СТЕНД ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ РАМ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к области сварки, в частности, к устройствам для сборки и крепления длинномерных рамных конструкций в положении для сварки, преимущественно, к стендам для сборки и сварки рам железнодорожных вагонов и может быть использована на вагоностроительных и вагоноремонтных предприятиях при изготовлении, модернизации и капитальном ремонте различных типов вагонов.
Характерной особенностью современного вагоностроительного производства является частое обновление выпускаемой продукции при одновременном существенном расширении ее номенклатуры. Эффективность производства в этих условиях в значительной степени зависит от технологических возможностей применяемого оборудования и уровня его автоматизации. Расширение технологических возможностей позволяет осуществлять быструю переналадку оборудования на изготовление определенной номенклатуры изделий, далее - заданных типов вагонов, а оптимальный уровень автоматизации обеспечивает снижение трудоемкости и продолжительности выполнения технологических операций на этом оборудовании. Указанные требования должны учитываться при разработке, в том числе, современных стендов для сборки и сварки рам вагонов, используемых в поточных линиях при изготовлении и модернизации различных типов вагонов.
Известен стенд для сборки и сварки рам вагонов (см. Б.Г.Цыган, А.Б.Цыган. Вагоностроительные конструкции. Изготовление, модернизация, ремонт/Монография, под ред. Б.Г.Цыгана. - Кременчуг: Изд. "Кременчуг", 2005. - 751 с., с.165-166.), содержащий основание и кондукторы со смонтированными на них базирующими и прижимными устройствами. Кондукторы выполнены в виде жестких рам, расположенных перпендикулярно к продольной оси стенда, а базирующие и прижимные устройства снабжены пневматическими приводами. Кондукторы стационарно закреплены на основании. Расстояние между кондукторами соответствует расстоянию между осями поперечных балок одного типа вагона. Приводы базирующих и прижимных устройств выполнены в виде пневматических цилиндров, кинематически связанных с рабочими органами соответствующих устройств. Упомянутые устройства смонтированы на кондукторах с возможностью сборки рамы одного типа вагона. Управление пневматическими приводами осуществляется в ручном режиме посредством пневматических кранов, расположенных на кондукторах. Известный стенд применяется на вагоностроительных предприятиях для окончательной сборки и частичной сварки рамы полувагона.
Недостатками известной конструкции стенда являются:
- стационарное крепление кондукторов на основании, исключающее возможность изменения расположения кондукторов для сборки рам нескольких типов вагонов, имеющих различное количество поперечных балок и различное расстояние между осями этих балок, что существенно ограничивает технологические возможности стенда;
- стационарное крепление на кондукторах базирующих и прижимных устройств, исключающее возможность их переналадки для сборки рам нескольких типов вагонов, имеющих разное конструктивное исполнение поперечных и продольных балок, что существенно ограничивает технологические возможности стенда;
- отсутствие средств автоматизации, что существенно увеличивает трудоемкость и продолжительность операций сборки и сварки рам вагонов.
В основу полезной модели поставлена задача создания такого стенда для сборки и сварки рам вагонов, в котором за счет иного конструктивного исполнения основания, кондукторов с базирующими и прижимными устройствами и иной их взаимосвязи между собой, а также за счет введения системы управления обеспечивается расширение технологических возможностей стенда, позволяющее осуществлять сборку рам различных типов вагонов при одновременном снижении трудоемкости и продолжительности операций сборки и сварки.
Поставленная задача решается тем, что стенд для сборки и сварки рам вагонов, содержащий основание с закрепленными на нем кондукторами, на которых смонтированы базирующие и прижимные устройства,, при этом кондукторы выполнены в виде жестких рам, расположенных перпендикулярно к продольной оси стенда, а базирующие и прижимные устройства снабжены пневматическими приводами, согласно полезной модели основание содержит установочные элементы, жестко закрепленные вдоль продольной оси стенда на расстояниях друг относительно друга, соответствующих расстояниям между осями поперечных балок рам заданных типов вагонов, кондукторы выполнены с возможностью крепления к упомянутым установочным элементам и переналадки базирующих и прижимных устройств для сборки рам заданных типов вагонов, а базирующие и прижимные устройства выполнены с возможностью сборки рам заданных типов вагонов, при этом стенд содержит систему управления, взаимосвязанную с пневматическими приводами, выполненную с возможностью настройки, диагностирования и управления базирующими и прижимными устройствами при сборке рам заданных типов вагонов.
Для расширения технологических возможностей стенда путем обеспечения сборки рам различных типов вагонов он содержит два кондуктора лобовых балок, два кондуктора шкворневых балок и кондукторы промежуточных балок, количество которых соответствует количеству промежуточных балок на рамах заданных типов вагонов.
Для выполнения этой же задачи базирующие и прижимные устройства кондукторов лобовых балок состоят из одного досылателя хребтовой балки, одного центратора хребтовой балки, двух досылателей нижнего листа, двух досылателей верхнего листа, четырех прижимов нижнего листа, двух упоров боковой обвязки, двух горизонтальных прижимов боковой обвязки, двух досылателей лобовой балки и двух прижимов лобовой балки.
Для выполнения этой же задачи базирующие и прижимные устройства кондукторов шкворневых балок состоят из четырех вертикальных прижимов шкворневой балки, двух прижимов нижнего листа шкворневой балки, двух упоров боковой обвязки, двух горизонтальных прижимов боковой обвязки, двух центраторов продольных балок, двух горизонтальных прижимов шкворневой балки, двух упоров шкворневой балки и двух прижимов хребтовой балки.
Для выполнения этой же задачи базирующие и прижимные устройства кондукторов промежуточных балок состоят из двух прижимов хребтовой балки, четырех прижимов промежуточной балки, двух упоров боковой обвязки, двух горизонтальных прижимов боковой обвязки, двух вертикальных прижимов боковой обвязки и двух центраторов продольных балок.
Для снижения трудоемкости операций сборки и сварки рам вагонов система управления содержит шкаф управления, два пульта управления, расположенных в средней части стенда с двух сторон от его продольной оси, и посты управления, расположенные на каждом кондукторе, при этом шкаф управления связан с пультами управления, постами управления и пневматическими приводами базирующих и прижимных устройств и содержит пусковую аппаратуру, органы управления, сенсорный дисплей, управляющий контроллер и систему сигнализации, пульты управления связаны между собой через шкаф управления и содержат станции распределительной периферии и кнопочные панели управления, а посты управления содержат кнопочные панели управления.
Заявляемый стенд поясняется на примере его исполнения, предназначенного для сборки и сварки рам заданных типов грузовых вагонов, которые включают универсальную платформу, платформу для перевозки автомобилей и полувагон.
Сущность полезной модели поясняется представленными фигурами чертежей:
фиг.1 - общий вид стенда для сборки и сварки рамы универсальной платформы, вид сбоку;
фиг.2 - общий вид стенда для сборки и сварки рамы универсальной платформы, вид сверху;
фиг.3 - общий вид кондуктора лобовой балки универсальной платформы, вид спереди;
фиг.4 - общий вид кондуктора лобовой балки универсальной платформы, вид сверху;
фиг.5 - общий вид кондуктора шкворневой балки универсальной платформы;
фиг.6 - общий вид кондуктора промежуточной балки универсальной платформы, вид спереди;
фиг.7 - общий вид кондуктора промежуточной балки универсальной платформы, вид сверху;
фиг.8 - принципиальная схема системы управления установкой;
фиг.9 - общий вид стенда для сборки и сварки рамы платформы для перевозки автомобилей, вид сверху;
фиг.10 - общий вид стенда для сборки и сварки рамы полувагона, вид сверху.
Стенд для сборки и сварки рам вагонов содержит основание 1, закрепленные на нем кондукторы лобовых 2, шкворневых 3 и промежуточных 4 балок, а также систему управления (не обозначена).
Основание 1 выполнено (фиг.1-3) в виде жестко закрепленных с двух сторон от продольной оси стенда установочных элементов, состоящих из продольных балок 5 и закрепленных на них фиксирующих коробок 6 и рельсов 7. Фиксирующие коробки 6 размещены на расстояниях друг от друга, соответствующих расстояниям между осями поперечных балок рам заданных типов вагонов.
Кондукторы 2-4 предназначены для сборки в положении для сварки продольных и поперечных балок рамы с узлами и деталями их насыщения и выполнены (фиг.3-7) из профильного и листового металлопроката в виде жестких сварных рам, соответственно 8-10, которые содержат опорные элементы для крепления базирующих и прижимных устройств, пневматическое и электрическое оборудование. Кондукторы 2-4 закреплены на фиксирующих коробках 6 и рельсах 7 основания 1 посредством фиксаторов 11 и болтовых соединений 12. Опорные элементы расположены на боковых и верхних поверхностях рам 8-10 и выполнены с возможностью переналадки базирующих и прижимных устройств относительно соответствующих кондукторов 2-4 для сборки рам заданных типов вагонов.
Далее устройство стенда рассматривается на примере его исполнения для сборки и сварки рамы универсальной платформы.
Кондукторы лобовых балок 2 (фиг.3, 4) предназначены для базирования и фиксирования хребтовой и лобовых балок, а также боковых обвязок рамы (не показаны) и закреплены на основании 1 на расстоянии, соответствующем расстоянию между осями лобовых балок рамы универсальной платформы. Базирующие и прижимные устройства смонтированы на соответствующих опорных элементах рамы 8 и выполнены в виде одного досылателя 13 хребтовой балки, двух досылателей 14 нижнего листа лобовой балки, двух досылателей 15 верхнего листа лобовой балки, двух пар прижимов 16 и 17 нижнего листа лобовой балки, двух упоров 18 боковой обвязки, двух горизонтальных прижимов 19 боковой обвязки и одного центратора 20 хребтовой балки. На кондукторе лобовой балки 2, закрепленной на противоположной стороне стенда, вместо досылателя 13 смонтирован неподвижный упор (не показан) хребтовой балки. Досылатели 13-15, прижимы 16,17 и 19, упоры 18 и центратор 20 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). На верхней поверхности рамы 8 с двух сторон от досылателя 13 хребтовой балки закреплены платики 21 с регулировочными прокладками, а под прижимами 17 - платики 22.
Досылатель 13 предназначен для базирования хребтовой балки на кондукторах 2-4 лобовых балок вдоль продольной оси стенда и выполнен в виде шарнирного рычажного механизма, смонтированного на раме 8 с возможностью соответствующего перемещения хребтовой балки. Досылатель 13 состоит из вертикального двуплечего рычага (не обозначен), верхнее плечо которого выполнено в форме толкателя, средняя часть шарнирно соединена с опорным элементом в виде кронштейна, жестко закрепленного на передней вертикальной стенке рамы 8, а нижнее плечо - шарнирно соединено с пневмоцилиндром (не показан), смонтированным внутри рамы 8.
Досылатели 14 предназначены для базирования на кондукторах 2 нижних листов лобовых балок и смонтированы на опорных элементах, выполненных в виде плит 23 с тремя рядами отверстий для болтовых соединений, жестко закрепленных посредством кронштейнов (не обозначены) на передней вертикальной стенке рамы 8. Досылатели 14 состоят из двух шарнирных рычажных механизмов с Г-образными рычагами, средние части которых шарнирно закреплены на стойках, а нижние части через промежуточные рычаги шарнирно соединены с пневмоприводами (не обозначены). Рабочие части досылателей 14 образованы внутренними верхними поверхностями Г-образных рычагов. Корпуса пневмоприводов закреплены в вертикальном положении посредством шарниров (не обозначены) на плитах 23. На этих же плитах 23 закреплены стойки крепления Г-образных рычагов. Третий ряд отверстий на плитах 23 предназначен для крепления на них одной стороны прижимов 17 нижнего листа лобовой балки.
Досылатели 15 предназначены для базирования верхнего листа лобовой балки относительно ее лобового листа и выполнены в виде двух механизмов с линейным перемещением рабочих органов и закреплены посредством болтовых соединений на опорных элементах (не обозначены), выполненных на верхней горизонтальной поверхности рамы 8. Досылателей 15 кинематически соединены с пневмоцилиндрами (не показаны), смонтированными внутри рамы 8.
Прижимы 16 и 17 предназначены для фиксирования нижних листов лобовых балок в вертикальном положении. Прижимы 16 выполнены в виде двух шарнирных рычажных механизмов с Г-образными рычагами, средние части которых шарнирно соединены со стойками, установленных на основаниях (не обозначено), которые посредством болтовых соединений закреплены на опорных элементах (не обозначены), выполненных на верхней горизонтальной поверхности рамы 8. Рабочие части прижимов 16 образованы внутренними верхними поверхностями Г-образных рычагов. Противоположные части Г-образных рычагов через промежуточные рычаги шарнирно соединены с пневмоприводами (не показаны), смонтированными внутри рамы 8.
Конструкция прижимов 17 аналогична досылателям 14, за исключением крепления пневмоцилиндра, выполненного на одной плите (не обозначена) вместе с Г-образными рычагами. Опорные элементы для крепления прижимов 17 выполнены в виде плит 24 с тремя рядами отверстий для болтовых соединений, жестко закрепленных на кронштейнах (не обозначены), расположенных на передней вертикальной стенке рамы 8. Прижимы 17 посредством болтовых соединений закреплены на плитах 23 и 24. Между прижимами 17 и досылателями 14 на верхней поверхности рамы 8 смонтированы упоры 25.
Упоры 18 предназначены для базирования боковых обвязок и смонтированы на опорных элементах, выполненных на горизонтальной поверхности рамы 8 в виде площадок 26. Упоры 18 состоят из вертикально ориентированных плоских упоров, одна сторона которых закреплена на поворотных осях, смонтированных посредством подшипников на вертикальных кронштейнах, жестко соединенных с горизонтальными плитами (не обозначены). Нижние части поворотных осей соединены с пневмоцилиндрами (не обозначены) с возможностью поворота на 90°. Горизонтальные плиты упоров 18 закреплены на площадках 26 посредством болтовых соединений с возможностью регулировочных перемещений относительно кондукторов 2 в горизонтальном направлении.
Горизонтальные прижимы 19 предназначены для фиксирования боковых обвязок на упорах 18 и смонтированы на опорных элементах, выполненных в виде плит (не обозначены), закрепленных на задних вертикальных стенках рамы 8 со стороны кондукторов 3 шкворневых балок. Горизонтальные прижимы 19 выполнены в виде двух рычажных механизмов с Г-образными рычагами, рабочие части которых образованы их внутренними верхними поверхностями, средние части посредством шарниров закреплены на стойках с площадками, а нижние - шарнирно соединены с пневмоцилиндрами (не обозначены). Стойки с площадками и пневмоцилиндры посредством болтовых соединений (не показаны) закреплены в горизонтальном положении на плитах опорных элементов.
Центратор 20 предназначен для базирования хребтовой балки вдоль продольной оси стенда и смонтирован на опорных элементах, выполненных в виде плит 27, закрепленных в центральной части задней вертикальной стенки рамы 8 со стороны кондукторов 3. Центратор 20 выполнен в виде двух скоб, направленных навстречу друг другу, нижние части которых шарнирно закреплены на вертикальных стойках, закрепленных на плитах 27 посредством болтовых соединений, и соединены с пневмоприводом (не показан).
Кондукторы шкворневых балок 3 (фиг.5) предназначены для базирования и фиксирования шкворневых балок и боковых обвязок рам и закреплены на основании 1 на расстоянии, соответствующем расстоянию между осями одноименных балок универсальной рамы. Базирующие и прижимные устройства закреплены на соответствующих опорных элементах рамы 9 и выполнены в виде четырех вертикальных прижимов 28 шкворневой балки, двух прижимов 29 нижнего листа шкворневой балки, двух упоров 30 боковой обвязки и двух горизонтальных прижимов 31 боковой обвязки. Кроме этого, на верхней поверхности рамы 9 в ее центральной части между вертикальными прижимами 28 закреплен рамочный шаблон 32 шкворневой балки, под ним в центре рамы 9 закреплена плита 33, с двух сторон от нее - платики 34, а под прижимами 29 расположены платики 35. На внутренних поверхностях вертикальных стенок рамы 9 установлены четыре упора 36, а на наружной поверхности задней вертикальной стенки - два упора 37.
Вертикальные прижимы 28 предназначены для фиксирования шкворневых балок на платнках 34 и смонтированы на опорных элементах, выполненных в виде вертикально ориентированных плит (не обозначены), расположенных под углом 45° симметрично друг относительно друга на бокових стенках рамы 9. Вертикальные прижимы 28 выполнены в виде горизонтальных рычагов, оси которых пересекаются в центре кондуктора 3. Одно плечо горизонтальных рычагов шарнирно соединено с соответствующим пневмоцилиндром, а средняя часть - со стойками, закрепленными на верхних крышках этих же пневмоцилиндров (не обозначены).
Прижимы 29 предназначены для фиксирования нижних листов шкворневых балках и смонтированы на опорных элементах, выполненных на верхней горизонтальной поверхности рамы 8 в виде продольных площадок 38. Прижимы 29 состоят из Г-образных рычагов, средние части которых через промежуточные тяги шарнирно соединены с кулисами, выполненными на вертикальных стойках, и с пневмоцилиндрами, а нижние части рычагов - шарнирно соединены с этими же стойками (не обозначены). Рабочие элементы прижимов 29 закреплены на горизонтальных частях Г-образных рычагов и выполнены съемными (не обозначены). Вертикальные стойки жестко закреплены на плитах, которые посредством болтовых соединений (не обозначены) смонтированы на продольных площадках 38.
Назначение и конструкция упоров 30 и горизонтальных прижимов 31 боковой обвязки на кондукторах шкворневых балок 3 аналогичны упорам 18 и горизонтальным прижимам 19, смонтированным на кондукторах лобовых балок 2. Опорные элементы для крепления упоров 30 выполнены в виде консольных горизонтальных площадок 39, закрепленных на задней вертикальной стенке рамы 9 со стороны кондукторов 2 лобовых балок. Упоры 30 закреплены на горизонтальных площадках 39 посредством болтовых соединений (не обозначены). Опорные элементы для крепления горизонтальных прижимов 31 расположены на противоположных вертикальных стенках рамы 9 и выполнены в виде вертикально ориентированных площадок 40. Горизонтальные прижимы 31 закреплены на площадках 40 посредством болтовых соединений (не обозначены).
Кондукторы промежуточных балок 4 (фиг.6, 7) предназначены для базирования и фиксирования хребтовой и промежуточных балок, а также боковых обвязок рам и закреплены на основании 1 между кондукторами шкворневых балок 3 на расстояниях, соответствующих расстояниям между осями одноименных балок рамы универсальной платформы.
Базирующие и прижимные устройства на кондукторах промежуточных балок 4 закреплены на соответствующих опорных элементах рамы 10 и выполнены в виде двух прижимов 41 хребтовой балки, четырех прижимов 42 промежуточной балки, двух упоров 43 боковой обвязки, двух горизонтальных прижимов 44 боковой обвязки и двух вертикальных прижимов 45 боковой обвязки. Под прижимами 41 хребтовой балки на верхней поверхности рамы 8 закреплены платики 46, а под вертикальными прижимами 45 - плиты 47.
Прижимы 41 предназначены для фиксирования хребтовой балки на платиках 46 и смонтированы на опорных элементах, выполненных виде консольных площадок 48, закрепленных на вертикальной стенке с одной стороны рамы 10 каждого кондуктора 4.
Прижимы 41 состоят из двух встречно направленных рычагов, средние части которых шарнирно закреплены на кронштейнах, расположенных внутри консольных площадок 48, а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами (не показаны), закрепленными в горизонтальном положении также внутри консольных площадок 48.
Прижимы 42 предназначены для фиксирования промежуточных балок в вертикальном и горизонтальном положениях и смонтированы на опорных элементах, выполненных на верхней горизонтальной поверхности рамы 10 в виде продольных площадок 49, расположенных с двух сторон от ее продольной оси. Каждый прижим 42 состоит из закрепленных на основании двух встречно направленных откидных упоров, нижние части которых шарнирно соединены с пневмоцилиндром, расположенным внутри рамы 10 (не показаны). Прижимы 42 содержат основания 50 для крепления на площадках 49 посредством болтовых соединений (не обозначены).
Назначение и конструкция упоров 43 и горизонтальных прижимов 44 боковой обвязки на кондукторах промежуточных балок 4 аналогичны упорам 18 и горизонтальным прижимам 19, смонтированным на кондукторах лобовых балок 2. Опорные элементы для крепления упоров 43 выполнены в виде консольных горизонтальных площадок 51, закрепленных на вертикальной стенке рамы 10 в ее противоположных частях с одной стороны кондукторов 4. Упоры 43 закреплены на площадках 51 посредством болтовых соединений (не обозначены). Опорные элементы для крепления горизонтальных прижимов 44 расположены на противоположных вертикальных стенках рамы 10 и выполнены в форме вертикально ориентированных площадок (не обозначены). Горизонтальные прижимы 44 закреплены на упомянутых площадках посредством болтовых соединений (не обозначены).
Вертикальные прижимы 45 предназначены для фиксирования боковых обвязок на плитах 47 и смонтированы на опорных элементах, выполненных на верхней горизонтальной поверхности рамы 10 в виде продольных площадок 49. Вертикальные прижимы 45 состоят из рычагов (не обозначены), одно плечо которых является рабочим органом прижима, средние части через промежуточные тяги шарнирно соединены с основаниями в форме горизонтальных плит, а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами (не показаны), расположенными внутри рамы 10. Прижимы 45 закреплены на площадках 49 посредством болтовых соединений.
Для стабилизации давления в пневматической системе все кондукторы 2-4 оборудованы пневматическими шкафами 52-54, расположенными в средних частях соответствующих рам 8-10.
Управление стендом осуществляется в полуавтоматическом режиме посредством системы управления.
Система управления содержит (фиг.2, 8):
- шкаф управления 55 с пусковой аппаратурой, органами управления, сенсорным дисплеем, управляющим контроллером и системой сигнализации;
- два пульта управления 56 и 57, расположенных в средней части стенда с двух сторон от его продольной оси, которые содержат станции распределительной периферии и кнопочные панели управления;
- посты управления 58, расположенные на каждом кондукторе 2-4, которые содержат кнопочные панели управления.
Шкаф управления 55 связан с пультами управления 56 и 57 посредством сетевой шины (не обозначена), а с постами управления 58 - через станции распределительной периферии (не обозначены). Пульты управления 56 и 57 связаны между собой посредством шкафа управления 55.
Объектами управления являются пневматические приводы базирующих и прижимных устройств, смонтированные на кондукторах 2-4. Управление перемещениями пневматических приводов в полуавтоматическом режиме осуществляется через контроллер, сетевую шину и пневмоострова, содержащие станции распределительной периферии и пневмораспределители с электромагнитами пневматических приводов. Для контроля положения пневматических приводов предусмотрены герконовые датчики положения штоков пневмоцилиндров, индуктивные датчики положения и реле давления (не показаны), расположенные на соответствующих базирующих и прижимных устройствах.
Система управления построена на базе контроллера с интерфейсом распределительной периферии и подключена к трехфазной сети электропитания напряжением 380 В и частотою 50 Гц.
Система управления обеспечивает:
- включение электрических силовых цепей стенда;
- настройку системы управления на сборку рамы заданного типа вагона;
- полуавтоматический режим управления базирующими и прижимными устройствами при выполнении операций сборки рам заданного типа вагона и возвратом упомянутых устройств в исходное положение;
- диагностирование положений базирующих и прижимных устройств для рам заданных типов вагонов по показаниям индуктивных датчиков положения;
- световую сигнализацию о положении базирующих и прижимных устройств;
- защитную блокировку электрической цепи от короткого замыкания. Система световой сигнализации входит в состав электрического оборудования стенда и содержит зеленый и красный светосигнальные фонари (не показаны), расположенные на крыше шкафа управления 55. Световая сигнализация срабатывает в следующих режимах работы стенда:
- зеленый фонарь - при исходном (отведенном) положении базирующих и прижимных устройств на кондукторах 2-4;
- зеленый фонарь в мигающем режиме - при снижении давления воздуха в пневматической магистрали ниже нормы;
- красный фонарь - при невыходе в исходное положение хотя бы одного из базирующих и прижимных устройств.
Наладка стенда на сборку рам других типов вагонов осуществляется путем перестановки кондукторов 2-4 на другие фиксирующие коробки 6, расстояние между которыми соответствует расстоянию между осями соответствующих поперечных балок, и фиксирования их в этом положении на основании 1 фиксаторами 11 и болтовыми соединениями 12. Наладка базирующих и прижимных устройств заключается в их переустановке на опорных элементах рам 8-10 кондукторов 2-4 в соответствии с типоразмерами рам заданного типа вагона.
Например, при сборке на стенде рамы платформы для перевозки автомобилей (фиг.9) кондукторы 2-4 посредством фиксаторов 11 устанавливаются на фиксирующих коробках 6, расположенных на расстоянии, соответствующем расстояниям между осями поперечных балок этой платформы, и болтовыми соединениями 12 крепятся на рельсах 7. Соответственно с учетом размеров продольных и поперечных балок платформы изменяется положение базирующих и прижимных устройств на опорных элементах кондукторов 2-4. Сборка и сварка рамы платформы для перевозки автомобилей осуществляется в перевернутом положении.
После переналадки кондукторы 2 лобовых балок содержат следующие базирующие и прижимные устройства, закрепленные на соответствующих опорных элементах рамы 8: один досылатель 13 хребтовой балки, два досылателя 14 нижнего листа лобовой балки, два досылателя 15 верхнего листа лобовой балки, две пары прижимов 16 и 17 нижнего листа лобовой балки, два упора 18 боковой обвязки, два горизонтальных прижима 19 боковой обвязки и один центратор 20 хребтовой балки. На кондукторе лобовой балки 2, закрепленной на противоположной стороне стенда, вместо досылателя 13 смонтирован неподвижный упор (не показан) хребтовой балки. Досылатели 13-15, прижимы 16, 17, 19, а также упоры 18 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). На верхней поверхности рамы 8 закреплены платики с регулировочными прокладками не показаны).
На опорных элементах рамы 9 кондукторов 3 шкворневых балок закреплены следующие базирующие и прижимные устройства: четыре вертикальных прижима 28 шкворневой балки, два прижима 29 нижнего листа шкворневой балки, два упора 30 боковой обвязки, два горизонтальных прижима 31 боковой обвязки и два центратора 59 продольных балок. На верхней поверхности рамы 9 в се центральной части между прижимами 28 закреплен рамочный шаблон 32 шкворневой балки, под ним в центре рамы 9 закреплена плита 33, с двух сторон от нее - платики 34, под прижимами 29 расположены платики 35, а на наружной поверхности задней вертикальной стенки - два упора 37. Прижимы 28, 29 и 31, упоры 30 и центраторы 59 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). Опорные элементы для размещения центраторов 59 выполнены в виде консольных площадок, опирающихся на вертикальные кронштейны (не показаны), закрепленные на вертикальной стенке с одной стороны рамы 9. Центраторы 59 состоят из двух встречно направленных рычагов, средние части которых шарнирно закреплены на кронштейнах, а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами, закрепленными в горизонтальном положении под консольными площадками (не показаны).
На опорных элементах рамы 10 кондукторов 4 промежуточных балок закреплены следующие базирующие и прижимные устройства: два прижима 41 хребтовой балки, два упора 43 боковой обвязки, два горизонтальных прижимов 44 боковой обвязки, два вертикальных прижима 45 боковой обвязки, два центратора 60 промежуточной балки и четыре прижима 61 продольных балок. Прижимы 41, 44, 45 и 61, упоры 43 и центратор 60 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). Под прижимами 41 хребтовой балки на верхней поверхности рамы 10 закреплены платики 46, а под вертикальными прижимами 45 - плиты 47. Центраторы 60 и прижимы 61 промежуточной балки посредством болтовых соединений (не обозначены) смонтированы на опорных элементах 49 рамы 10. Центраторы 60 ориентированы вдоль продольной оси кондукторов 4 и выполнены в виде двух встречно направленных рычагов, средние части которых шарнирно закреплены на кронштейнах с рамным основанием (не обозначены), а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами (не показаны), закрепленными в горизонтальном положении под опорными элементами 49. Прижимы 61 смонтированы на опорных элементах 49 с двух сторон от центраторов 60 и выполнены в виде упоров и зажимных скоб, шарнирно закрепленных на общем основании (не показаны).
Для сборки рамы полувагона (фиг.10) осуществляется аналогичная перестановка кондукторов 2-4 на основании 1 и переналадка базирующих и прижимных устройств на опорных элементах соответствующих кондукторов 2-4. При этом, с учетом конструктивного исполнения рамы полувагона, часть кондукторов 4 промежуточных балок демонтируется и удаляется со стенда. Сборка и сварка рамы полувагона осуществляется в нормальном положении.
После переналадки кондукторы 2 лобовых балок содержат следующие базирующие и прижимные устройства, закрепленные на соответствующих опорных элементах рамы 8: один досылатель 13 хребтовой балки, два досылателя 15 верхнего листа лобовой балки, два прижима 16 нижнего листа лобовой балки, два прижима 17 лобовой балки, два упора 18 боковой обвязки, два горизонтальных прижима 19 боковой обвязки, один центратор 20 хребтовой балки и два досылателя 62 лобовой балки. На кондукторе лобовой балки 2, закрепленной на противоположной стороне стенда, вместо досылателя 13 смонтирован неподвижный упор (не показан) хребтовой балки. Досылатели 13, 15 и 62, прижимы 16, 17 и 19, а также упоры 18 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). На верхней поверхности рамы 8 с двух сторон от досылателя 13 хребтовой балки закреплены платики 21 с регулировочными прокладками. Для размещения досылателей 62 лобовой балки используются опорные элементы (не обозначены), выполненные на верхней горизонтальной поверхности рамы 8. Досылатели 62 выполнены в виде шарнирных рычажных механизмов, смонтированных на рамочных основаниях (не обозначены).
На опорных элементах рамы 9 кондукторов 3 шкворневых балок закреплены следующие базирующие и прижимные устройства: два прижима 29 нижнего листа шкворневой балки, два упора 30 боковой обвязки, два горизонтальных прижима 31 боковой обвязки, два прижима 63 хребтовой балки, два упора 64 шкворневой балки, два вертикальных прижима 65 шкворневой балки и два горизонтальных прижима 66 шкворневой балки. Прижимы 29, 31, 63, 65 и 66, а также упоры 30 и 64 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). На верхней поверхности рамы 9 в ее центре закреплена плита 33 со шкворнем (не обозначен), с двух сторон от нее - платики 34, а под прижимами 29 расположены платики 35. Прижимы 63 смонтированы на опорных элементах, выполненных внутри рамы 9 в ее средней части (не показаны), и состоят из двух встречно направленных рычагов, средние части которых шарнирно закреплены на кронштейнах, а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами, закрепленными в горизонтальном положении (не показаны). Упоры 64 смонтированы на опорных элементах, выполненных на одной вертикальной стенке рамы 9 с двух сторон от прижимов 63, и состоят из двух встречно направленных рычагов, средние части которых шарнирно закреплены на кронштейнах, а нижние части шарнирно соединены с пневмоцилиндрами, закрепленными в горизонтальном положении (не показаны). Вертикальные прижимы 65 смонтированы на опорных элементах, выполненных в виде вертикально ориентированных плит (не обозначены), расположенных на вертикальной боковой стенке рамы 9 с противоположной стороны от упоров 64. Вертикальные прижимы 65 выполнены в виде горизонтальных рычагов, одно плечо которых соединено с пневмоцилиндрами, а средние части шарнирно соединены со стойками, закрепленными на верхних крышках этих же пневмоцилиндров (не обозначены). Прижимы 66 выполнены в виде U-образных скоб, закрепленных на опорных элементах на верхней горизонтальной поверхности рамы 9 между прижимами 63 и упорами 64. В верхних частях U-образных скоб расположены зажимные устройства, соединенные с пневмоприводами (не показаны).
На опорных элементах рамы 10 кондукторов 4 промежуточных балок закреплены следующие базирующие и прижимные устройства: два прижима 41 хребтовой балки, два прижима 42 промежуточной балки, два упора 43 боковой обвязки, два горизонтальных прижима 44 боковой обвязки и два вертикальных прижима 67 боковой обвязки. Прижимы 41, 42, 44 и 67, а также упоры 43 оснащены пневматическими приводами (не обозначены). Под прижимами 41 хребтовой балки на верхней поверхности рамы 10 закреплены платики 46, а под вертикальными прижимами 67 - платики (не обозначены). Конструктивное исполнение прижимов 67 и их крепление на площадках 49 опорных элементов аналогичны с вертикальными прижимами 45. Но, по сравнению с прижимами 45, у прижимов 67 длина рычагов и промежуточных тяг меньше.
Описанная в данном примере и представленная на чертежах конструкция стенда не является единственно возможной для достижения вышеуказанного технического результата и не исключает иных вариантов ее выполнения, которые содержат совокупность конструктивных признаков, включенных в независимый пункт формулы. Например, основание может быть выполнено с иными установочными элементами, кондукторы могут содержать иные опорные элементы для крепления базирующих и прижимных устройств, а система управления может обладать иными функциональными возможностями.
Работа заявляемого стенда для сборки и сварки рам вагонов осуществляется следующим образом.
Кондукторы 2-4 выставляют (фиг.1-3) посредством фиксаторов 11 на фиксирующих коробках 6 основания 1 на расстояниях, соответствующих расстояниям между осями поперечных балок рамы универсальной платформы, и закрепляют на рельсах 7 болтовыми соединениями 12. На опорных элементах кондукторов 2-4 монтируют базирующие и прижимные устройства в исходных положениях, соответствующих раме универсальной платформы при ее сборке и сварке в перевернутом положении. Стенд отлажен, все базирующие и прижимные устройства находятся в исходном (отведенном) положении.
В блоке подготовки воздуха (не показан) включается кран подвода воздуха, а в шкафу управления 55 через автомат включаются силовые цепи, после чего пневматическое и электрическое питание поступает на стенд. Дальнейшее управление стендом (фиг.8) осуществляется из шкафа управления 55, а управление механизмами - с пультов 56 и 57 и с постов 58 управления.
В стартовом меню на сенсорной панели шкафа управления 55 оператор выбирает тип вагона, в рассматриваемом примере - универсальная платформа, и включает соответствующую программу. О готовности базирующих и прижимных устройств на кондукторах 2-4 сигнализирует зеленым светом фонаря световая сигнализация (не показана), расположенная на крыше шкафа управления 55. При помощи подъемно-транспортных средств на кондукторы 2-4 укладывают хребтовую балку. Соосное положение хребтовой балки относительно продольной оси стенда обеспечивается центраторами 20, смонтированными на кондукторах 2 лобовых балок. На посту управления 58, расположенном на этом же кондукторе 2, нажимают кнопку "Досылатель хребтовой балки", после чего включается пневмоцилиндр досылателя 13 и последний перемещает хребтовую балку вдоль продольной оси стенда до неподвижного упора (не обозначен), расположенного на аналогичном кондукторе 2 с противоположной стороны стенда. На пульте управления 56 нажатием кнопки "Прижим хребтовой балки" включают пневмоцнлиндры прижимов 41 хребтовой балки, расположенные на кондукторах 4 промежуточных балок, и хребтовая балка фиксируется на всех упомянутых кондукторах.
Далее пооперационно выполняется сборка хребтовой балки с поперечными балками и боковыми обвязками рамы.
На кондукторы 3 по упорам 36 и 37 на платики 34 укладывают шкворневые балки, предварительно собранные без нижних листов. Нижние листы в сборе с пятниками и скользунами накладывают сверху на вертикальные листы шкворневых балок. Рамочными шаблонами 32 фиксируют центральное положение пятников. На постах управления 58, расположенных на этих же кондукторах 3, кнопкой "Вертикальный прижим шкворневой балки прижать" включают пневмоцилиндры вертикальных прижимов 28, фиксируя положение шкворневых балок в сборе на кондукторах 3.
По упорам 25 на платики 21 кондукторов 2 укладывают листы лобовых балок. На постах управления 58, расположенных на упомянутых кондукторах 2, нажимают кнопку "Досылатель верхнего лобового листа прижать", после чего включаются пневмоцилиндры досылателей 15, базируя уложенные листы друг относительно друга.
На платики 46 кондукторов 4 промежуточных балок укладывают балки домкратные. На постах управления 58, расположенных на упомянутых кондукторах 4, нажимают кнопку "Прижим промежуточной балки прижать", после чего включаются пневмоцилиндры прижимов 42, фиксируя балки домкратные в вертикальном и горизонтальном положениях. Аналогичные операции сборки выполняют с балками промежуточными и центральными на остальных кондукторах 4 промежуточных балок.
На платики 22, 35 и плиты 47 соответствующих кондукторов 2-4 укладывают боковые обвязки. На пультах управления 56 и 57 нажимают кнопки "Упор боковой обвязки прижать", после чего включаются пневмоцилиндры, поворачивая упоры 18, 30 и 43 боковой обвязки в рабочее положение. Далее нажатием кнопки "Горизонтальный прижим боковой обвязки прижать" включаются пневмоприводы горизонтальных прижимов 19, 31 и 44, фиксируя положение боковых обвязок по упорам 18, 30 и 43 на соответствующих кондукторах 2-4. После этого на упомянутых пультах 56 и 57 нажатием кнопки "Вертикальный прижим боковой обвязки прижать" включаются пневмоприводы вертикальных прижимов 45 на кондукторах 4 промежуточных балок, фиксируя положение боковых обвязок на плитах 47.
На кондукторы 2 укладывают нижние листы лобовых балок. Г-образные рычаги досылателей 14 заводят на упомянутые листы, на постах управления 58, расположенных на кондукторах 2, нажимают кнопку "Досылатель нижнего лобового листа прижать", после чего включаются пневмоцилиндры досылателей 14, досылая уложенные нижние листы до упора с лобовыми листами. На этих же постах управления нажатием кнопки "Прижим нижних лобовых листов прижать" включают пневмоцилиндры прижимов 16 и 17, фиксируя лобовые балки в вертикальном положении.
На постах управления 58 кондукторами 3 шкворневых балок нажимают кнопку "Прижим нижнего шкворневого листа прижать", после чего включаются пневмоцилиндры прижимов 29, фиксируя нижние листы на шкворневых балках.
Далее согласно технологическому процессу на балки рамы устанавливают элементы насыщения (листы, косынки, накладки, подкосы и т.п.) и производят сварку рамы в кондукторах 2-4. После завершения сварочных работ на пультах управления 56 или 57 нажимают кнопку "Все разжать" и пневмоприводы возвращают в исходное положение все рабочие органы базирующих и прижимных устройств. На шкафу управления 55 срабатывает световая сигнализация, оповещая зеленым светом фонаря о том, что базирующие и прижимные устройства находятся в исходном положении. Г-образные рычаги досылателей 14 отводят в исходное положение. На кондукторах 3 со шкворневых балок снимают рамочные шаблоны 32, после чего рама транспортируется со стенда на следующую технологическую позицию. В шкафу управления 55 отключают электрическую сеть стенда и краном подвода воздуха перекрывают пневматическую сеть.
Сборка рам платформы для перевозки автомобилей или полувагона осуществляется на стенде после соответствующей перестановки кондукторов 2-4 на основании 1 переналадки на них базирующих и прижимных устройств. В стартовом меню на сенсорной панели шкафа управления 55 оператор выбирает необходимый тип вагона и включает соответствующую программу. Последовательность и содержание технологических операций сборки рам этих двух типов вагонов на стенде в целом аналогичны рассмотренному выше примеру сборки рамы универсальной платформы.
Предлагаемая конструкция стенда для сборки и сварки рам вагонов позволяет значительно расширить технологические возможности стенда путем обеспечения сборки и сварки рам различных типов вагонов при одновременном существенном снижении трудоемкости указанных операций.
Конструкция заявляемого стенда разработана и апробирована Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Техвагонмаш" при создании универсального стенда для сборки и сварки рам вагонов.