Оборудование, оснастка, приспособления и инструмент, применяемые в сборочно-сварочных цехах

Инструменты сборочно-сварочного цеха, оснастка и другое оборудование используются сборщиками для регулировки процесса сварки и контроля качества сварных деталей и конструкций.

Оборудование сборочно-сварочного цеха

Сборочно-сварочные цехи являются ведущими цехами на судостроительных заводах. Основное их назначение — сборка и сварка корпусных конструкций из отдельных деталей. Цехи имеют технологические связи с корпусообрабатывающим и стапельным цехами, и поэтому, как правило, территориально располагаются между ними.

При сборке и сварке конструкций в цехе широко применяют автоматическую и полуавтоматическую сварку, используют сборочные приспособления и оснастку, механизированный инструмент, поточные линии и механизированные участки для изготовления корпусных конструкций.

Размещение и оснащение

Сборочно-сварочный цех размещается обычно в большом производственном здании, разделенном на несколько пролетов с разной высотой. В высоких пролетах изготовляют крупные полуобъемные и объемные секции, секции оконечностей, а также блоки секций корпуса.

В состав сборочно-сварочного цеха обычно входят следующие подразделения и участки:

• склад готовых деталей корпусов;
• участки изготовления узлов и секций;
• участок грунтовки секций;
• склад готовых секций;
• кладовые и вспомогательные службы цеха.

Склад готовых деталей предназначается для хранения и комплектации деталей корпуса, поступающих в контейнерах из корпусообрабатывающего цеха.

Рекомендуется к прочтению: Способы тепловой резки и виды пневматических работ, производимых при судостроительстве

Участки изготовления узлов и секций являются основными производственными подразделениями и снабжены технологическим и подъемно-транспортным оборудованием и оснасткой.

Чаще всего в сборочно-сварочных цехах организуют линии и участки по изготовлению:

• полотнищ;
• узлов днищевого набора;
• тавровых балок;
• фундаментов;
• малогабаритных узлов (книц и бракет);
• плоскостных, палубных, бортовых, днищевых секций;
• объемных секций оконечностей;
• секций надстроек, мачт, грузовых стрел, рулей и других конструкций.

Все участки цеха обеспечиваются питанием необходимыми видами энергии:

• осветительной;
• электроэнергией для сварки;
• кислородом;
• ацетиленом;
• углекислым газом;
• сжатым воздухом;
• водой.

Участок грунтовки предназначен для грунтовки и покраски конструкций, что обеспечивает их защиту от коррозии на период хранения.

Склад готовых секций располагают в большинстве случаев на открытой площадке. Склад обслуживается мостовыми или козловыми кранами.

Сборочно-сварочные цехи оснащают электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью от 20 до 200 т. Их количество определяют из расчета: один кран на 60—80 м длины пролета.

Сборочно-сварочная оснастка

Сборочные сопряжения

Сущность процесса сборки корпусных конструкцийСборочные работы на построечном месте состоит в том, чтобы путем взаимной подгонки кромок или поверхностей собираемых элементов обеспечить их сопряжение и предварительно скрепить их для окончательного соединения сваркой. При сборке сложных корпусных конструкций, например при стыковании секций на стапеле, необходимо одновременно обеспечить получение ряда сборочных сопряжений.

Виды сборочных сопряжений показаны на рис. 1. Получение сборочных сопряжений достигается путем физических усилий, необходимых для смещения или стягивания деталей.

Рис. 1 Сборочные сопряжения, собираемые под сварку:
а — линейные; б — поверхностные.
I — прямолинейные; II — криволинейные; III — плоские; IV — пространственные;
1 — стыковое; 2 — угловое; 3 — тавровое; 4 — наклонное тавровое; 5 — накладное; 6 — прилегающее; 7 — соприкасающееся

В целях обеспечения требуемых габаритов и формы собираемых корпусных конструкций, а также механизации выполненных работ применяют различную сборочно-сварочную оснастку.

Сборочно-сварочная оснастка представляет собой совокупность устройств, механизмов, приспособлений и специального инструмента, необходимых для осуществления запроектированного технологического процесса сборки и сварки узлов и секций корпуса.

По конструктивному оформлению и характеру использования различают универсальную и специальную сборочно-сварочную оснастку.

Универсальная оснастка является переналаживаемой, что позволяет изготовлять однотипные конструкции, различающиеся габаритами и формой.

К универсальной оснастке относятся, например, электромагнитные сварочные стенды с передвижными флюсовыми балками, сборочные постели с выдвижными стойками, переносные леса и т. п.

Специальная оснастка, как правило, проектируется для изготовления определенных конструкций. Ее нельзя использовать в дальнейшем без соответствующей переделки (например, постоянные постели с неразъемными лекалами листовой конструкции).

Сборочно-сварочная оснастка может быть механизированной и приводиться в действие каким-либо видом энергии (электрической, сжатого воздуха и др.). При такой оснастке требуются значительно меньшие затраты физического труда.

К ней относятся:

• балки с пневмоприжимами;
• поворотные постели с электроприводом и т. п.

Металлические сборочно-сварочные стенды

Пол участка сборочно-сварочного цеха, где собирают плоскостные конструкции, покрыт металлическими сборочно-сварочными стендами различной конструкции. Выбор тех или иных стендов зависит от характера производства и возможности их изготовления на данном предприятии.

Наиболее широкое применение нашли стенды, состоящие из профильных балок (швеллера или двутавра № 16—24) и приваренного к ним настила из листов толщиной около 20 мм. Балки стенда приваривают к металлическим стойкам, забетонированным в пол цеха.

Одним из наиболее совершенных сварочных стендов для автоматической сварки полотнищ является электромагнитный стенд с передвижными балками. На каждой балке имеется флюсовая подушка, представляющая собой желоб из парусины или асбестовой ткани, наполненный флюсом. Под желобом располагается воздушный шланг со специальным устройством, обеспечивающий поджатие флюсовой подушки к кромкам свариваемых листов. Расположенные вдоль флюсовой подушки электромагниты обеспечивают закрепление листов при сварке. Полотнище собирают либо непосредственно на электромагнитном флюсовом стенде, либо на сборочной площадке. Затем полотнище с помощью роликов передают для автоматической сварки на сварочный стенд. Балки устанавливают так, чтобы стык листов находился посредине флюсовой подушки.

Будет интересно: Устройства для погрузки, разгрузки и перемещения груза, и другие судовые такелажные работы

Балки с флюсовыми подушками позволяют сваривать листы от 8 до 20 мм без разделки кромок с зазором 4—5 мм, что сокращает объем пригоночных работ при сборке полотнища.

В последние годы на ряде заводов отрасли были внедрены специальные стенды для односторонней сварки плоских полотнищ с двусторонним формированием шва.

Кондукторы для сборки и сварки корпусных конструкций

Кондукторами называют сборочные приспособления, обеспечивающие точность расположения деталей собираемой конструкции без разметки. Кондукторы целесообразно применять при сборке и сварке большого количества одинаковых конструкций (бракет, шпангоутов, обечаек, фундаментов и т. д.).

Постели для сборки и сварки корпусных конструкций

Постелью называют вид технологической оснастки с лекальной опорной поверхностью, соответствующей обводам собираемой конструкции и служащей для обеспечения и сохранения необходимой кривизны конструкции в процессе сборки и сварки.

Постели могут быть:

• стационарными, т. е. с основанием, забетонированным в пол цеха;
• или съемными, т. е. не связанными с полом цеха.

В зависимости от производственного использования постели делят на специализированные и универсальные.

Специализированные постели могут быть индивидуальными, предназначенными для сборки одной определенной секции, и со сменными лекалами, предназначенными для сборки ряда аналогичных секций. При поточной постройке большой серии однотипных судов целесообразно применять индивидуальные постели. В этом случае значительно сокращаются сроки и трудоемкость сборки и сварки секций вследствие применения штатных прижимов и фиксирующих приспособлений. В зависимости от конструктивного оформления индивидуальные постели разделяют на:

• стоечные (коксовые), в которых лекальная поверхность образуется стойками (обычно из профильного проката) различной высоты;
• с постоянными лекалами, изготовленными из листового проката. Недостаток стоечной постели — ее малая жесткость и меньшая, по сравнению с лекальной постелью, точность сборки на ней корпусных конструкций.

На рис. 2 показана индивидуальная постель с постоянными лекалами.

Рис. 2 Индивидуальная постель

Постель состоит из набора параллельных металлических лекальных поперечных сечений, изготовленных из стальных листов по плазовым данным и воспроизводящих обводы секции. Лекала установлены по теоретическим линиям шпангоутов и скреплены между собой металлическими связями из профильного проката. На всех лекальных постелях должны быть нанесены риски, соответствующие положению диаметральной плоскости, пазов наружной обшивки, линии, параллельной основной. На крайних лекалах, кроме перечисленных линий, рисками намечают положение продольных ребер жесткости и стрингера. На раме постели пробивают и накернивают горизонтальный след ДП и перпендикулярные линии расположения лекал. Эти линии служат для установки и контроля при сборке постели.

При мелкосерийном производстве находят применение постели со съемными лекалами. На рис. 3 изображена такая постель, предназначенная для сборки бортовых секций.

Рис. 3 Сборочная постель со съемными лекалами.
1 — основание; 2 — съемное лекало; 3 — крепежный болт

Постель состоит из жесткой рамы и съемных лекал. Основание постели составляют поперечные балки, устанавливаемые через одну или две шпации, связанные в продольном направлении жесткостями из профиля, проходящими у основания и в верхней части рамы. Лекала присоединяются к основанию болтами с помощью соединительных стоек.

Конструкция универсальной постели в большинстве случаев представляет собой стенд с выдвижными стойками (рис. 4).

Рис. 4 Выдвижная стойка универсальной постели

Выдвижные стойки могут устанавливаться также на передвижных балках, что обеспечивает возможность установки необходимой шпации. Каждая стойка размещается на определенной высоте по данным таблиц с плаза.

Инструмент судового сборщика

Судовой сборщик в условиях бригадной организации труда должен уметь квалифицированно выполнять не только сборочные работы, но и работы смежных профессий. Поэтому судовому сборщику приходится пользоваться разнообразным сборочным и проверочно-разметочным инструментами, а также инструментами для выполнения тепловой резки и строжки, прихватки, правки, рубки и зачистки, проверочных и разметочных работ.

Сборку корпусных конструкций выполняют с помощью механизированных и ручных инструментов.

Механизированные инструменты в зависимости от типа привода разделяют на две группы:

2. Гидравлические инструменты с ручным приводом. К ним относятся талрепы, домкраты и силовые узлы-распорки. Такие инструменты имеют гидравлический (масляный) привод и работают от гидравлического ручного насоса.

   Гидравлический талреп предназначен для стягивания сопрягаемых элементов конструкций корпуса. Гидравлический талреп имеет корпус, рабочий поршень со штоком и ручной насос высокого давления, смонтированный на корпусе талрепа. Рабочий закрепляет вилки гидроталрепа к стягивающим элементам конструкции и, пользуясь ручкой талрепа, перекачивает рабочую жидкость (масло) из одной полости корпуса в другую. При этом поршень со штоком и закрепленные к нему элементы конструкции перемещаются.

   Силовой узел-распорка может применяться как самостоятельно, так и в качестве вставного инструмента, ввинчиваемого в простейшие приспособления типа «рыбий хвост» и др.

3. Пневмогидравлические и ударно-вращательные инструменты. Они приводятся в действие энергией сжатого воздуха давлением 0,5 МПа от заводских воздушных магистралей.

   Пневмогидравлический домкрат типа ДПГ представляет собой силовой гидроцилиндр со встроенной насосной станцией, приводимой в действие поршневым пневматическим двигателем. Домкраты типа ДПГ предназначены для создания распорных усилий, перемещения корпусных конструкций в процессе их установки и сборки.

   Ударно-вращательные инструменты состоят из пускового механизма, ротационного пневматического двигателя, вращательно-импульсного преобразователя и самотормозящего винтового механизма. Предназначены для механизации сборочных и монтажных работ. К ударно-вращательным инструментам относятся домкраты типа ДПУ, силовые приводы типа ГПУ и стяжки-распорки типа СПУ.

Недостатком пневмогидравлических и ударно-вращательных инструментов является то, что они постоянно связаны шлангом с магистралью сжатого воздуха. Это затрудняет их применение в труднодоступных местах (междудонном пространстве, коффердамах и др.).

Все перечисленные выше механизированные инструменты применяют во всех пространственных помещениях. Их крепят за планки и обухи, приваренные к элементам собираемых конструкций. Приварка планок и обухов и последующее их удаление увеличивают трудоемкость сборки и повреждают поверхность элементов конструкций. В этой связи целесообразно использовать для стягивания листов механизированные инструменты с крепежными элементами в виде вакуумных или электромагнитных прижимов.

Ручной сборочный инструмент

Для создания усилий, необходимых при сопряжении элементов корпусных конструкций в отдельных случаях применяются ручные инструменты:

• молоток, киянка и сборочный ломик (рис. 5);
• приспособление типа «рыбий хвост» (рис. 6), предназначенное для обжатия и выравнивания кромок листов наружной обшивки настилов палуб, платформ и т. п.;
• винтовой талреп типа ТВ (рис. 7) для механизации сборочных и монтажных работ совместно с силовым приводом ударно-вращательного действия типа ГПУ;
• сборочная струбцина (рис. 8);
• винтовой домкрат с ручным приводом, устроенный таким образом, что необходимое распорное усилие достигается вручную — винтовая пара приводится в действие с помощью ломика или рукоятки.

Рис. 5 Ручной инструмент сборщика:
а — молоток; б — киянка; в — сборочный ломик

Рис. 6 Рычажно-винтовое приспособление «рыбий хвост».
1 — рычаг; 2 — скоба; 3 — винт

Рис. 7 Винтовой талреп типа ТВ.
1 — рама; 2 — винт; 3 — вилка; 4 — штырь

Рис. 8 Сборочная струбцина

Проверочно-разметочный инструмент

Для уточнения размеров деталей корпуса, взаимного расположения сопрягаемых элементов, выполнения разметочных и проверочных работ сборщик применяет:

• складной метр, рулетки для измерения длины;
• щупы (набор пластин) для проверки размера зазоров под сварку и плотности обжатия под клепку (рис. 9);
• бухтиномер для измерения стрелок прогиба при правке корпусных конструкций (рис. 10).

Рис. 9 Пластины-щупы

Рис. 10 Бухтиномер.
1 — линейка вертикальная; 2 — каретка; 3 — линейная горизонтальная; 4 — ножка

Кроме того, сборщики используют:

• транспортир для разметки углов при установке элементов корпусных конструкций;
• малочник для измерения малок и установки элементов корпусных конструкций под углом;
• угломер для контроля разделки кромок под сварку;
• отвес для проверки вертикального положения конструкций;
• шланговый уровень для проверки положения установки конструкций в горизонтальное положение. Рекомендуется применять шланговые уровни с трубками, имеющими шкалу и пробку, препятствующую выливанию жидкости;
• брусковый уровень для проверки горизонтального и вертикального положения корпусных конструкций;
• рейсмус для причерчивания соединяемых корпусных конструкций;
• чертилки для прочерчивания размеченных линий.