Сварка рамы. Технология изготовления сварной конструкции «Рама»

Дипломная работа

Сварные рамы тележек изготовляются из балок, имеющих в сечении замкнутый контур, из штампованных и прокатных профилей. Рессорное подвешивание: центральное — эллиптические рессоры, надбуксовое — спиральные пружины. Вагон оборудован ручным тормозом и одним пневматическим тормозным цилиндром на раме вагона.  

Сварная рама тележки опирается на надбуксовые цилиндрические рессоры и через них на опоры роликовых букс колесных пар. Тележка имеет центральное рессорное подвешивание, состоящее из четырех трехрядных пружин, двух люлечных балок, четырех люлечных подвесок и боковых гидравлических гасителей колебаний. Тележки для вагонов массой брутто до 70 т имеют по одному с каждой стороны гидравлическому гасителю колебаний, а для вагонов массой брутто выше-70, т — по два гасителя.  

Сварная рама тележки (рис. 10) имеет в плане прямоугольную форму с закругленными углами и состоит из двух боковин 3, связанных между собой шкворневым брусом 10 и двумя концевыми поперечными брусьями 2, переходящими в боковину по радиусу.  

На сварной раме тележки смонтированы: механизм главного подъема, механизм управления клещами, привод механизма выталкивания и механизм передвижения тележки.  

Техническая характеристика мостовых кранов, работающих на грузовых дворах станций.  

На сварной раме тележки закрепляют металлический настил с крестообразной насечкой для повышения сцепления с подошвами обслуживающего персонала. Ограждающие перила на тележке также повышают безопасность производства работ по ремонту и механизмов тележки.  

Приварка двух накладок, с зазором 20 мм между швами, на пластину (см. рис. 65, ж), имитирующая узел сварной рамы тележки подвижного состава, вызывает резкую концентрацию напряжений и наводит высокие остаточные напряжения.  

Передвижная установка для сверления ш п а л предназначена для рассверливания изношенных костыльных или шурупных отверстий в шпалах (рис. 8); смонтирована на сварной раме тележки, снабженной четырьмя роликами для передвижения по съемному уголковому пути. Установка имеет две сверлильные головки для одновременного рассверливания разработанных костыльных отверстий в обоих концах шпалы.  

Широко распространена дробеструйная обработка , эксплуатационная прочность которых резко увеличивается в различных климатических условиях при температуре от 30 до — 70 С. Так, было упрочнено 220 сварных рам тележек железнодорожных вагонов. Они прошли 220 тыс. км, показав высокую эксплуатационную прочность в различных климатических условиях; при температуре от 30 до — 70 С в них не было обнаружено трещин.  

Широко распространено поверхностное упрочнение сварных соединений, эксплуатационная прочность которых резко увеличивается в различных климатических условиях при температуре от 30 до-70 С. Так, на Рижском вагоностроительном заводе было упрочнено 220 сварных рам тележек электросекций. Они прошли 220 тыс. км, показав высокую эксплуатационную прочность в различных климатических условиях; при температуре от 30 до — 70 С в них не было обнаружено трещин. При пластическом деформировании (наклепе) рессор удалось повысить их предел прочности в 5 — 6 раз, а предел текучести в 3 — 7 раз при максимально возможных деформациях.  

Так, при изготовлении сферических резервуаров для хранения различных продуктов ограничиваются только отпуском лепестков с приваренными люками. Отпуск отдельных узлов применяют также при изготовлении сварных рам тележек вагонов и локомотивов. Такие операции значительно проще, чем отпуск всей конструкции, и, как показал опыт, обеспечивают требуемую эксплуатационную надежность.  

   1

Проектирование рамы производится после второй компоновки привода.

Конфигурация и размеры рамы зависят от типа и размеров редуктора и электродвигателя. Расстояние между ними зависит от подобранной соединительной муфты.

Проектирование рамы выполняется в выбранном масштабе в следующем порядке:

  • На листе бумаги вычерчивают тонкими линиями контуры муфты в разрезе (рис. 10);
  • Одну часть муфты соединяют с валом электродвигателя, другую – с валом редуктора.

Размеры валов редуктора и электродвигателя принимают по каталогам. Торцы ступиц муфт должны упираться в буртики на концах валов. Если длина ступицы стандартной муфты меньше длины посадочного конца вала электродвигателя, тогда между торцом ступицы и буртиком вала устанавливают распорную втулку. Если ступица полумуфты длиннее вала, то ее можно обрезать, проверив предварительно прочность шпоночного соединения. Затем определяют размер a между торцами валов;

Наносят тонкими линиями контуры электродвигателя и редуктора, а также размеры l 1 , l 2 , l 3 и l 4 ;

Вычерчивают контур рамы и наносят на чертеже размер, равный разности высот h опорных поверхностей двигателя и рамы;

  • Вид сверху размещают под главным видом рамы (рис. 11).

    На виде сверху проводят осевые линии вала электродвигателя и входного вала редуктора;

Изображают отверстия в лапах электродвигателя d э и лапах редуктора d р, указывают координаты расположения отверстий с э, с 2э, с р, с 2р и с 3р;

Определяют размеры опорных поверхностей электродвигателя b э, b 1 , с 1э, l э и редуктора b р, b 2 , с 1р, l р, которые наносят тонкими линиями на виде сверху. Перечисленные размеры определяют по каталогу электродвигателей и каталогу редукторов (возможно из чертежа спроектированного редуктора);

  • Для создания базовых поверхностей под элементы привода на раме размещают металлические платики в виде отдельных прямоугольных пластин. Высоту платиков принимают 4…8 мм (до 20 мм для выравнивания по высоте осей сборочных единиц привода).

    Платики редуктора и электродвигателя часто проектируют с разными высотами, это позволяет в некоторых случаях компенсировать разность высот горизонтально расположенных осей валов редуктора и электродвигателя. Размеры платиков в плане можно принимать равными размерам опорных поверхностей элементов привода либо на 3…5 мм больше соответствующих размеров опорных поверхностей двигателя и редуктора. Возможно использование сварных рам без платиков, так как поверхность проката достаточно чистая и ровная. Назначение платиков – компенсация ошибок размеров и других дефектов сварной конструкции. При отсутствии платиков эти дефекты компенсируют с помощью комплекта прокладок. Однако монтаж оборудования на неровной поверхности значительно сложнее. Обязательно применение платиков на рамах сложной конструкции с разностью уровней присоединительных поверхностей и большим количеством ;

Определяют основные размеры рамы в плане B и L . Для этого b 0 , b 3 и b 4 принимают конструктивно не менее 8…10 мм. Размеры B и L округляют до стандартных значений;

  • Предварительно определяют высоту нижнего пояса рамы (см. рис. 12)

Н = (0,1…0,15)L .

Наипростейшее изображение рамы, для которой характерно наличие общей продольной оси элементов привода и платиков, показано на рис. 12. Такие рамы состоят из двух продольных швеллеров 1 и трех-четырех поперечных швеллеров 2 одного номера профиля, сваренных между собой. При этом желательно иметь одинаковые высоты осей редуктора и электродвигателя, вследствие чего уровень платиков всех присоединительных мест будет одинаковым, что значительно упрощает конструкцию рамы и обработку платиков. Для удобства крепления узлов к раме целесообразно продольные швеллеры располагать полками наружу с продольным расположением платиков 3 под электродвигатель и 4 – под редуктор параллельно оси.

Пример более сложной рамы представлен на рис. 13. Рама состоит из двух продольных швеллеров 1 (нижний пояс рамы), двух пар поперечных швеллеров 2 и 3. Пары поперечных швеллеров 2 и 3 углублены в нижний пояс рамы на разные высоты и выполнены с подрезом для опоры на продольные швеллера 1. Поперечный швеллер 4 установлен между продольными швеллерами 1 для дополнительной жесткости конструкции. На швеллерах 1, 2 и 3 установлены платики 5, 6 и 7, которые служат опорными поверхностями, соответственно, для электродвигателя, редуктора и опор исполнительного механизма.

Узлы привода будут закреплены на полках швеллеров, образующих раму. Ширину рамы необходимо проверять на возможность размещения и монтажа узлов с обязательным определением разности уровней h (см. рис. 10) между опорными поверхностями. Для нахождения h за базовый уровень, от которого ведется отсчет, принимают опорную поверхность под электродвигатель. Нижний пояс рамы усилен ребрами жесткости 8. К нижним полкам швеллеров 1 приварены косые шайбы 9. Рама будет закреплена на основании фундаментными болтами.

В сварной раме можно выделить элементы базовой конструкции и элементы надстройки.

К элементам базовой конструкции относится нижний пояс, свариваемый обычно из швеллеров. Размер швеллеров выбирается по ГОСТ 8240-89 (табл. П. 22) в зависимости от ширины b полки, либо с учетом размеров крепежных отверстий в полке швеллера. Для обеспечения возможности размещения на их полках отверстий под фундаментные болты ширина b полки швеллера должна быть равна

b ≥ 3,2d б,

где d б – диаметр фундаментных болтов.

Диаметр d б. фундаментных болтов должен быть не менее наибольшего диаметра болтов, присоединяемых к раме сборочных единиц.

Высота h швеллера нижнего пояса рамы

h ≥ (0,1…0,15)L ,

где L – габаритный наибольший размер (длина) рамы.

Нижний пояс должен быть оформлен как самостоятельная, технологически законченная конструкция в виде жесткой рамы. Нижний пояс удобно конструировать из двух продольно расположенных швеллеров и трех-четырех поперечно расположенных швеллеров, приваренных к первым. Швеллеры располагаются полками наружу. Такое расположение удобно для крепления узлов к раме, выполняемого как болтами, так и винтами. Для увеличения жесткости длинных рам добавляют диагонально установленные балки из уголков. На внутренние поверхности полок продольных швеллеров приваривают или накладывают косые шайбы, выравнивающие опорные поверхности рамы под гайками и головками болтов. Иногда для изготовления косых шайб используют полки швеллеров. Размеры косых шайб подбираются по диаметру болтов (табл. П. 28).

Для того чтобы можно было использовать муфту при соединении валов двигателя и редуктора (либо выходного вала редуктора и исполнительного механизма), оси валов должны быть расположены на одной горизонтальной прямой. Если расстояния от этой прямой до опорных плоскостей двигателя и редуктора (редуктора и исполнительного механизма) разные, то конструкция рамы несколько усложняется.

Небольшую разность высот устраняют привариванием полос толщиной до 20 мм. К нижнему поясу привариваются элементы надстройки, если перепад размеров больше 20 мм. Надстройку чаще выполняют из профилей таких же номеров, что и при проектировании нижнего пояса рамы. Если высота надстройки велика, то высоту понижают применением швеллеров (рис. 14, а) с вырезами на вертикальной стенке. Швеллеры, положенные на ребра (рис. 14, б) или установленные на полки (рис. 14, в), а также сваренные из листа конструкции (рис. 14, г), образуют надстройку. Чтобы при затяжке болтов не прогибались полки швеллеров, их усиливают ребрами жесткости 1. После сварки рамы обязательны операции правки с последующей механической обработкой базовых поверхностей платиков.

Иногда необходимо раму существенно поднять над уровнем пола. В этом случае к продольным швеллерам базовой конструкции рамы приваривают стойки. Число стоек выбирают не менее шести. Жесткость рам на высоких стойках увеличивают привариванием косынок (рис. 15, а) и диагональных уголков (рис. 15, б).

Стойки проверяют на продольную устойчивость, а базовую конструкцию рамы – на изгибную прочность и виброустойчивость.

Взаимное расположение электродвигателя и элементов привода определяет конструкцию рамы. Если осевые линии валов каких-либо сборочных единиц взаимно перпендикулярны на виде сверху, то нужна рама с в плане. Платики такой рамы могут располагаться в одной или двух-трех плоскостях.

Пример такой рамы предложен на рис. 16. Нижний пояс выполнен из профилей 1 одного номера полками наружу. Перпендикулярно к профилям, образующим наружный контур нижнего пояса рамы, установлены три пары швеллеров 2, 3 и 4 того же номера. К швеллерам пары 2 приварены два уголка 5, усиленные ребрами жесткости 6, а швеллеры пары 4 установлены с превышением над уровнем нижнего пояса рамы. В трех плоскостях получены опорные поверхности рамы. На этих поверхностях размещены три пары платиков 7, 8 и 9, в которых выполнены сквозные отверстия для крепления элементов привода к раме. В местах расположения сквозных отверстий в полках нижнего пояса рамы для увеличения жесткости рамы к верхним и нижним полкам с внутренней стороны приварены накладки 10 и ребра жесткости 11. Эта рама сконструирована так, что фундаментные болты пропускают через обе полки швеллеров 1 и гайки опирают о верхнюю полку.

В процессе эксплуатации приводов с ременной передачей для компенсации вытяжки ремней в процессе их эксплуатации и удобства смены ремней должна быть предусмотрена периодическая регулировка межосевого расстояния ременной передачи. Удобно регулировать натяжение ремня перемещением электродвигателя. Предусмотрен вариант (рис. 17) прямолинейного перемещения электродвигателя по направляющим (двум пазам с помощью регулировочных винтов).

Выходной вал редуктора при фланцевом креплении редуктора к сварной раме может иметь вертикальное расположение, что удобно, когда согласно техническому заданию на проектируемую установку или из-за ее конструктивных и эксплуатационных особенностей механизм не может непосредственно монтироваться на установочную плиту. Этим условиям работы соответствует сварная рама, выполненная из листовой стали.

Рамы к основанию крепятся фундаментными болтами, диаметр и число которых выбирается в зависимости от длины рамы. Ориентировочные диаметры и минимальное число фундаментных болтов указаны в табл. 25, размеры болтов – в табл. П. 29.

Таблица 25

Выбор фундаментных болтов

резьбы болта должен округляться до стандартного ближайшего размера по ГОСТ 7798–70:

6, 10, 12, (14), 16, (18), 20, (22), 24, (27), 30, (33), 36, (39), 42, (45).

Диаметр отверстий под фундаментные болты на раме принимается на 1…3 мм больше наибольшего диаметра болта присоединяемых к ней сборочных единиц.

Очень часто на нижней опорной поверхности рамы в местах ее крепления к фундаменту приваривают платики. Крепление рамы к фундаменту можно выполнить , например пропусканием фундаментного болта через обе полки швеллера (см. рис. 18, а, б, в) базовой конструкции рамы. Такое крепление способствует более равномерному распределению затяжки по стыку рамы с фундаментом. Оно целесообразно, если расположенные на раме сборочные единицы не препятствуют размещению болтов с выступающими гайками и если гайки не мешают эксплуатации привода. Нижние и верхние полки в этом случае связывают либо ребрами жесткости, либо трубами, либо уголками. Иногда гайки размещают между полками швеллера (см. рис. 18, г, д, е).

Наиболее простые варианты крепления рамы к фундаменту за нижнюю полку швеллера с привариванием высоких стоек или косых шайб в местах расположения фундаментных болтов предложены на рис. 18, д, е.

Сварка рамы

Приходилось заниматься сваркой рамы КамаЗа. Через некоторое время около шва проступила трещина. Решил усилить конструкцию накладкой «ромб», выполнил разделку кромок и сварил в два прохода. Через полгода та же проблема – рама потрещала.

Какова технология ремонта рамы грузовика?

Аналогичный вопрос по заварке осей полуприцепов иномарок.

Завод-изготовитель утверждает, что раму восстановить нельзя, Но тем не менее в мастерских часто успешно справляются с этой нелегкой задачей. Вот кое-какие секреты сварки рамы:

1. Одна из главных особенностей сварки рамы заключается в разделке кромок с помощью .

2. Необходимо надежно заварить корень шва (если по каким-то причинам данный этап не можете выполнить – лучше не беритесь за ремонт)

3. Используйте присадочный материал (сварочную проволоку) 08Г2С (зависит от материала рамы), 1,2 мм. Защитная среда: смесь аргон+углекислота (20%).

4. Проход №1: сварочный ток 100А. Заварка корня шва выполняется короткими валиками поперек разделки слева направо с образованием обратного валика. Важно избегать перегрева стали.

5. Проход №2 и 3: сварочный ток 110А. Выполняется как в п.4, но валики тонкие и накладываются один на другой.

6. Проход №4: сварочный ток увеличиваем до 120А. Валик по всей ширине разделки с перехватом на основной металл 1-2 мм. Несколько валиков – и обрыв дуги. Важно не перегревать основной металл.

7. Завершающий проход №5: валик варится без обрыва дуги, перехват на основной металл 5 мм.

8. завариваются сверху вниз.

9. Важен индивидуальный подход в каждом конкретном случае.

10. Шов ровный, выпуклый.

Многие люди при выборе стальной двери сталкиваются с проблемой, что такое гнутая рама?

Это когда из листа металла толщиной не более 1,5 мм. , на гибочном станке гнут трубу с выемкой под резиновый уплотнитель. Это труба может быть как с одной, так и с двумя выемками под уплотнитель. С одной выемкой под 2х контурный уплотнитель, с двумя выемками под 3х контурный уплотнитель. Скажем вам по секрету, чем больше у рамы гнутых контуром, тем тоньше лист металла. Ведь много изгибов на раме из толстого листа металла сделать практически невозможно!

Вообще самый главный минус гнутых дверей то, что толщина сечения металла рамы не более 1,5 мм. Чаще всего используют катушки металла в толщину 1.2 мм. Даже если посмотреть по параметрам гибочных машин, допустимые нормы не более 2 мм., но если гибочную машину постоянно использовать под лист 2 мм., то ее ресурс и тем более ресурс оснастки этой машину, будет снашиваться очень быстро, да и финансово, использовать лист металла более 1,5 мм. для крупных предприятии невыгодно.

Да и на российском рынке металл в катушках бывает 0,45мм., 0,8мм., 1,2 мм. А все остальное идет в листах, так как 2мм. и 3 мм. невозможно скрутить в катушку. Если внимательно присмотреться к китайским дверям, они все сделаны их гнутой конструкции, металл они используют не более 0,8мм., но эти умельцы края двери по кругу гнут в двойном загибе. И если посмотреть внимательно под резинкой то лист у них загнут в двойне. То есть по краям дверь получается практически 2 мм., а все остальное 0,8мм.

Плюсы:

  1. Очень жесткая конструкция
  2. Не промерзает (За счёт двух камер, можно использовать 2 тепло-наполнителя разных типов(например, в первой камере пенофлекс, во второй мин вата).

    За счёт такой рамы, может выдерживать до 45С)

Минусы:

  1. Более грубый вид, не же ли чем у гнутой
  2. Очень тяжелая,но это почувствуют только монтажники)))

Плюсы:

  1. красивый внешний вид
  2. И может быть 3 контура, только гнутая рама может быть 3х контурная на счёт тонкого листа

Минусы:

  1. Тонкий металл
  2. Нет жескости в диагонали
  3. Рама двери только однокамерная
  4. Очень сильно промерзает

На рис. 9, 1 — 18 показаны способы сварки рам из уголков. Наиболее употребительны соединения с расположением уголков вертикальными полками наружу, обеспечивающие гладкую наружную форму рамы (виды 1-6 ).

Чаще всего применяют стыковое соединение со скосом кромок под углом 45° (вид 1 ).

Значительно сложнее соединения с вязкой угла в шип, т.е. по вырезам в полках уголков (виды 2 — 4 )

На виде 5 показан способ вязки кромок со скруглением наружного угла соединения. Прочное соединение получается также при сгибе уголков по целой стенке с разрезкой полок и соединением их под углом 45° (вид 6 ).

Расположение уголков вертикальными полками внутрь (виды 7-12 ) ухудшает внешний вид рамы, но облегчает крепление диагональных связей

Чаще всего применяют стыковое соединение со скосом полок под углом 45° (вид 7 ), обычно в сочетании с усиливающими косынками (вид 8 ).

На видах 9, 10 показаны стыковые соединения прямыми кромками. Соединение вида 10 можно усилить косынкой (вид 11 ); в соединении вида 9 применить косынку нельзя

На виде 12 показано соединение с вязкой кромок в шип.

Способы вязки рам со смешанным расположением уголков (один уголок полкой внутрь, другой наружу) показаны на видах 13 — 18 .

Диагональные связи в рамах с расположением уголков вертикальными полками внутрь приваривают к стенкам уголков встык со скосом кромок под углом 90° (вид 19 ).

Соединение можно усилить косынкой (вид 20 ).

Аналогично крепят трубчатые связи (вид 21 )

При расположении уголков вертикальными полками наружу диагональные связи крепят с помощью косынок (вид 22 ).

Стыковое соединение с фигурной вырезкой кромок (вид 23 ) нетехнологично и менее прочно, чем соединение косынками

Взамен диагональных связей нередко применяют угловые раскосы (вид 24 ).

Подобно диагональным связям их легче приваривать при расположении уголков рамы вертикальными полками внутрь

Перекрестное соединение диагональных связей в центре рамы (виды 25-30 ) представляет известные затруднения, особенно если связи выполнены из несимметричных профилей (например из уголков).

Соединение целых уголков, сваренных по полкам (вид 25 ), просто и достаточно прочно, но отличается тем недостатком, что диагональные уголки должны быть вдвое меньше по высоте полки, чем основные уголки рамы

В конструкции 26 уголок f целый, уголок h разрезной. Уголки обращены полками в противоположные стороны и приварены к косынке, расположенной между полками. Высота уголков в этой конструкции может быть равной высоте основных уголков рамы минус толщина косынки.

В конструкции 27 целый уголок, m и разрезной n обращены полками в одну сторону и приварены один к другому и к косынке. Диагональные уголки могут быть одинаковыми с основными уголками рамы; косынка выступает за плоскость рамы

В конструкции 28 ребро уголка t вырезано под полку уголка v . Соединение по прочности уступает предыдущим двум соединениям. Высота уголков может быть равной высоте основных уголков рамы минус толщина полки.

В конструкции 29 гнутые уголки сварены один с другим полками. Здесь диагональные уголки могут быть одинаковыми с основными уголками рамы. Соединение можно усилить косынкой (вид 30 ).

На валах 31-33 показаны способы вязки рам из швеллеров с полками, обращенными внутрь, на видах 34 — 36 — наружу, на видах 37 — 39 — со смешанным расположением, на видах 40 — 42 — с полками, перпендикулярными к плоскости рамы. Способы перекрестного соединения диагональных связей из швеллеров, расположенных «стоя», представлены на видах 43 – 45 , «лежа» — на видах 46 – 48

На рис. 10 показаны приемы гиба уголков с разрезкой полок.

В конструкции а с прямоугольным вырезом при сгибании образуется треугольное отверстие, подлежащее заварке или закрываемое косынкой.

Полное смыкание кромок обеспечивает фигурный вырез по виду б . Разрез отодвигают от стенки уголка на расстояние s , несколько превышающее радиус галтели между внутренними стенками уголка, что облегчает вырезку и увеличивает прочность соединения

При вязке трубчатых рам чаще всего применяют стыковое соединение со скосом торцов под углом 45° (рис. 11, 1 ).

Жесткость углов усиливают расплющиванием торцов труб (вид 2 ), приваркой косынок встык (вид 3 ) или в прорезь (вид 4 ), косынок двойных (вид 5 ), гнутых U-образных (вид 6 ), фасонных (вид 7 ), состоящих из двух половин, обнимающих трубы, привариваемых по обводу труб и свариваемых между собой точечной сваркой.

На виде 8 показано прочное, но дорогое соединение с помощью штампованного угольника с отверстиями, в которые заводят срезанные под углом 45° концы труб. В конструкции 9 угольник выполнен с цапфами, к которым приваривают трубы

Трубчатые диагональные связи приваривают к углам рам встык (вид 10 ) с расплющиванием диагональной трубы (вид 11 ), с усилением U-образной косынкой с прорезью для подварки диагональной трубы (вид 12 ).

Перекрестные соединения диагональных трубчатых связей выполняют встык (вид 13 ) или в чашку (вид 14 ) с вырезкой одной или обеих труб. Другие способы: осадка труб на плоскость на участке соединения (вид 15 ); соединение цилиндрической муфтой (вид 16 ), соединение фигурными листовыми накладками (вид 17 ).

На виде 18 изображено соединение гнутых труб с расплющиванием труб в месте стыка на плоскость. Вариант соединения — срез труб на плоскость на участке стыка