Сеть профессиональных контактов специалистов сварки.
             

Машины термической резки

Темы: Газовая резка, Резка металла, Оборудование для резки, Газовый резак.

Для термической резки используется оборудование общего и специального назначения. Оборудование общего назначения наиболее эффективно на участках термической резки с небольшим или средним объемом повторяющихся деталей. Оно может быть использовано при комплексной автоматизации и механизации процессов резки в составе поточных и автоматизированных линий. Применение специализированных машин и установок экономически оправдано при большом объеме однотипных операций резки.

Оборудование общего назначения. Машины термической резки листового металла изготовляют в соответствии с ГОСТ 5614—74. Типы и исполнение машин приведены в табл. 1.

Конструктивные схемы стационарных машин для резки листов в зависимости от кинематики их несущих частей подразделяются на прямоугольно-координатные, полярно-координатные (рис. 1). Особенности кинематической схемы прямоугольно-координатных машин позволяют обрабатывать неограниченную длину листов, определяемую длиной направляющих рельсов. Число кислородных резаков на этих машинах может быть 1—12, а плазменных 1—4. Прямоугольно-координатные машины по принципиальным схемам несущей части делятся на портальные и портал ьно- консольные.

Ширина обработки зависит от схемы прямоугольно-координатной машины и способа копирования. Портально-консольные машины применяются с фотоэлектронным копированием в масштабе 1:1. Ширина обработки этих машин не превышает 2 м, а серийных портальных — 2...8 м. Машины этого типа занимают меньшую площадь цеха, чем портально-консольные при одинаковой ширине обрабатываемого листа.

Таблица 1. Машины термической резки листового металла : типы и исполнение

Тип машин
по конструктивной
схеме
по способу резки
по системе контурного управления или
способу движения
Стационарные
П — портальные
К — кислородные;
Пл — плазменно-
дуговые;
Гл — газолазерные
Л — линейные, для прямолинейной
резки;
Ф — фотокопировальные по
чертежу,»для фигурной резки;
Ц — цифровые программные, для
фигурной резки
Пк - портально-
консольные
М — магнитные по стальному ко-
пиру, для фигурной резки;
Ф - фотокопировальные по чер-
тежу, для фигурной резки
Ш — шарнирные
М - магнитные по стальному ко-
пиру, для фигурной резки
Переносные
-
К — кислородные;
Пл — плазменно-
дуговые
Р — по разметке;
Ц - по циркулю;
Н — по направляющим;
Г — по гибкому копиру
 

Стационарные машины термической резки : схемы

Рисунок 1. Схемы стационарных машин термической резки: а, б, в, г, д — портально-консольных; с — портальных; / — несущая часть; 2 — копировальное устройство; 3 — копировальный стол; 4 — резаки; 5 — обрабатываемый лист

Шарнирные машины с полярно-координатной схемой механизма применяют для точной вырезки деталей небольшой и средней величины (менее 1 м). Вследствие вращательного характера движения шарнирных рам и необходимости совпадения осей ведущего и режущего элементов на этих машинах можно производить только вертикальную резку. Дополнительное оснащение пантографным механизмом позволяет увеличить число резаков на шарнирных машинах до трех.

Удовлетворение многообразных требований производства (размеров, технико-эксплуатационных характеристик) при минимальных затратах обусловило создание типоразмерного ряда с широким использованием унифицированных систем узлов, позволяющих на одной конструктивной базе создавать несколько модификаций. В основе ряда положен блочномодульный принцип конструирования, который позволил на основе ограниченного количества узлов разработать 18 типов машин различного исполнения. В качестве обобщенного классификационного параметра принята ширина площади обработки. Этот параметр в наибольшей мере определяет конструктивные различия стационарных машин. Основные параметры стационарных машин по ГОСТ 5614—74 приведены в табл. 2.

 

Таблица 2. Основные параметры стационарных машин термической резки (ГОСТ 5614-74)

Исполнение по конструктивной схеме Наибольшие размеры обрабатываемых листов (сваренных полотнищ), мм Ширина колеи рельсового пути, мм Диапазон регулирования скорости перемещения резака, мм/мин, не менее

Потребляемая мощность*, Вт, не более

Масса* с рельсовым путем на длину обработки 8000 мм, кг, не более
 
ширина
длина
пути, мм
от
до*3
Ш
1000
1000
-
100
800;
1600;
2000;
4000;
6000;
8000;
10000

120
200*2
Пк
1000
2000;
4000;
6000;
8000;
12000*3;
1600*3;
20000*3;
24000
1600
1000
1200
1500
2100
1500
1500
2000
2600
1500
2000
П
1000
1500
70
1500
3500
1500
2000
1500
4000
2000
2500
2000
4150
2500
3300
3500
4200
3200*-*
4000
3500
5000
3500
4500
4000
5100
5000
6500
5000
6000
8000
9500
8000
7000
10000
11500
1000
8000
12000
13600
12000
9000
* Без источников питания технологической оснастки.
*2 Без рельсового пути.
*3 По заказу.

 

Основные показатели качества стационарных машин для термической резки листов установлены ГОСТ 4.41—85. К ним относятся следующие:

  1. Показатели назначения (точность воспроизведения заданного контура, скорость перемещения резака, резки, число суппортов и др.).
  2. Показатели надежности (установленные сроки службы, безотказная наработка, время восстановления работоспособного состояния).
  3. Показатели экономного использования сырья, топлива, энергии и трудовых ресурсов (потребляемая мощность, массы ходовой части машины термической резки, расходы горючего газа, кислорода, электроэнергии).

Кроме основных показателей установлены показатели технологичности, транспортабельности, стандартизации и унификации, безопасности.

Точность вырезаемых деталей и заготовок и показатели качества поверхности реза определяются по ГОСТ 14792—80. Наименьшие предельные отклонения для номинального размера менее 500 мм составляют ±1,0 мм, а наибольшие для заготовок свыше 2500 мм, толщиной 61л. 100 мм — ±5,6 мм.

Качество поверхности реза определяется сочетанием следующих показателей: отклонением поверхности реза от перпендикулярности, шероховатостью поверхности реза, зоной термического влияния. Отклонение от перпендикулярности в зависимости от классов резки и толщины металлов составляет 0,2...4 мм, высота микронеровностей профиля поверхности Rz - 0,05... 1 мм, а зона термического влияния ограничена 0,1...3,2 мм.

Важнейшим показателем машин является точность воспроизведения заданного контура. Точность машин проверяется сравнением размеров заданной окружности диаметром 500 мм с вычерченными машиной окружностями того же диаметра в двух крайних по ширине обработки положениях суппорта. Предельные отклонения вычерченного контура от номинального в соответствии с ГОСТ 5614—74 пр размерам не должны превышать значений, приведенных ниже.

Класс точности машины 1 2 3
Предельное-отклонение, мм ±0,5 ±1,0 ±1,5

Значения погрешностей для машин термической резки, влияющих на точность резки, приведены в табл. 3. Наиболее заметно точность контуров деталей снижают погрешности кинематических узлов и направляющих устройств. Динамические погрешности разме ров деталей при вырезке углов в значительной мере определяются величиной кинематических зазоров в передачах, скоростью перемещения и массами движущихся элементов. При недостаточной жесткости узлов и связей между ними имеет место упругий "мертвый" ход механизмов, который в совокупности с динамическими погрешностями приводит к большим выбегам на углах деталей.

 

Таблица 3. Значения погрешностей машин термической резки, мм/м

Узлы
Кислородная типа ПКЦ
Лазерная "Луч"
3,5
2,5
Привод:
     
механический
0,69/1,173
0,6/1,093
0,308/0,346
кинематический
0,45/0,93
0,45/0,911
0,218/0,255
продольного и поперечного хода
0,3
0,3
0,15
зазоры
-/0,15
-/од
упругий "мертвый" ход
-/0,8
-/0,8
"/0,1
опорных катков
0,1
0,1
0,05
Направляющие устройства:
     
продольного хода
0,2/0,1 0,1 0,15
поперечного хода
0,4
0,15
0,1
отклонения от перпендикулярности
0,15
0,15
0,1
Портал:
     
от неравномерности нагрева
0,1 0,1  
от статической нагрузки
0,1
0,15
0,05
Динамические при скорости:
     
постоянной
0,15/-
0,2/-
0,05/-
переменной
-/0,5
"/0,5
-/0,1
Электроприводы систем:
     
управления
0,1
0,05
0,05
оптической
0,05
Машина
0,732/1,19
0,602/1,1
0,32/0,372
 
0,367/0,597
0,301/0,55
0,16/0,186

При проектировании необходимо учитывать следующее: датчики обратных связей электропривода должны быть установлены в конце кинематической цепи машины, например, на валу шестерни реечного зацепления; точность изготовления выходной передачи (шага зуба, рейки при реечной передаче или винтовой пары) должна быть предельно высокой, а зацепление в силовых передачах беззазорным.

При разработке кинематической схемы машины необходимо стремиться к более полному охвату замыкания передач, чтобы уменьшить влияние на точность резки упругого "мертвого" хода. Для портальных машин целесообразно применять двусторонний привод.

Погрешности машины от деформации балки портала можно снизить рациональным выбором типа и параметров конструкции балки каретки поперечного хода резака. Необходимо устранить волнистость опорных и направляющих поверхностей продольного и поперечного ходов, их взаимное отклонение от перпендикулярности и плоскостности.

Динамические погрешности машин на участках с большим радиусом кривизны возникают при совпадении частоты свободных колебаний узла машины с частотой вынужденных колебаний. Резонансные явления приводят к многократному увеличению амплитуды колебаний резака. Частота собственных колебаний резака может быть повышена увеличением жесткости подвижных узлов (особенно суппорта и связей суппорта с порталом), а также снижением массы подвижных элементов. Увеличение частоты собственных колебаний машины от 8 до 40 Гц (по частоте колебаний наименее жесткого узла) с одновременным снижением на 30...40% массы движущихся элементов приводит к повышению в 2—3 раза скорости резки углов при той же точности. В машинах с высокой динамической точностью частота свободных колебаний портала на всех направлениях должна быть не ниже 60 Гц.

 

Машины термической резки труб

Предназначены для механизированной газовой (ацетилен, пропан) и плазменной резки углеродистых и низколегированных сталей (толщиной от 5 до 160 мм) в полевых условиях при ремонте магистральных трубопроводов и на трубосварочных базах при температуре окружающей среды от 40 до –40 °C. Машины термической резки подразделяют на машины общего назначения и специализированные. Специализированные машины предназначены для выполнения какой-либо одной специфической операции: обрезки труб, вырезки фланцев, отверстий в вертикальной и наклонной плоскостях и др.

Кислородная резка производится с использованием в качестве горючего газа ацетилена или его заменителей (пропан-бутана). Машины термической резки оснащены машинными резаками типа РM-3, "Салют ПН", и др. (таблица 4) и устойчиво работают при давлении ацетилена на входе 0,01 МПа и давлении газов-заменителей 0,03 МПа.

Таблица 4.Машинные резаки.

Изделие Номер мундштука Толщина разрезаемой стали, мм Длина резака, мм, не более Масса, кг Производитель
внутреннего наружного
РМ-3 1 2, 3 5-300 332 0,92 ЗАО "Мидасот-Т"
"Салют ПН" 1 ОП, 1П, 2П 3-500 212 0,70 ВНИИАВТОГЕНМАШ

Машина термической резки "Орбита-БМ"

Рисунок 2. Машина термической резки "Орбита-БМ".

 

Переносные машины для кислородной резки

По сравнению с ручной резкой переносные машины обеспечивают более высокое качество поверхности реза, значительно ускоряют процесс и освобождают рабочего от тяжелого ручного труда. Такие машины термической резки имеют малую массу, просты по устройству и удобны в эксплуатации. Газопитание переносных машин, эксплуатируемых на предприятиях, трассовых условиях при ремонте или монтаже, может осуществляться от передвижных постов.

Машины типа "Орбита-БМ", широко применяемые при ремонте трубопроводов (рис. 2), выполняют резку перпендикулярно оси трубы или под различными углами (для снятия фасок). Система крепления и перемещения машины по гибкому кольцевому поясу (шаблону) гарантирует точное совпадение начала и конца резов. Выпускаются в комплектациях как для газовой, так и плазменной резки труб.

Таблица 5. Техническая характерситика машины термической резки "Орбита-БМ"

 

Размеры разрезаемых, труб, мм:  
диаметр по I варианту 530, 720,
820, 1—20,
1220, 1420
толщина стенок 5—75
Количество резаков 2
Скорость перемещения резака, мм/мин 100—1200
Несовпадения начала и конца реза, мм, не более 1
Отклонение контура реза от плоскости, мм (при диаметре до 1 м/свыше 1 м) 1 / 2
Максимальный расход (кислород/пропан-бутан/ацетилен), м3 12/0,4/0,55
Рабочее давление, МПа:  
кислорода 1,2
ацетилена 0,01—0,05
пропан-бутана 0,01—0,045
Подводимое напряжение, В (к блоку питания к машине) 220—230
Потребляемая мощность, Вт, не более 110
Габаритные размеры ходовой части с блоком резки, мм 344 х 518 х447
Масса комплекта, кг, не более 105

Машина термической резки "Орбита" с устройством подготовки кромок

Рисунок. 3. Машина термической резки "Орбита" с устройством подготовки кромок

Машина термической резки типа "Орбита БМ" может оснащаться специальным устройством для снятия слоя металла после кислородной или плазменной резки перед сваркой (рис. 3), что позволяет исключить обработку кромок шлифмашинками вручную.

СТО "Газпром 2-3.5-046—2006", определяющий порядок экспертизы технических условий на оборудование и материалы, аттестации технологии и оценки готовности организаций к выполнению работ по диагностике и ремонту объектов транспорта газа ОАО "Газпром", устанавливает номенклатуру (виды) оборудования, материалов, технологий и утверждает перечни головных экспертных организаций по каждому виду оборудования, материалов и технологий. Головной экспертной организацией по оборудованию и технологиям резки трубопроводов является МЦ "ВНИИАВТОГЕНМАШ". Стандарт ОАО "Газпром" введен в действие с 24.07.2006 г.

Учитывая, что многочисленные объекты ОАО "Газпром" расположены по всей территории России от северных границ до западных и южных, а также при реализации технологий резки и сварки применяется более 6 тыс. единиц сварочного оборудования, участвуют и содействуют несколько тысяч сварщиков, резчиков и обслуживающего персонала, добываемый, транспортируемый, потребляемый газ и газы, используемые при газопламенной обработке металлов, являются взрывоопасными, вопросы обеспечения безопасности при производстве газорезательных и газосварочных работ становятся наиважнейшими, имеющими большое социальное значение, влияющими на качество и надежность указанных промышленных объектов.

Другие материалы относящиеся к темам "

Машины термической резки

:, газовая сварка, резка" :

Раздел Оборудование для газопламенной резки, сварки, наплавки, пайки
Раздел Резка

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

.