Стерхов В.А., Попов Д.Н. Механизация и автоматизация производственных процессов ТГВ - файл n1.doc

Стерхов В.А., Попов Д.Н. Механизация и автоматизация производственных процессов ТГВ
скачать (4133.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc12771kb.17.07.2008 13:40скачать

n1.doc





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ижевский государственный технический университет»

В. А. Стерхов


Д. Н. Попов
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ ТГВ



методические указания по курсу – конспект лекций

для студентов специальности 290700

«Теплогазоснабжение и вентиляция»


Ижевск 2005


удк 697.1
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ ТГВ // Методические указания по курсу – конспект лекций для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция». Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2005. – 45с.


Составители: В. А. Стерхов, канд. тех. наук, доцент,

Д. Н. Попов, канд. тех. наук, доцент.

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по курсу: "Механизация и автоматизация производственных систем ТГВ", утвержденной проректором ИжГТУ 28.01.2004 г. и предназначены для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» Ижевского государственного технического университета.


В. А. Стерхов, Д. Н. Попов, составление, 2005 г.

Кафедра «Теплогенерирующие

установки и газоснабжение», 2005 г.

Институт городского хозяйства, 2005 г.

 Издательство ИжГТУ, 2005 г.

1. ВВЕДЕНИЕ



Одним из путей снижения себестоимости при выполнении санитарно-технических и вентиляционных работ является внедрение комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, применяемых в монтажных предприятиях и организациях.

Средства механизации, применяемые при выполнении санитарно-технических и вентиляционных работ, могут быть разделены на следующие группы:

1. Специальные станки и механизмы для обработки металлических и пластмассовых труб и вспомогательные механизмы, применяемые в трубо-заготовительных цехах заводов монтажных заготовок (ЗМЗ). К ним относятся:

- механизмы для правки рихтовки труб;

- разметочно-отрезные агрегаты для отмера и отрезки водогазопроводных труб;

- стеллажи для хранения и подачи заготовок;

- трубоотрезные станки и механизмы;

- станки и механизмы для нарезки и накатки резьб на стальных трубах;

- станки и механизмы для гибки стальных труб;

- станки и механизмы для обработки полиэтиленовых труб;

- оборудование для изготовления санитарно-технических узлов и изделий (образование раструбов, притирка задвижек и пробковых кранов, стенды для сборки и сварки узлов из труб).

2. Специальные станки и механизмы для обработки металлического и пластмассового листового материала при выполнении вентиляционных работ и вспомогательные механизмы, применяемые на заводах вентиляционных заготовок. К ним относятся:

- станки и механизмы для резки листовой стали;

- станки и механизмы для гибки листовой стали;

- механизмы изготовления фальцев;

- станки и механизмы для изготовления фланцев и фланцовки воздуховодов;

- станки и линии для изготовления спиральных воздуховодов из стальной ленты;

- станки и механизмы для обработки листовой пластмассы.

3. Механизированный ручной инструмент (электрический и пневматический).

4. Такелажное оборудование (краны, лебедки, тали, тельферы, полиспасты, домкраты и т.д.).

5. Электрогазосварочное оборудование.

6. Универсальное оборудование общепромышленного типа (металлорежущее, кузнечно-прессовое оборудование и пр.).

2. ТИПЫ ТРУБООТРЕЗНЫХ СТАНКОВ



На заводах монтажных заготовок (ЗМЗ) массовой операцией является разрезка стальных труб диаметром до 50 мм. При этой операции применяются различные схемы разделения труб на мерные заготовки.

К трубоотрезным станкам относятся:

1. Приводные ножовочные пилы (рис. 1).


Рис. 1. Приводная ножовочная пила модели 872

1 – станина; 2 – хобот; 3 – рама; 4 – ножовочное полотно; 5 – гидропривод
Режущим инструментом является ножовочное полотно, которое получает возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма (рабочий и холостой ход). Перерезаемый материал диаметром до 220 мм во время работы пилы остается неподвижным. Подача инструмента может быть механическая и гидравлическая.

Ножовочные пилы малопроизводительны, но имеют ряд достоинств:

- относительно низкий уровень шума;

- получаемый рез достаточно чистый;

- возможность реза под любым углом, что необходимо при изготовлении отдельных сегментов, являющихся составными частями сварных отводов;

- простота обслуживания.

Конструктивно приводная ножовочная пила 872 состоит из рамы, поворотных тисов для закрепления заготовки, поворотного хобота, пильной рамы с ножовочным полотном, кривошипного механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение полотна.

Для увеличения производительности трубы малого диаметра перерезают пакетами.

2. Трубоотрезные дисковые станки (рис. 2).

Режущим инструментом таких станков является вращающийся стальной диск, заостренный по периферии, диаметром 150 - 200 мм, изготавливаемый из стали 40Х и закаленный до твердости HRC 45-50. Скорость вращения диска 150-200 об/мин.

По количеству устанавливаемых режущих дисков дисковые станки делятся на одно и многодисковые (чаще трехдисковые). На однодисковом станке под воздействием вращающегося диска вращается и заготовка, что делает невозможным отрезку изогнутых труб. На трехдисковом станке диски, кроме вращения вокруг собственной оси, имеют одновременное вращение вокруг неподвижной заготовки.


Рис. 2. Трубоотрезной механизм модели ВМС – 32

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – опорные цапфы; 5 – механизм подъема и опускания режущего диска; 6 – рукоятка подъема и опускания; 7 – режущий диск;

8, 9 – опорные стойки; 10, 11 – ложементы с защитными кожухами
По способу подачи режущих дисков к заготовке в процессе резания трубоотрезные дисковые станки делятся на станки с ручной и пневматической подачей (ВМС-35).

Существуют также дисковые отрезные станки с абразивными кругами на вулканитовой связке. Чистота и качество поверхности реза значительно выше, но необходимо удалять абразивную пыль из зоны обработки и круги быстро изнашиваются, что повышает себестоимость работ.

К дисковым механизмам, предназначенным для отрезки стальных труб, относится механизм СТД-105. Труба в процессе реза остается неподвижной, а два режущих диска вращаются вокруг трубы.

Подача дисков к трубе осуществляется под действием центробежных сил, возникающих при вращении планшайбы с дисками, закрепленными на рычагах с грузами. Для закрепления трубы применяется пневматический зажим.

3. Резцовые станки.

Режущим инструментом является один или несколько резцов. Существуют станки, подобные токарным, с резцом, закрепляемым в суппорте, и вращающейся трубой, закрепляемой в патроне. Станки работают относительно бесшумно, но с низкой производительностью и можно резать только прямолинейные трубы.

Применяют также станки с несколькими резцами (тремя), закрепленными в головку, вращающуюся вокруг неподвижной трубы.

4. Механизмы для перерубки чугунных канализационных труб.

Особую группу трубоотрезных механизмов представляют механизмы для перерезки или перерубки чугунных труб. Дисковые механизмы могут применяться для отрезки, но они малопроизводительны и их работа во многом зависит от наличия битумного покрытия на поверхности трубы.

Распространен механизм для перерубки чугунных труб ВМС-36, в основе работы которого использовано свойство хрупкости чугуна. Рабочим режущим инструментом являются ножи - пуансоны, которые изготовляются двух размеров для перерубки труб диаметром 50 и 100 мм.

В механизме ВМС-36 (рис. 3, 4) перерубка производится четырьмя ножами, двигающимися по радиальным направляющим к центру трубы.


Рис. 3. Механизм для перерубки чугунных труб. Общий вид


Рис. 4. Головка механизма для перерубки чугунных труб
Механизм состоит из сварного корпуса, в котором размещены: электродвигатель, клиноременная передача, зубчатый редуктор, две головки с четырьмя ножами для перерубки труб диаметром 50 и 100 мм. Поступательное перемещение пуансоны получают за счет давления роликов, воздействующих на их внешние концы, которые в свою очередь скошены под углом.

На заводах монтажных заготовок находят применение разметочно-отрезные агрегаты, которые имеют в своем составе стеллаж для хранения и подачи труб, отмерное устройство и станок или механизм для отрезки труб.

3. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ И НАКАТЫВАНИЯ

РЕЗЬБЫ НА СТАЛЬНЫХ ТРУБАХ
Одним из способов разъемного соединения труб в общую магистраль является соединение при помощи резьбы. Для соединения различных труб находят применение метрические, дюймовые, трубные и конические резьбы. В связи с этим возникает необходимость получения на одном или обоих концах трубы какой либо резьбы.

В общем машиностроении применяются различные способы получения наружных и внутренних резьб. Все способы по принципу образования винтовой канавки (получения резьбы) на наружных концах труб делятся на две группы:

- обработка резанием со снятием стружки;

- обработка давлением, деформация поверхностного слоя заготовки с образованием винтовой канавки.

В зависимости от способа получения резьбы различается оборудование и резьбонарезной инструмент. В свою очередь резьбонарезной инструмент, образующий винтовую канавку со снятием стружки, различается числом режущих кромок, регулируемой или нерегулируемой связью кромок между собой, направлением и формой перемещения режущих кромок относительно оси трубы и т.д.

Одним из распространенных видов резьбонарезного инструмента является круглая плашка. Плашки выпускаются машиностроительными или инструментальными заводами. Их применение не требует никакой наладки оборудования и позволяет получить резьбу заданных размеров за один проход. Плашки бывают цельные и разрезные, последние позволяют несколько компенсировать износ режущих кромок.

К недостаткам плашек относятся:

- невозможность заточки в условиях монтажных предприятий;

- высокие требования по допуску диаметра заготовки, что требует предварительной обработки трубы.

В настоящее время круглые плашки находят применение при ручном нарезании резьбы, особенно при ремонтных работах.

Очень широкое распространение для нарезания резьб на трубах получили тангенциальные (плоские) плашки (рис. 5). Этот инструмент изготовляется из инструментальных сталей (вольфрамосодержащих, марок РФ-1, Р-1, Р-9, Р-18). Плашки выпускаются комплектом по 4 штуки. Каждая имеет свой номер и устанавливается в резьбонарезную головку МИЗ (Московский инструментальный завод) со смещением друг относительно друга на 1/4 шага резьбы в направлении оси трубы (рис. 6).

Достоинством тангенциальных плашек является:

- возможность нарезания резьб различного диаметра,

- возможность многократной переточки плашек.

Для нарезания конической резьбы применяют специальные плашки, имеющие в поперечном сечении уклон 1о 47' 24''.



Рис. 5. Тангенциальные плашки

а) – общий вид; б) – схема работы плашек.


Рис. 6. Резьбонарезная головка
Резьбонарезными головками с тангенциальными плашками оснащены многие резьбонарезные станки и механизмы (ВМС-2А, ВМС-2Б, 5ДО7 и др.). Принцип действия станков одинаков, отличие заключается в диапазоне режимов резания и числе автоматических операций (зажим, разжим заготовки и т.д.). Работают станки по следующей схеме. Закрепленная труба в осевом направлении подается к предварительно настроенной на размер резьбы вращающейся резьбовой головке. После нарезки требуемой длины резьбы происходит автоматическое разведение плашек и процесс резания прекращается.

В связи с применением тонкостенных водогазопроводных труб получение на них резьб методом нарезания, т.е. со снятием стружки, стало невозможным, поскольку остающаяся толщина стенки, считая от внутреннего диаметра резьбы, становится слишком малой. Это значительно снижает прочность трубы, особенно на изгиб.

Накатывание резьбы заключается в формировании профиля резьбы за счет пластической деформации поверхностного слоя металла заготовки. Деформирование металла осуществляется одним или несколькими роликами, имеющими на своей наружной цилиндрической поверхности выступы (гребешки), соответствующие профилю получаемой резьбы.

Наружный диаметр заготовки (трубы) под накатывание резьбы должен быть равен среднему диаметру резьбы. При обкатывании роликов вокруг трубы резьбовые выступы выдавливают часть металла стенки трубы наружу. При этом наружный диаметр резьбы становится больше, чем наружный диаметр трубы.

Обычно накатывание резьбы на трубах осуществляют роликами, собранными в специальную плашку (рис. 7). Ролики в плашке (6 шт.) установлены под углом, равным углу подъема винтовой линии резьбы. Кроме того, ролики установлены на эксцентричных осях, поворот которых обеспечивает смещение роликов в радиальном направлении, что позволяет настраивать плашку на размер нарезаемой резьбы.

Рис. 7. Резьбонакатная плашка. Общий вид
Накатку резьбы можно производить на резьбонарезных механизмах С-225 и ВМС-2Б, применяя вместо резьбонарезных плашек резьбонакатные головки и несколько увеличивая скорость вращения шпинделя. При обработке применяется смазочно- охлаждающая жидкость (СОЖ). В отличие от нарезания резьбы, резьбонакатную головку после обработки необходимо свинчивать с трубы, вращая шпиндель в противоположном направлении.

Широкое использование получили полуавтоматические станки и линии для одно - и двусторонней нарезки и накатки резьбы на трубах. Полуавтоматический станок СТД-124 предназначен для нарезки резьбы на водогазопроводных трубах одновременно с двух сторон. Полуавтоматическое действие станка предполагает ручную загрузку заготовки (трубы) и включение станка в работу. Весь цикл нарезки резьбы требуемой длины, с разведением плашек и остановом станка осуществляется автоматически.

Поточная линия для нарезки резьбы на сгонах И758Ц (рис. 8). Линия предназначена для зенковки и нарезки короткой и длинной резьбы на сгонах. Линия состоит из механизма для зенковки (рис. 9), механизма для нарезки короткой резьбы, механизма для нарезки длинной резьбы и передающих устройств.

Рис. 8. Общий вид поточной линии для нарезки резьбы на сгонах

1 – механизм для зенковки трубных заготовок; 2 – механизм для нарезки короткой резьбы на сгоне; 3 – механизм для нарезки длинной резьбы; 4 – передающие устройства

Рис. 9. Механизм для зенковки сгонов

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – зажим; 4 – зенкер; 5 – силовая головка
Зенковка производится вращающимися зенкерами одновременно с двух сторон неподвижного сгона, причем одновременно производится снятие наружной фаски.

Механизмы для нарезки короткой и длинной резьб по конструкции близки к обычным резьбонарезным механизмам. Отличие заключается в том, что автоматически осуществляются подача сгона в зону обработки, ее зажим и удаление из зоны обработки.

Передающие устройства осуществляют передачу сгона от механизма для зенковки последовательно к механизмам нарезания короткой и длинной резьб.

4. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ГИБКИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ



Станки и механизмы для гибки по принципу действия или схеме гибки делятся на плунжерные и роликовые. В свою очередь роликовые по движению гибочного ролика делятся: с неподвижным и вращающимся роликом.

Рис. 10. Схемы гибки труб

а) – на плунжерном станке; б) – на станке с неподвижным гибочным роликом;

в) – на станке с вращающимся роликом
В плунжерном механизме труба опирается на две неподвижные опоры, а на среднюю точку трубы давит плунжер или шток, имеющий на конце кулачок в форме сектора. Перемещение плунжера производится либо вручную через винтовую систему или систему рычагов (при гибке труб небольших диаметров), либо при помощи гидравлического или электрического привода (при гибке труб больших диаметров).

В схеме с неподвижным гибочным роликом труба деформируется под действием перемещающегося обжимного ролика. В схеме с вращающимся гибочным роликом труба прижимается скользящей колодкой, а труба как бы наматывается на ролик.

При гибке трубы ее стенки испытывают различные напряжения. На внешней стороне трубы относительно радиуса гиба возникают напряжения растяжения, а на внутренней – напряжения сжатия. Под действием этих напряжений стенки трубы деформируются и поперечное сечение трубы становится овальным.

Деформация сечения становится заметной при малых радиусах гиба и при диаметрах труб с условным проходом свыше 40 мм.. По этим причинам в ГОСТе для различных труб и различных толщин стенок рекомендованы минимально допустимые радиусы гиба.

При гибке труб диаметром более 40мм их плотно набивают различными наполнителями (например, кварцевым песком) или замораживают в трубах воду. На механизмах с вращающимся гибочным роликом иногда применяется оправка (дорн), препятствующая образованию гофра и овала.

Станок ВМС-28, работает по схеме с неподвижным гибочным роликом и предназначен для гибки труб с условным проходом от 15 до 32 мм. (рис. 11, 12).

Рис. 11. Общий вид станка ВМС-23

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – муфта; 4 – червячный редуктор; 5 – конический редуктор; 6, 7 – шестерни; 8 – выходной вал



Рис. 12. Кинематическая схема станка ВМС-23

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – муфта; 4 – червячный редуктор; 5, 8 – вал, 6, 7 – конические шестерни; 9 – шестерня; 10 – зубчатое колесо; 11 – ось гибочных роликов
Для гибки труб с условным проходом 25 - 80 мм предназначен трубогибочный станок с вращающимся роликом и работающий с дорном (ГСТМ-21).

Многопозиционный трубогибочный механизм ВМС-26 предназначен для гибки калачей, отводов, уток и скоб из труб с диаметром условного прохода 15 и 20 мм в холодном состоянии без применения наполнителя.

Рис. 13. Кинематическая схема многопозиционного

трубогибочного механизма

1 – электродвигатель; 2 – цилиндрический редуктор; 3 – эксцентриковый вал; 4 – кулиса;

5 – ползун; 6 – неподвижный гибочный ролик; 7 – подвижный гибочный ролик
Вращение от электродвигателя 1 через клиноременную передачу, цилиндрический редуктор 2 и цилиндрическую пару зубчатых колес передается на эксцентриковый вал 3. Вращательное движение эксцентрикового вала при помощи кулисы 4 преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5. Ползун перемещается в направляющих, выполненных на станине. На станине механизма закреплены неподвижные гибочные ролики 6, а на ползуне подвижные 7.



Рис. 14. Схема гибки труб на многопозиционном механизме

1 – ползун; 2 – подвижный гибочный ролик; 3 – неподвижный гибочный ролик
Станок имеет шесть позиций для гибки соответственно отводов, скоб, уток, которые получаются за один двойной ход ползуна. Заготовка – труба закладывается между роликами сверху, одним из торцев упираясь в предварительно установленный на размер упор.

Для получения гибов на трубах большого диаметра применяют различные виды оборудования и механизмов, которые производят операции:

- гибка в горячем состоянии с наполнителем;

- штамповка отводов и гибов на прессах в горячем или холодном состоянии (обработка давлением);

- протяжка отводов в горячем состоянии (калач).

Рис. 15. Схема штамповки крутоизогнутого отвода
Горячая штамповка отводов производится последовательно на нескольких прессах с предварительным нагревом заготовок до температуры 1000 – 1100ОС. На первой операции трубы рубят под углом на отрезки (рис. 15, а). После нагрева заготовку предварительно изгибают (рис. 15, б) в виде эллипса. Затем деталь обжимают в направлении большой оси эллипса для придания ей круглой формы (рис. 15, в). Последующей операцией (рис. 15, г), изгибают деталь на полный профиль и окончательно обжимают (рис. 15, д).



Рис. 16. Схема изготовления крутоизогнутых отводов методом протяжки

Горячая протяжка отводов с диаметром условного прохода до 500 мм производится на горизонтальном гидравлическом протяжном прессе (рис. 16). Заготовки из труб несколько меньшего диаметра, чем заданные отводы, длиной, достаточной для получения двух отводов, надеваются на сердечник. Под действием замка, связанного с поршнем пресса, заготовки двигаются по сердечнику в печь со скоростью 250 – 500 мм в минуту. По мере продвижения заготовка нагревается, длина ее уменьшается, а диаметр увеличивается. При прохождении изогнутой части сердечника заготовка изгибается в форме калача. После остывания калач разрезается на два отвода.


5. МЕХАНИЗМ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ РАСТРУБОВ

НА ВОДОГАЗОПРОВОДНЫХ ТРУБАХ



Распространен механизм ВМС-241, предназначенный для развальцовки концов водогазопроводных труб. Наличие развальцовки значительно облегчает сборку и монтаж магистралей, особенно при их соединении сваркой.

Технологический процесс развальцовки включает в себя электрический разогрев участка трубы, подлежащего развальцовке, до температур 850 – 1000ОС, т.е. до пластичного аустенитного состояния и введение во внутрь трубы вращающейся оправки (дорна). На рис. 17 представлена пневмокинематическая схема механизма для образования раструбов на трубах.

На раме механизма в подвижной каретке смонтированы шпиндельная головка, содержащая электродвигатель 1, патрон 2, оправку - дорн 3 и подвижную контактную доску, а также пневмотиски 4 с пневмоприводом 5.


Рис. 17. Пневмокинематическая схема механизма для образования

раструбов на трубах ВМС-241

1 – электродвигатель; 2 – патрон; 3 – оправка (дорн); 4 – пневмотиски; 5, 6 – пневмопривод
Цикл обработки состоит из следующих операций: установка и зажим трубы (15-32 мм) в пневмотисках 4, подача каретки пневмоприводом 6 в осевом направлении до соприкосновения трубы с контактной доской. После этого включается электропитание и происходит разогрев трубы. При достижении требуемой температуры разогрева контактная доска отводится в радиальном направлении и включается электропривод (число оборотов шпинделя 1000 об/мин). Затем осуществляется осевая подача каретки пневмоприводом 6 на глубину развальцовки и возвращение в исходное положение.


6. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ



В настоящее время находят достаточно широкое применение детали из пластмассовых, чаще полиэтиленовых труб (патрубки, отводы, колена, тройники и т.д.). Применение пластмассовых труб обусловлено во многом их коррозионной стойкостью и простотой сборки.

Изготовление деталей и узлов сводится в основном к следующим операциям: разметке и перерезке труб, снятию фасок, формированию раструбов, гибке труб, сборке узлов и их испытанию.

Станки для разметки и перерезки полиэтиленовых труб.

В основном применяются два типа станков: с циркулярными (дисковыми), маятниковыми и ленточными пилами. Дисковые пилы имеют диаметр до 500 мм, шаг зубьев 2 – 4 мм, высота 1,5 – 3 мм. Скорость вращения составляет 2000 - 3000 об/мин.

Рис. 18. Схема станка для разметки и перерезки полиэтиленовых труб

1 – рама; 2 – стол; 3 – электродвигатель; 4 – клиноременная передача; 5 – дисковая пила;

6 – линейка; 7 – упор; 8 – ложемент

Ленточные пилы имеют толщину ленты 1,5 мм, шаг зубьев до 5мм, высоту зубьев 2,5 – 3 мм, скорость резания 1000 - 1500 м/мин.

Станок для разметки и перерезки полиэтиленовых труб с дисковой пилой представлен на рис. 18.

На раме 1 станка размещен стол 2, на котором смонторованы: электродвигатель 3, редуктор или клиноременная передача 4, дисковая пила 5, разметочная линейка 6 с регулируемым упором 7 и ложемент для трубы 8.

Приспособления для формования раструбов и гибки.

Раструбы на полиэтиленовых трубах могут быть цилиндрическими для соединения труб между собой склеиванием или свариванием и могут быть с кольцевой канавкой под резиновое уплотнительное кольцо.

Схема приспособления для формования раструбов с образованием кольцевой канавки представлена на рис. 19.

Технологический процесс формования раструбов включает нагрев трубы в горячем глицерине или к контактной электропечи до температуры 135ОС и насаживание на оправку. Нагретая труба совместно с оправкой обжимается двумя полумуфтами, во внутрь оправки подается сжатый воздух, который выдавливает материал трубы в кольцевую канавку, выполненную в полумуфтах. Для уплотнения воздушной полости на оправке установлены резиновые кольца. Сжатый воздух одновременно охлаждает трубу, подготавливая ее к снятию с оправки.

Рис. 19. Оправка для развальцовки полиэтиленовых труб

с желобками под резиновые уплотнительные кольца

1 – труба; 2 – оправка; 3 – полумуфта; 4 – штуцер; 5 – радиальные отверстия;

6 – резиновое кольцо
Гибка полиэтиленовых труб не требует больших энергетических затрат и часто производится на гибочных приспособлениях плунжерного типа ручного действия.

Перед гибкой труба предварительно нагревается в масле или глицерине. Во внутрь трубы вводится жгут или шланг из термостойкой резины. Шланг подключается к магистрали сжатого воздуха и производится гибка на углы, превышающие требуемые на 15-20ОС, поскольку после охлаждения трубы несколько выпрямляются. На рис. 20 изображен механизм ручного действия для гибки отводов из полиэтиленовых труб.

Рис. 20. Механизм для гибки отводов из полиэтиленовых труб

1 – стол; 2 – опорный ролик; 3 – гибочный ролик; 4 – рейка; 5 – рычаг;

6 – направляющий ролик; 7 – храповик
Нагретая труба устанавливается между опорными 2 и гибочным 3 роликами, после чего под воздействием рычага 5 перемещается рейка 4 совместно с гибочным роликом. Удержание рейки в требуемом положении обеспечивается храповиком 7.


7. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ РЕЗКИ

ЛИСТОВОЙ И СОРТОВОЙ СТАЛИ



При выполнении вентиляционных работ возникает необходимость резки листовой стали толщиной от 0,5 до 6,0 мм, резки сортового проката различных профилей (полоса, уголок, тавр и т.д.).

Для резки листового материала служат ножницы различных типов, как ручные, так и с механизированным приводом. По схеме резки листового материала ножницы делятся на:

- рычажные;

- вибрационные;

- гильотинные;

- роликовые.

Ручные рычажные ножницы позволяют прямолинейно резать сталь толщиной до 1,5 мм. Режущим инструментом являются два ножа - лезвия, соединенные между собой осью (рис. 21).

Широко распространены гильотинные ножницы, предназначенные для прямолинейных резов. Режущим инструментов являются два горизонтально расположенных ножа, один из которых (нижний) является неподвижным, а другой (верхний) совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости. Рез листа совершается за один рабочий (вниз) ход верхнего ножа, причем длина реза не может превышать длины ножа.

Рис. 21. Ручные рычажные ножницы ВМС-101

! – стол; 2 – плита; 3, 4, 5 - неподвижные ножи; 6 – траверса с подвижными ножами;

7 – ось; 8 – противовес
По роду передачи гильотинные ножницы бывают с механической и гидравлической передачей. Кинематическая схема гильотинных ножниц с механической передачей ВМС-103 представлена на рисунке 22.

Рис. 22. Кинематическая схема гильотинных ножниц ВМС- 103

1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – цилиндрическая передача; 4 – коленчатый вал; 5 – шатун; 6 – траверса; 7 – подвижный, верхний нож; 8 – рама; 9 – неподвижный, нижний нож;

10 – муфта
Вращение от электродвигателя 1 через клиноременную 2 и цилинд­рическую зубчатую 3 передачи передается на коленчатый вал 4. Усилие от коленчатого вала через шатуны 5 передается на траверсу 6, на которой закреплен верхний нож 7. На раме 8 закреплен нижний нож 9. Лезвие верхнего ножа наклонено по отношению к лезвию нижнего ножа на 1О 56' для снижения усилий в процессе реза. При включении муфты 10, соединяющей шестерню с коленчатым валом, осуществляется один двойной ход траверсы. Разрезаемый материал: толщина до 6,3 мм, длина до 2м.

Для прямолинейной и криволинейной резки стального листа толщиной от 0,5 до 5 мм предназначены приводные роликовые ножницы ВМС-104 (рис. 23).

Режущим инструментом ножниц являются два вращающихся ролика с острыми режущими кромками. Оси режущих роликов наклонены относительно разрезаемого листа.

Вращение верхнего ролика 4 осуществляется принудительно от электродвигателя 2 через трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор 3. Разрезаемый материал увлекается верхним вращающимся роликом, на котором нанесена накатка (рифления). Нижний ролик 5 вращается под действием сил трения.

Для прямой и фасонной резки, в том числе для вырезки отверстий в листовом материале толщиной до 4 мм, предназначены вибрационные ножницы. Одной из модификаций таких ножниц является высечной механизм ВМС-106 (рис. 24). Режущим инструментом является пара коротких ножей, нижний из которых неподвижен, а верхний совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости с частотой 850 или 1200 двойных ходов в минуту.

Рис. 23. Роликовые ножницы ВМС-104

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – верхний ролик; 5 – нижний ролик;

а) – общий вид; б) – схема положения роликовых ножей
На хоботе 1 станка размещены электродвигатель 2 и рабочая головка с кривошипно-шатунным механизмом, выполненным в виде эксцентрикового вала 4 (ход ножа до 8мм.). Механизм снабжен центровочным приспособлением 6, позволяющим вырезать круглые отверстия. Узел регулировки эксцентриситета 9 позволяет регулировать ход верхнего ножа в зависимости от толщины разрезаемого материала.

Особую группу механизмов, предназначенных для резки толстого листового материала и сортового проката различных профилей, а также для выполнения треугольных высечек и пробивания отверстий в угловой, тавровой, полосовой и листовой стали представляют комбинированные пресс – ножницы с характеристиками: толщина перерезаемого листа до 13 мм, перерезаемые профили - круг до 40 мм, квадрат до 32 мм, швеллер N12. Диаметр пробиваемого отверстия при толщине металла до 20 мм составляет 16 мм.

Рис. 24. Кинематическая схема высечного механизма ВМС-106

1 – хобот; 2 - электродвигатель; 3 – клиноременная передача; 4 – эксцентриковый вал, 5 – верхний, подвижный нож; 6 – нижний, неподвижный нож; 7 – центровочное приспособление; 8 – узел регулировки эксцентриситета; 9 – механизм ручного подъема ножа

8. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ГИБКИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ



Станки и механизмы для гибки листовой стали делятся на три группы. К первой группе относятся механизмы для придания листовому материалу цилиндрической или конусообразной формы. К этой группе относятся листогибочные вальцы различных типов. Ко второй группе относятся механизмы для гибки листового материала на угол, меньший 90О. Эти механизмы называются листогибами или кромкогибами. К третьей группе относятся различные прессы, на которых листовому материалу методом штамповки можно придавать заданную форму.

В вентиляционных работах применяют листогибочные механизмы для гибки металла толщиной до 3 мм.

Для вальцевания цилиндрических труб применяются трех - и четырехвалковые листогибочные вальцы. Трехвалковые вальцы (рис 25) отличаются тем, что для придания правильной цилиндрической формы воздуховоду переднюю кромку листа перед вальцовкой необходимо подгибать вручную.

Рис. 25. Кинематическая схема трехвалковых листогибочных вальцев
Этого недостатка лишены четырехвалковые вальцы ВМС-85, схема которых представлена на рис. 26.

Предварительный загиб кромки листа производится гибочным валком путем его перемещения вверх относительно главных протягивающих вал­ков. Вальцы снабжены также ручным приводом и механизмом освобождения верхнего вальца для снятия готовой трубы.

Для вальцевания конусных обечаек применяются механизмы, имеющие три конусных вальца.


Рис. 26. Четырехвалковые листогибочные вальцы. Поперечный разрез


9. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАЛЬЦЕВ
Наиболее распространенным методом соединения стальных листов при изготовлении воздуховодов является фальцевый шов. Существуют различные виды фальцев, предназначенных для плоского и углового сое­динения листов - простой лежачий, лежачий с двойной отсечкой, угловой, реечный (рис. 27, 28).

Рис. 27. Виды фальцев

а) – простой лежачий; б) – лежачий фальц с двойной отсечкой, в) – короткий и длинный фальцы для углового шва; г) – соединительная рейка


Рис. 28. Процесс закатки лежачего и углового фальцев

а) – на картине; б) – на цилиндрической обечайке; в) – на прямоугольном воздуховоде;

1 – осаживающий ролик; 2 – матрица


Рис. 29. Фальцепрокатный механизм ФПЗ

Изготовление фальцевых швов производится механизированно. Формирование фальца производится путем прокатки металла между рядами фальцепрокатных роликов. Осаживают (догибают) фальц, получая шов, на фальцеосадочном механизме. Достаточно распространен фальцепрокатный механизм ФП-3 (рис.29), предназначенный для одновременной прокатки двух фальцев на заготовленном звене воздуховода.

Прокатка фальца производится последовательной прокаткой звена воздуховода на шести парах сменных фальцепрокатных роликов.

Валы, на которых установлены ролики, имеют принудительное вращение через редуктор от электродвигателя. Валы подпружинены друг относительно друга.

Фальцеосадочные механизмы (например,ФО-1) работают на принципе прокатки собранного и установленного на матрице фальца прокатным роликом. Ролик, продвигаясь вдоль шва, сдавливает или осаживает его.


10. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЛАНЦЕВ
При стыковке элементов круглых воздуховодов используются круглые фланцы, изготавливающиеся из угловой или полосовой стали путем сворачивания заготовки в круг требуемого диаметра. Для гибки фланцев используются различные фланцегибочные механизмы, среди которых ВМС-94 (рис. 30).

Схема гибки фланца аналогична схеме гибки листового материала между тремя валками, только вместо валков используются ролики, имеющие ручьи и зубцы на наружной поверхности. Ручьи служат для ориентировки уголка или полосы в процессе гибки, а зубцы - для увеличения силы трения при прокатывании.

Механизм ВМС-94 позволяет получать фланцы воздуховодов диаметром выше 200 мм из угловой стали размером от 25х25х3 до 36х36х4 и полосовой стали 25х4.


Рис. 30. Фланцегибочный механизм ВМС-94

11. ГРУЗОПОДЪЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ



Для повышения производительности труда при выполнении строительно-монтажных работ большое значение имеет механизация погрузочно-разгрузочных операций и транспортирования материалов и изделий.

В качестве погрузочно-разгрузочных средств применяются блоки, полиспасты, тали и тельферы, лебедки, домкраты, краны, автогидроподъемники и т.д. Неотъемлемыми элементами всех такелажных работ являются веревки, канаты и стальные тросы, к которым предъявляются жесткие требования по прочностным характеристикам.

Все эти элементы такелажных работ подлежат периодическому осмотру с целью выявления местных разрушений и испытанию на прочность. Срок службы каната (троса) во многом зависит от числа перегибов на блоках и барабанах, а также от соотношения между диаметрами каната и барабана. При выборе того или иного типа троса или каната руководствуются расчетным усилием его разрыва и коэффициентом запаса прочности, который выбирается в зависимости от условий работы каната. Для чалочных канатов, используемых для обвязывания грузов и подвешивания их к крюкам подъемного механизма, коэффициент запаса прочности принимается равным 12, поскольку при обвязке канаты изгибаются с малым радиусом кривизны и в них возникают большие дополнительные напряжения.

Среди грузоподъемных механизмов находят применение следующие:

Блоки. Блоки являются распространенным элементом грузоподъемных машин и иногда применяются как самостоятельное приспособление для подъема грузов. Монтажный блок представляет собой ролик, установленный на оси между двумя щеками. В нижней части щек на траверсе закреплен кованый крюк (рис 31 а).


Рис. 31. Блоки

а) – монтажный блок; б) – полиспаст; 1, 2 – щеки; 3 – ролик; 4 – ось.

Полиспаст. Полиспаст представляет собой две группы блоков, объединенных в одну общую обойму и работающих с одним общим тросом (рис. 31б). Одна обойма закрепляется неподвижно, а другая является подвижной. Полиспаст не имеет тормозных устройств и применяется либо для ручного подъема легких грузов, либо в комбинации с тяговыми лебедками. В зависимости от кратности усилия на тросе различают кратные и степенные полиспасты.

Рис. 32. Червячная таль



Рис. 33. Рычажная таль


Тали. Тали являются наиболее распространенными подъемными механизмами и предназначенными для ручного подъема грузов на высоту до 3 метров. В зависимости от применяемого механизма, обеспечивающего намотку цепи и подъем груза, различают тали червячные, шестеренчатые и рычажные (рис. 32, 33). В червячной тали применяется червячная передача, в шестеренчатой - планетарный цилиндрический редуктор, а в рычажной - тяговый фрикционный механизм рычажного типа.

Тельферы. Тельферами называют тали, снабженные электроприводом и закрепленные в ходовой тележке, перемещающейся по подвесному рельсовому пути (рис. 34). Основными узлами тельфера являются: тележка, электродвигатель, редуктор, барабан для наматывания троса, дисковый электромагнитный тормоз, грузовой крюк с роликом. При большой грузоподъемности тельферы имеют приводные тележки, перемещающиеся с помощью собственного электродвигателя.

Рис. 34. Тельфер типа ТВ
Лебедки. Лебедками называют грузоподъемные машины, у которых для подъема и перемещения груза канат навивается на барабан. Различают ручные лебедки грузоподъемностью до 3 тонн и приводные, приводом которых чаще всего служит электродвигатель. Лебедки устанавливаются на полу или земле, а подъем груза производится при помощи блока, закрепленного на высоте.

Домкраты. Домкрат представляет собой механизм, предназначенный для подъема тяжеловесного груза на небольшую высоту. Наибольшее распространение получили винтовые и гидравлические домкраты. Основными частями винтового домкрата являются винт с гайкой, имеющие прямоугольную или трапецеидальную резьбу.

Гидравлический домкрат работает по принципу гидравлического пресса. При помощи насоса с малым диаметром поршня рабочая жидкость нагнетается в цилиндр с большим диаметром поршня. Усилие на штоке пропорционально давлению рабочей жидкости и площади поршня.

Грузоподъемные краны. При выполнении грузоподъемных операций применяют следующие типы кранов: переносные полноповоротные краны типа "Пионер" (рис. 35), кран-балки (рис. 36), неполноповоротные краны типа "укосина" (рис. 37), башенные, автомобильные и гусеничные краны, автогидроподъемники. Основными элементами полно - и неполноповоротных кранов являются стрела или поворотная ферма (укосина) и лебедка, осуществляющая намотку троса и подъем груза.

Кран-балки - простейшие мостовые краны, у которых подъемным устройством служит тельфер, перемещающийся по направляющим моста. Подвесные кран-балки перемещаются по подкрановым путям, подвешенных к перекрытию здания. Управление кран-балкой осуществляется из кабины, подвешенной к мосту крана, или с пола при помощи кнопочного управления.


Рис 35. Полноповоротный кран
Башенные краны наиболее распространены на строительных площад­ках. Основным их достоинством является возможность транспортирования грузов в вертикальном и горизонтальном направлениях (рис. 38). Башенный кран совершает три вида движения: подъем и опускание груза, поворот стрелы и перемещение самого крана по подкрановым путям.



Рис. 36. Кран - балка


Рис. 37. Укосина



Рис. 38. Башенный кран


Крепление стрелы башенных кранов может быть шарнирным или жестким. В случае шарнирного крепления стрела может менять свое положение, меняя тем самым высоту подъема и вылет крана. В случае жесткого крепления (стрела остается горизонтальной) по стреле перемещается грузовая тележка, к которой подвешен трос для подъема груза. Вращение стрелы вокруг вертикальной оси осуществляется или совместно с башней или независимо от нее.

Автомобильные или гусеничные краны устанавливаются на автомобильном или гусеничном шасси. По роду привода краны разделяют на краны с механическим, электрическим и гидравлическим приводом.

Автогидроподъемники монтируются на автомобильном шасси и предназначены для подъема двух рабочих в корзине или груза до 200 кг. на высоту до 12 метров. Подъем и опускание мачты гидроподъемника осуществляется при помощи гидропривода, работающего от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Каневский М. А., Чернов Б. С., Купер М. Р. Станки и механизмы для произ­водства санитарно-технических и вентиляционных работ. – М.: Высшая школа, 1979.

  2. Хоткевич С.Г., Каневский М.А. Станки и механизмы для произ­водства санитарно-технических и вентиляционных работ. Учебник для техникумов. М.: Высшая школа, 1970.

  3. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2х кн. Под ред. П.Н.Учаева. – Изд. 3 –е испр..- М., Машиностроение, 1988 г.

  4. Соколова А. Д., Ходов М. П. Подъемно-транспортное и такелажное оборудование для монтажа строительных конструкций. – М.: Стройиздат, 1974.

  5. Матвеев В. В. Примеры расчета такелажной оснастки. – М.: Стройиздат, 1979.

  6. Каганов Ш. И. Охрана труда при производстве санитарно-технических и вентиляционных работ. – М.: Стройиздат, 1980.


СОДЕРЖАНИЕ


  1. ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..3

  2. ТИПЫ ТРУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ………………………………………………….3

  3. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ И НАКАТЫВАНИЯ

РЕЗЬБЫ НА СТАЛЬНЫХ ТРУБАХ………………………………………….…….…7

  1. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ГИБКИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ…………….…..….11

  2. МЕХАНИЗМ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ РАСТРУБОВ НА

ВОДОГАЗОПРОВОДНЫХ ТРУБАХ……………………………………………….15

  1. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ ...16

  2. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ РЕЗКИ ЛИСТОВОЙ И

СОРТОВОЙ СТАЛИ…………………………………………………………………..18

  1. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ГИБКИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ………………….21

  2. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАЛЬЦЕВ…………..…….23

  3. СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЛАНЦЕВ………..………25

  4. ГРУЗОПОДЪЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ………..……26

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………..31

Стерхов Валерий Алексеевич

Попов Дмитрий Николаевич

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ


ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ ТГВ


Методические указания по курсу – конспект лекций

для студентов специальности 290700

«Теплогазоснабжение и вентиляция»
в авторской редакции

Подписано в печать . . . Формат 60х84/16. Бумага офсетная

Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. , . Тираж экз. Заказ №

Лицензия РФ ПД № 00525 от 28.04.2000

Отпечатано на ризографе Издательства ИжГТУ

426069, г. Ижевск, Студенческая, 7

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации