Изготовление обечаек цилиндров и конусов

изготовление конуса на вальцах

производство емкостейТиповой технологический цикл изготовления обечаек из листа включает следующие этапы:

1) Входной контроль, правка, очистка листа.
2) Разметка и резка заготовок.
3) Обработка кромок под сварные швы.
4) Сборка заготовок.
5) Сварка листовых заготовок.
6) Вальцовка (штамповка) обечаек.
7) Сварка продольных швов.
8) Калибровка.
9) Контроль.

вальцовка обечаек в производственных условияхПри необходимости также производят дополнительные операции:

схема зиговки обечайки1) Зиговку обечаек (рис. 3). Внутренние зиги служат для установки опор, перегородок, решеток. Наружные зиги — для придания жесткости обечайке.
2) Отбортовку торцов внутрь (под установку днищ и рубашек охлаждения) или наружу для монтажа накидных фланцев (рис.4); отбортовку отверстий в обечайках (рис. 5).
3) Шлифование абразивными кругами или лентами (рис.6).

Волнистость листовых заготовок может стать причиной потери устойчивости обечайки аппарата, поэтому заготовки необходимо подвергать правке перед вальцовкой.

отбортовка обечаекПри отсутствии необходимого оборудования в условиях мелкосерийного или единичного производства необходимо отбраковывать негодный лист на этапе входного контроля.

отбортовка отверстийПравку листа производят на многовалковых машинах (рис.7). Шаг между валками и количество роликов определяются в зависимости от толщины листа (таблица 1).

Очистку листовых заготовок производят несколькими методами:

1) Пескоструйная очистка струей сжатого воздуха, в котором находятся частицы абразивного песка. После сухой пескоструйной очистки необходимо обеспыливание поверхности. Вместо песка возможно использование мелкой дроби из стали или чугуна (дробеструйная очистка).
2) Дробеметная очистка в проходных дробеметных установках. Этот способ очень производителен и эффективен, однако он неприменим для тонколистовых заготовок, так как в процессе обработки происходит их коробление (толщина листа должна быть не менее 5 мм). Дробеметная очистка позволяет удалить как тяжелые загрязнения (окалину), так и следы смазок и масел.
шлифование обечаек3) Очистка металлическими вращающимися щетками.
4) Газопламенным нагревом горелкой, смонтированной на роликовых опорах, производят термическую очистку. При нагреве до 150 градусов происходит отделение окалины и отслаивание ржавчины, которую затем зачищают металлическими щетками.
5) Химическое обезжиривание ручной протиркой или распылением растворителем, либо в ваннах. После химического обезжиривания должна производиться промывка водой и сушка.

раскрой листаИсходя из фактических размеров листа, характера его кромки (обрезная или не обрезная), ширины вальцев, припусков под обработку кромок и сварочных зазоров, производят раскрой — графическое изображение наиболее рационального (малоотходного) варианта резки листа (рис.8). При этом возможны индивидуальный вариант раскроя для одной или нескольких однотипных деталей; смешанный — с учетом других деталей, необходимых для изготовления конкретного узла или изделия; групповой — для партии изделий, в этом случае вырезают сначала крупные детали, затем более мелкие. Коэффициент раскроя определяется как отношение чистого веса детали к норме расхода на деталь с учетом раскроя. Чем выше этот коэффициент, тем экономнее раскрой.
правка листаРазметку заготовок на листе производят мелом или чертилкой с применением универсального измерительного инструмента. При резке на портальных газорезательных машинах с ЧПУ разметка не требуется.
Резка заготовок производится на гильотинных ножницах с наклонными/прямыми ножами, на дисковых ножницах или термическими способами (кислородная, дуговая, плазменная или лазерная резка). Первый способ является наиболее производительным, но имеются ограничения по возможной толщине листа.
форма разделки кромок под сваркуКромки заготовок под сварку обрабатываются на кромкострогальных, кромкофрезерных станках, термической резкой или ручными способами в единичном производстве (шлифмашинки, напильники, пневматические молотки). Форма разделки кромок зависит от требований нормативной документации на изготовление сосудов и аппаратов и может быть нескольких видов (рис.9).
Вальцовку (гибку) листа производят на двухвалковых машинах (для толщин не более 5 мм) и трехвалковых вальцах. Путем передвижения верхнего валка на трехвалковых симметричных машинах регулируется радиус гибки (диаметр обечайки). Лист прокатывается несколько раз (рис.10). После этого производится подгибка концов обечайки.

От ровного листа до круглой обечайки:

 

Гибка обечаек

Вальцы с асимметричным расположением валков (рис.11) производят практически полную гибку обечайки.
вальцовка обечайки на трехвалковой машинедефекты, возникающие при вальцовке обечаекНаиболее современными являются четырехвалковые машины (рис.12), на которых за один цикл осуществляется вальцовка и подгибка краев.
Радиус гибки обечаек проверяют шаблонами. Возможные дефекты вальцовки цилиндрических обечаек приведены на рис.14.

Также способы получения нужной формы бывают разные.

гибка на вальцах с асимметричным расположением валковГибка конических обечаек производится несколькими способами:

1) Установкой под углом среднего валка у симметричных трехвалковых машин и бокового валка у асимметричных трехвалковых и четырехвалковых вальцев (рис.15).
2) Гибкой по средней линии последовательно по различным участкам (рис.16) на вальцах. Сначала осуществляют подгибку кромок, затем гнут середину заготовки на каждом участке с переустановками. Такой способ приводит к повышенному износу оборудования.
гибка на четырехвалковой машине3) Гибка обечаек на вальцах со сменными коническими валками. Этот способ оправдан в серийном и массовом производстве.
4) Безвальцевым способом для листа толщиной до 20 мм. На рис. 17 показан метод свертывания. Кромки 3 и 4 заготовки закрепляют в опорах 2 и 5, сводят друг к другу, одновременно поворачивают опоры в разных направлениях. Далее кромки конической обечайки соединяют на прихватках и снимают со станка.
5) Наиболее производительным способом является изготовление конических обечаек в штампах (рис.18).
Перед сваркой частей обечаек производят их предварительную фиксацию для исключения деформации элементов и обеспечения сварочных зазоров. Совмещение кромок обычно производится струбцинами и сборочными кольцами для тонкого листа (рис.19). На одну обечайку устанавливается две струбцины по торцам. гибка конической обечайки на трехвалковой машине со смещением верхнего валкаЦилиндричность обечаек обеспечивается специальными приспособлениями с домкратами, распирающими деталь. При сборке габаритных деталей используются стяжные планки и клиновые соединения (рис.20).

Видео гибки конусной обечайки

 

После сборки проверяется сварочный зазор и выполняются сварочные прихватки (рис.21). Параметры прихваток приведены в таблице 2. Заходные и выводные планки применяются для обеспечения качественного сварного шва по торцам обечайки.
гибка конической обечайки по средним линиямПри сборке обечаек используются роликовые стенды (рис.22) и кантователи. Сварку кольцевых и продольных швов обечаек производят ручным способом, механизированным способом или с применением сварочных роботов.
Для ликвидации остаточных напряжений в сварных швах обечайки подвергают термообработке в шахтных печах.
После сварки производится калибровка обечайки на вальцах — прокатка ее в несколько заходов.
При окончательном контроле изготовленных обечаек проверяют их геометрические размеры, отсутствие деформаций и поверхностных дефектов детали.

сборка обечаек

Более подробно об изготовлении отдельных видов обечаек, читайте в разделах «Вентиляция», «Водосток» и «Для гибки металла».