д. Л. Газовая сварка и резка металлов. М.: Высшая школа,
1973. 272 с.
6.	Классификатор ЕСКД. Класс 72. М.: Изд-во стандартов, 1975. 94 с.
7.	Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений в машино-
строении. М.: Машиностроение, 1971. 288 с.
8.	Косилова А. Г., Сухов М. Ф. Технология производства подъемно-транс-
портных машин. М.: Машиностроение, 1972. 376 с.
9.	Куркии С. А. Технология изготовления сварных конструкций: Атлас
чертежей. М.: Машгиз, 1962. 152 с.
10.	Маталин А. А., ДашевскийТ. Б., Княжицкий И. И. Многооперационные
станки. М.: Машиностроение, 1974. 319 с.
11.	Мошиин Е. Н. Гибка и правка на ротационных машинах. Технология
и оборудование. М.: Машиностроение, 1967. 272 с.
12.	Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов. М.:
Машиностроение, 1969. 632 с.
13.	Общемашиностроительиые нормативы времени на слесарно-сборочные
работы при сборке металлоконструкций под сварку. ЦБПНТ. М.: НИИтруда,
1974 . 96 с.
296
(4.	Основы технологии машиностроения/Г1од ред. Ё. С. Корсакова. M.i
Машиностроение, 1977. 416 с. Авт.: В. М. Кован, В. С. Корсаков, А. Г. Коси-
лова, М. А. Калинин, И. М. Капустин, М. Д. Солодов.
15.	Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Изд. 3-е, т. 1/Под ред.
А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972. 694 с.
16.	Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Изд. 3-е, т. 2/Под ред.
А. Н. Малова. М., Машиностроение, 1972. 568 с.
17.	Технологичность конструкций/Под ред. С. Л. Ананьева и В. П. Купро-
вича. М.: Машиностроение, 1969. 424 с.
18.	Технологический классификатор деталей машиностроения и приборо-
строения. М.: Изд-во стандартов. 1974, ч. 1. 168 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................................... 3
Глава 1. Характеристика и задачи развития технологии производства	5
1.1.	Специфика производства и направление развития технологии	5
Специфика производства ПТМ...................................... 5
Направление совершенствования	развития производства ПТМ	7
1.2.	Совершенствование технологических процессов и технологиче-
ская подготовка производства ..................................... 13
Техническая подготовка производства и обеспечение качества
изготовляемых изделей.......................................... 13
Типизация технологических процессов ........................... 16
Глава 2. Технология производства типовых деталей ................... 21
2.1.	Изготовление валов и осей	............................... 21
Конструктивные особенности и технические требования ....	21
Изготовление ступенчатых валов в серийном производстве ....	21
Обработка валов грузовых	барабанов.......................... 27
Обработка колонны портального крана ...................... .	28
2.2.	Обработка зубчатых колес	............................... 30
Конструктивные особенности и технические требования............ 30
Обработка заготовок зубчатых колес с центральным отверстием 31
Нарезание зубьев .............................................. 32
Изготовление крупногабаритных зубчатых колес................... 35
Обработка заготовок до нарезания зубьев........................ 35
Нарезание и закалка зубьев..................................... 36
2.3.	Обработка зубчатых муфт .................................... 38
Конструктивные особенности и технические требования............ 38
Изготовление зубчатых обойм ................................... 38
Изготовление зубчатых втулок................................... 40
2.4.	Производство червячных колес и червяков..................... 44
Изготовление червячных колес................................... 44
Изготовление цилиндрических червяков .......................... 47
Изготовление глобоидных червячных пар.......................... 49
Й.5:) Изготовление корпусов подшипников........................... 53
Изготовление разъемных корпусов подшипников.................... 53
.Изготовление корпусов подшипников натяжных барабанов ...	57
> 2.Обработка грузовых барабанов.................................. 60
'Конструктивные особенности и технические требования........... 60
 Изготовление барабанов в серийном производстве............... 60
Выполнение основных операций и их технологическое оснащение 64
2.7. Изготовление траверс крюковых подвесок....................... 67
Конструктивные особенности и технические требования............ 67
Изготовление траверс в серийном производстве................... 68
Изготовление траверс в мелкосерийном производстве.............. 69
298
2ТГ Производство грузовых крюков................................. 73
Конструктивные особенности и технические требования........... 73
Изготовление кованых крюков .................................. 73
Изготовление пластинчатых крюков.............................. 76
2?9. Изготовление канатных блоков ............................... 78
Конструктивные особенности и технические требования........... 78
Техническая обработка блоков ............................. .	78
2.10.	Производство корпусов угловых букс......................... 81
Конструктивные особенности	и технические требования.......... 81
Изготовление корпусов букс	в серийном производстве........... 83
Изготовление корпусов букс	в мелкосерийном производстве ...	85
Специализированное производство корпусов букс................. 86
\$Н1. Обработка ходовых колес	кранов и тележек.................. 88
Д	Конструктивные особенности	и технические требования........ 88
Изготовление ходовых колес	кранов........................... 89
Изготовление ходовых колес крановых тележек..................  91
Изготовление ходовых колес подвесных механизмов............... 91
2.12.	Изготовление роликов конвейеров.......................  .	93
Конструктивные особенности и технические требования........... 93
Изготовление корпуса ролика (трубы)........................... 93
2.13.	Обработка тормозных шкивов................................. 94
Конструктивные особенности и технические требования........... 94
Механическая обработка тормозных шкивов....................... 95
2. П,- Производство рычагов и колодок тормозов.................. 100
“Конструктивные особенности и технические требования.......... 100
Изготовление	рычагов	пружинного тормоза.................... 101
Изготовление	рычагов	магнитного тормоза..................... 103
Изготовление	тормозных колодок.............................. 107
2.15. Обработка	звездочек	цепных конвейеров..................... 108
2.16.>Изготовление корпусов редукторов и лебедок................. НО
Конструктивные особенности и технические требования .... НО
Технологический маршрут обработки корпусов................... 112
Построение операций механической обработки................... Г12
Глава 3. Технология сборки типовых узлов и механизмов.............. 121
3.1.	Характеристика технологических процессов сборки на”заво-
дах ПТМ ........................................................  121
3.2.	Сборка	ходовых колес кранов .............................. 122
3.3.	Сборка	грузовых	барабанов................................. 124
3.4.	Сборка	крюковой	подвески.................................. 126
3.5.	Сборка	тормоза............................................ 128
3.6.	Сборка натяжного устройства конвейера................... . .	130
3.7.	Сборка роликов и роликовых опор............................ 131
3.8.	Сборка поворотных и отклоняющих устройств цепных конвейеров	134
3.9.	Сборка тележки подвесного конвейера........................ 135
3.10.	Сборка опорно-поворотных устройств кранов................. 136
3.11.	Сборка зубчатых и червячных передач лебедок и редукторов 140
3.12.	Сборка тележек мостовых кранов............................ 144
3.13.	Сборка механизма передвижения мостового крана............. 149
Глава 4. Технология производства металлоконструкций................ 151
4.1.	Особенности производства металлоконструкций................ 151
Основные виды металлоконструкций............................. 151
Основные требования технологичности, предъявляемые к метал-
локонструкциям .............................................. 153
Материалы, применяемые для металлоконструкций................ 155
4.2.	Технология изготовления элементов металлоконструкций ....	159
Технические требования, предъявляемые к изготовлению элемен-
тов металлоконструкций....................................... 159
Контроль качества металла и сварочных материалов............. 161
299
Очистка металла.............................................. 161
Раскрой металла............................................... 163
Правка проката ............................................... 165
Разметка и наметка............................................ 168
Резка металла................................................. 169
Гибка заготовок и деталей . . . .............................. 175
Подготовка кромок под сварку.................................. 180
Обработка отверстий .......................................... 182
4.3.	Технология выполнения основных операций сборки и сварки
металлоконструкций ............................................. 183
Виды соединений............................................... 183
Типовые способы сборки и зажимные элементы.................... 185
Схемы технологических процессов сборки........................ 187
Технологическая оснастка и вспомогательное оборудование ....	188
Методы и способы сварки....................................... 189
Напряжения и деформации при сварке и их устранение............ 194
4.4.	Основы’нормирования заготовительных^и сборочно-сварочных
процессов ...................................................... 197
Нормирование правки заготовок................................. 198
Нормирование разметки* иТнаметки’деталей...................... 199
Нормирование резки на гильотинных и сортовых	ножницах . . .	200
Нормирование кислородной!резки................................ 201
Нормирование холодной гибки (вальцовки)....................... 202
Нормирование сборки металлоконструкций под	сварку............ 202
Нормирование сварочных процессов.............................. 203
4.5.	Технология производства главных (пролетных) балок мосто-
вого крана...................................................... 205
Назначение и конструктивные разновидности..................... 205
Изготовление главной балки и вспомогательной фермы мостового
крана грузоподъемностью Q = 75/20 т........................... 207
Изготовление главной балки коробчатого сечения................ 212
4.6.	Технология производства торцовых (концевых) балок мостового
крана .......................................................... 218
Назначение и	конструктивные	разновидности................... 218
Изготовление торцовой балки при мелкосерийном производстве 219
Изготовление торцовой балки на поточной линии................. 222
4.Л	Технология производства рам тележек мостового крана. . . .	228
Назначение и	конструктивные	разновидности................... 228
Изготовление рамы тележки мостового крана Q = 50/10 т. . . .	230
Изготовление рам тележек с разъемными буксами на поточной
линии......................................................... 236
4.8.	Технология изготовления обечаек для барабанов мостовых
кранов.......................................................... 239
4.9.	Технологический процесс сборки мостов мостовых кранов . . .	241
Назначение и схемы сборки..................................... 241
Сборка балочного моста мостового крана Q = 75z20 т при мел-
косерийном производстве ...................................... 243
Сборка коробчатого моста мостового крана Q = 20 т на ста-
пелях ........................................................ 246
4.ТО'	Технология производства основных металлоконструкций пор-
тала портального крана........................................... 250
Технические условия на изготовление металлоконструкций пор-
тальных кранов и применяемый материал......................... 250
Изготовление оголовка портала Q = 16 т........................ 252
Изготовление ног портала Q = 16 т............................. 259
4.1Т) Технология производства стрел портальных кранов........... 262
—-Назначение и конструктивные разновидности.................... 262
Изготовление стрелы коробчатого сечения портального крана
Q = 16 т...................................................... 263
Изготовление стрелы из труб................................... 269
300
4.12. Технология производства основных металлоконструкций коз-
лового крана................................................ 275
Технические требования на изготовление металлоконструкций и
применяемый материал........................................... 275
Изготовление пролетного строения (моста)....................... 276
.. Изготовление жесткой опоры крана	ККС-10...................... 282
4713>>Окраска машин............................................. 288
'Подготовка поверхности к окраске............................... 288
Окраска поверхностей........................................... 289
Сушка после окраски............................................ 294
Список литературы.................................................... 296