книги / Сварка в машиностроении. Т. 3

Сферические емкости, предназначенные для хранения жидкостей и газов, поддерживаются вертикальными или наклонными опорными стержнями; вмести> мость их достигает нескольких тысяч куб. метров. Прочность сферических резерв вуаров рассчитывают при повышенном коэффициенте запаса прочности по сравх нению с цилиндрическими.

Испаряющиеся жидкости хранят в гортонсфероидах, имеющих каплевидную форму при относительно небольших толщинах стенок. Нередко верхняя часть сфероида имеет форму сферы, а нижняя — форму купола. Особо ответственны^ емкости небольших размеров подвергают термической обработке в специальны* термических печах. При проектировании листовых конструкций необходимо предусматривать возможность их изготовления рулонным способом. В места* сопряжения оболочки применять плавные переходы для уменьшения концен* трации напряжений. При сварке стыковых соединений надлежит производить двустороннюю укладку швов или подварку корня. Как правило, в листовых конструкциях рекомендуются стыковые соединения и лишь при толщине листоь ^ 5 мм нахлесточные соединения.

При проектировании рекомендуется предусматривать максимальное сокращенке отходов при раскрое. Большую долю сварочных работ следует производить в заводских условиях.

Особенность работы сосудов заключается в том, что в результате деформации

где Ох — напряжение в продольном шве; D — диаметр сосуда.

При определении несущей способности важно знать, какое из этих двух предельных состояний наступает раньше. Если деформационную характеристику

ние в оболочке; o0>i принимают равным наименьшей величине из следующих двух: ф0Я или сЕI — ■ (табл, 16); Я — расчетное сопротивление,

Коэффициент с следующим образом зависит от D/2s:

Круговую цилиндрическую оболочку под действием равномерного давления

соответственно длина и толщина цилиндрической оболочки.

Цилиндрическую оболочку, подвергаемую одновременно действию напря­

СВАРНЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

В машиностроении широко используют сварные детали машин (рис. 40— 44). При их проектировании необходимо широко применять легированные стали, в частности, в термически обработанном состоянии; учитывать, что рабочие размеры элементов часто определяются не условиями прочности, а условиями жесткости; при этом рабочие напряжения принимают значительно ниже допускаемых. Свар­ ные детали, изготовляемые и обрабатываемые по высшим классам точности, под­ вергают термической обработке (отпуску в термических печах) для устранения изменения размеров в процессе эксплуатации. Для деталей, выпускаемых в зна­ чительном количестве, широко используют высокопроизводительные методы сварки (контактную, автоматическую под флюсом, в среде защитных газов); для конструкций из толстостенных элементов — электрошлаковую сварку, в осо­ бенности при толщине элементов свыше 40— 50 мм.

Расчет и проектирование элементов сварных конструкций

Барабаны в большинстве случаев сваривают из листов. В некоторых бараба­ нах основой их служит каркас из профильного материала. Барабаны соединяют с торцовыми стенками, представляющими собой плоские круглые листы, к кото­ рым приварена цапфа. В конструкции, приведенной на рис. 43, барабан насажен

Рис. 43. Конструкция свар­ ных барабанов

на вал, не имеющий разрывов. Для барабанов малых диаметров используют трубы или отливки, для барабанов средних и больших диаметров корпусы вальцуют из одного или нескольких листов.

В барабане шахтного подъемника для удобства навивки на поверхность предусмотрены канавки (рис. 44, а), соответствующие диаметру каната. Толщина

rvXXrre7Z7777Z U *

о)

Рис. 44. Схема для расчета сварного барабана

Барабаны рассчитывают на сжатие, изгиб и кручение. Напряжение сжатия в ободе

(126)

где ^ __ширина обода, равная диаметру каната; s — толщина обода; Р — сила

г д е Е — модуль упругости стали; R — радиус барабана.

В канате при запасе, равном 2, допустимая в отношении устойчивости сила

Г л а в а 9

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Технологический процесс изготовления деталей из проката начинается с под­ бора металла по размерам и маркам стали и может включать следующие операции? правку, разметку, резку и обработку кромок, гибку и очистку под сварку.

Правку, как правило, производят в холодном состоянии, ограничивая отно­ сительное остаточное удлинение наиболее деформированных волокон величиной

.около 1% или радиусом изгиба, равным 50 толщинам листа. Если необходимо соз­ дать более значительные деформации, правку стали классов до С46/33 включи­ тельно выполняют после нагрева до 900— 1000° С, а из стали классов С52/40 и С60/46 — после нагрева до 900—950° С. Волнистость листов и полос толщиной 0,5—50 мм устраняют при пропуске их между верхним и нижним рядами валков листоправйльных машин путем многократного изгиба. Листы толщиной более 50 мм правят под прессом. Саблевидность (искривление в плоскости) поддается правке в ограниченной степени. При правке или гибке в вальцах листовых заго­ товок со стыковыми швами усиление шва может приводить к появлению трещин. Мелко- и среднесортовой, а также профильный прокат правят на роликовых машинах, работающих по той же схеме, что и листоправйльные. Крупносортовой

можно получить, используя специальные ножницы (рис. 1). Гидроцилиндром 1 качающийся ножедержатель 2 поворачивается вокруг оси А, закрепленной в де­ тали 3, при этом обеспечивается прямой рез с помощью ножа 4. Когда упор 5 иожедержателя упрется в выступ детали 5, они повернутся вокруг оси Б, отжимая прижим 6, и нож 7 совершит резку на скос. Дисковые ножницы позволяют выре­ зать листовые детали с непрямолинейными кромками толщиной до 20—25 мм. Для получения листовой детали заданной ширины с параллельными кромками

дисковые ножи целесообразно располагать попарно на заданном расстоянию друг от друга. При поперечной резке фасонного проката применяют пресс-нож­ ницы и комбинированные ножницы с фасонными ножами или дисковые пилы. В не­ которых случаях резку производят гладким диском за счет трения, либо контакт­ но-дуговым оплавлением. Производительным является процесс вырубки в штам­ пах. При наибольшем размере деталей 1—4 м допускаемые отклонения могут со­

Разделительная термическая резка менее производительна, чем резка на нож­ ницах, но более универсальна и применяется для получения стальных заготовок разных толщин как прямолинейного, так и криволинейного профиля. Наряду с газопламенной кислородной резкой все шире применяют плазменно-дуговую резку, позволяющую обрабатывать практически любые металлы и сплавы. Исполь­ зование в качестве плазмообразующего газа сжатого воздуха обеспечивает не толь­ ко экономические, но и технические преимущества, так как наряду с высоким качеством реза обеспечивается значительное повышение скорости резки, осо­ бенно при вырезке заготовок из сталей малой и средней толщины (до 60 мм). Не­ достатком воздушно-плазменной резки является насыщение поверхностного слоя кромок азотом, что способствует образованию пор при сварке. Это в большинстве случаев заставляет зачищать кромки под сварку стальной щеткой или подвергать их дополнительной механической обработке. Предотвращение пор в швах при сварке по кромкам, подготовленным воздушно-плазменной резкой, возможна и без зачистки кромок, однако в этом случае требуется четкое соблюдение ряда технологических рекомендаций [1].

Ручную и полуавтоматическую резку листов производят по разметке, авто­ матическую — с помощью копирных устройств, по масштабному чертежу или на машинах с программным управлением. Масштабные чертежи содержат информа­ цию только о траектории, поэтому начало каждого отдельного реза приходится осуществлять вручную. Использование машин с цифровым программным управ­ лением позволяет автоматизировать процесс в пределах всего листа без участия оператора при одновременном повышении точности реза. Для серийного произ­ водства в ряде случаев эффективно использовать резку листов пакетом суммарной толщиной около 100 мм. Кромки с односторонним или двусторонним скосом можно получить, используя одновременно два или три резака, располагаемых под соот­ ветствующими углами.

Механическую обработку кромок на станках производят: а) для обеспече­ ния требуемой точности сборки; б) для образования фасок, имеющих сложное очертание; в) если технические условия требуют удаления металла кромки после резки (огневой или на ножницах).

Гибку листовых элементов толщиной 0,5—50 мм для получения цилиндри­ ческих и конических поверхностей осуществляют в листогибочных вальцах. При

отношении радиуса изгиба к толщине листа ^ 25 гибку выполняют в холодном

состоянии, при меньшем значении — в горячем. При гибке в трехили четырех­ валковых вальцах участок листа а (рис. 2, а) остается почти плоским. Требуемая кривизна в месте продольного стыка достигается либо предварительной подгиб­ кой кромок, либо путем калибровки уже сваренной обечайки. При использова­ нии двухвалковых вальцов с упругим полиуретановым покрытием нижнего валка, которое обжимает листовую заготовку вокруг жесткого верхнего валка (рис. 2, б), для листоз небольшой толщины обеспечивается равномерный изгиб по всей длине периметра. Листовые элементы с поверхностью двоякой кривизны получают гиб­ кой в специальных вальцах с валками переменного сечения, горячей штампов­ кой, а также штамповкой взрывом. Горячую гибку толстого листового металла осуществляют на прессах. При поперечной гибке профильного проката и труб используют роликогибочные машины и трубогибочные станки. Применение спе­ циальных гибочных станков с местным индукционным нагревом позволяет сохра­ нять форму поперечного сечения труб без искажений (рис. 3). Продольной гибкой получают гнутые профили разнообразных сечений, гофрированные листы.