Сварочные вращатели – роликоопоры. Проще простого или ..?

Частый вопрос – “нужен сварочный вращатель – роликооопора на … тонн грузоподъемности – что вы можете нам предложить”. На самом деле не все так просто как кажется и разница в стоимости  комплекта может отличаться в разы.

Остановимся на некоторых моментах, объясняющих почему и  как те или иные конструктивные особенности влияют на эффективность работы сварочного вращателя в производстве.

1. Вопрос о том какие ролики?

Типа условно 3 – обрезиненные, стальные, покрытые полиуретаном. Их отличия:

– по уровню сопротивления вращению (трение качения) можно разделить так стальные – полиуретан – обрезиненые. То есть на вращение детали одного и того же веса потребуется разная мощность и момент приводов.
сварочный роликовый вращатель большой грузоподъемности с упроченными роликами
Оптимальнее стальные? Не всегда – представьте что происходит при попадании между роликом и обечайкой шлака, брызг, окалины – так как пятно контакта малое – она вдавливается в поверхность обечайки. Как такой ролик пройдет через продольный шов обечайки с неснятым усилением… Зачем нужны – а какой еще материал выдержит долговременный нагрев в зоне контакта с деталью хотя бы 150 град? Однако даже по стальным роликам есть разница, особенно при вращении тяжелых деталей – такое как на фото справа вряд ли выдержит не упроченный ролик.
сварочный вращатель 70 тонн с обрезиненными роликами фото не приводной секции
Оптимальнее “полиуретановые”? Во многих случаях да – они даже изнашиваются меньше стальных, однако слой покрытия достаточно тонкий и жесткий, обладает достаточно малым трением о деталь. Когда же нет ? А тогда когда деталь имеет значительные неровности в области продольного сварного шва, когда деталь имеет эксцентриситет ( не просто труба или обечайка- а с асимметрично расположенными внутренними деталями, вырезами, горловинами). В этом случае вращаемое изделие может проскользнуть, подпрыгнуть, подвиснуть ( в случае использования нескольких секций роликоопор).
Обрезиненные ролики – решают проблему не снятого усиления продольного шва, вращения деталей с выраженным экцентриситетом, недогибом обечайки в зоне продольного стыка, вращения деталей с отклонениями от цилиндричности при использовании нескольких секций сварочного вращателя. Минус – затруднения использования при больших нагрузках может решаться и так как на фото – это комплект опор для 70 тонн.

2. Вопросы конструкции: раздвижные, переставные или самоустанавливающиеся

По конструкции – варианта 3 (указаны выше). В чем разница при использовании стандартной секции – приводная + не приводная опора?

– переставные ролики  позволяют подогнать роликоопору под нужный диаметр, но … не позволяют никак компенсировать неравномерность загрузки секций, неточности формы свариваемых деталей, задать направленный дрейф обечайки. При работе сварочного вращателя в режиме “кантователя” или ручной сварки это не мешает, если нет технологической потребности делать много оборотов детали при сварке. Если подобное ставить под автоматизацию – гарантированно будет дрейф детали в случайном направлении – насколько это повлияет на сварку зависит от скорости дрейфа и возможностей следящих систем.

– передвижные ролики – позволяют точную подгонку под изделие, позволяют создать направленный дрейф – соответственно вместе с буфером- упором антидрейфа эта система позволяет иметь минимальное смещение линии шва относительно неподвижной сварочной головки.

– самонастраивающиеся опоры – имеют минимум по 4 ролика на секции расположенные на 4-х осях. Они позволяют работать с изделиями с большим эксцентриситетом, с тонкостенными обечайками, но у многих из них есть одно неприятное свойство – неустойчивая работа в среднем диапазоне диаметров и масс заготовок.  Минус системы 2-4 ролика в том, что движение вниз внутренних роликов происходит начиная с определенного веса заготовки.роликоопора сварочного вращателя с встроенным гидравлическим домкратом Именно начиная с него опора “само устанавливается”. Если планируется использование само устанавливающихся роликоопор в широком диапазоне масс и диаметров – то не исключен варинат такой загрузки, что одна из секций ушла в режим “самоустановки” а вторая остается на 2-х роликах.

– регулируемые по высоте или подъемные  – это роликоопоры с встроенным домкратом, позволяющим приподнимать свариваемую конструкцию и изменять положение секций под ней или высвобождать часть секций. Применение таких секций сварочных роликовых вращателей значительно сокращает издержки времени на такелажные операции или необходимое количество секций секций роликового сварочного вращателя.

3. Синхронизация нескольких приводных секций роликоопор, тип и расположение приводных двигателей

– Наиболее распространенный тип комплекта – 1 или 2 асинхронных двигателя на секцию +1 преобразователь частоты с входным регулирующим сигналом “ток” или “напряжение” – потенциометр настройки скорости вращения. Схема проста и нормально работает на 1 опоре.

– Простейший вариант синхронизации 2-х таких секций – выдача управляющего сигнала одного уровня. Да, скорее всего скорости окажутся синхронизированы, – но будут ли одинаковы нагрузки на приводы опор? Скорее всего нет – и вот почему. Вращаемое изделие редко представляет собой правильный цилиндр – имеются овальности, которые могут быть по разному ориентированы на разных частях емкости. Итого нагрузка будет распределяться неравномерно. Поэтому если одной приводной секции хватает на вращение 10 тонн то 2-х хватит при такой схеме отнюдь не на 20 тонн, а возможно значительно меньше.  На самом деле, перегружаться в таком случае будут оба привода: – тот который оказался на меньшем радиусе пытается один крутить тяжелое изделие с заданной скоростью, тот который на большем – начинает раскручиваться и тормозить вращение до заданной скорости. Если ролики обрезиненные  – за счет  упругой деформации происходит некоторая компенсация такой неравномерности нагрузки.  Если ролики стальные – то нет и предел – это проскальзывание или остановка вращения из за токовой перегрузки приводов.

– Системы ведущий – ведомый – основаны на связях между приводами, при которой один из приводов вращает изделие с заданной скоростью, а остальные подключаются для снятия нагрузки с него по мере необходимости. В предельном случае скорости вращения и нагрузки могут быть вообще разными – вращение конических деталей.

– AC или DC двигатель? Второй тип обладает большими стартовыми моментами, проще синхронизируется при больших мощностях. Первый – дешевле и неприхотлив в эксплуатации.

Расположение двигателей:

– один на опору с приводом на 1 ролик – применимо для легких изделий без необходимости какой либо точности при вращении

– 2 двигателя на 2 ролика опоры  – нормальная схема, но она предполагает расположение двигателей близко к поверхности обечайки, что затруднят использование  в условиях повышенного нагрева поверхности изделия в области роликоопор. Есть конструкции в которых двигатель экранирован или удален от поверхности, но это далеко не всегда.

– 1 вынесенный двигатель с передачей вращения на 2 ролика. Эта система позволяет работать на наплавке, с горячими поверхностями. Компактные вторичные редукторы уменьшают габарит роликоопор вдоль оси свариваемой обечайки.

4. Вопросы надежности

– Электрические повреждения.

Одной из распространенных причин является попадание сварочного потенциала на корпусные детали приводной секции роликоопор. Особенно актуально для опор со стальными роликами или комбинированными сталь + обрезиненные или обрезиненные армированные.  Такое может случится при обрыве обратного кабеля сварочной цепи – например соскакивание массового контакта с изделия при сварке, забывчивости сварщиков, проведении работ с периодическим использованием ручной сварки и дуговой строжки.   Так как приводная роликоопора является электроустановкой она должна быть заземлена. В зависимости от конструкции сварочного источника по цепи заземления может потечь достаточно большой ток, а сечение проводки для этого далеко не достаточно – итог повреждения кабелей, преобразователя частоты и выход роликоопоры из строя.  Если цепи питания двигателей, заземление двигатель и цепи управления разделены, если опора имеет встроенный шкаф управления – максимум что возможно – повреждение соединительных кабелей (далее дуга потухнет), которые можно восстановить силами ремонтного персонала относительно быстро.  Если же применен выносной шкаф управления – то повреждения могут быть более серьезными.

Отдельно стоит рассматривать возможные повреждения возникающие при использовании аргонодуговой сварки или подварки, особенно на переменном токе или при отсутствии должного экранирования и “сухом” заземлении. Тут далеко не всякие опоры будут работать – такое использование нужно всегда оговаривать, и особо обращать внимание если на вашем производстве используются источники питания с устройствами возбуждения дуги – осцилляторами старых поколений.

– Механика

Один из вариантов конструкции (част на китайских опорах) – когда двигатели значительно выступают за периметр. Минус очевиден – при неосторожных перестановках, такелажных операциях с тяжелыми деталями и инструментом такой выступающий мотор-редуктор легко повредить. Это не гарантийный случай.

Редуктор – обратите внимание на его положение на сварочном вращателе – если применена червячная передача- червяк “должен быть в масле” – то есть в нижней части. Это тихоходные передачи – если наоборот – ресурс будет никакой. Если используется планетарный редуктор – то чаще всего это приводит к конструкции описанной выше.

Ролики, оси, подшипники – тут  вопрос и в качестве деталей и в конструкции. Если используются системы или упоры антидрейфа, то на ролики могут действовать значительные осевые усилия. Если установить ролик на пару простеньких шарикоподшипников, то в таком режиме роликоопора долго не прослужит.

Запас по перегрузке – должен быть хотя бы исходя из того обстоятельства, что при загрузке детали возможны удары или неравномерность нагрузки. То же самое в первые моменты вращения. Если грузоподъемность “немецкие”, “французские”,”итальянские” 10 тонн – то скорее всего абсолютно ничего не произойдет если аккуратно загрузить и 12-14 тонн, чего нельзя сказать о многих моделях с востока. Вывод – если у вас 9 -10 тонн изделие и вы приобретаете на 10- 12 тонн европейский комплект – то у вас скорее всего заложен полуторакратный запас и по моментам и по грузоподъемности. Если неравномерно загрузили обечайку – то это практически гарантия того, что ничего не произойдет. Однако, как показывает практика “китайца” – лучше взять 15 тонного и еще посмотреть как он сделан – часто они указывают именно максимальную грузоподъемность.

Передвижные опоры – тележки бывают с приводом, без привода, для передвижения опор с полной нагрузкой, просто для маневрирования не загруженными опорами, с подъемом роликов для удобства маневрирования комплектом роликоопор при сборке изделия из нескольких обечаек.  Желательно четко представлять себе последовательность операций по сборке и стыковке, чтобы понять сколько опор и на какую грузоподъемность потребуется.   Опять отдельно остановлюсь на упорах антидрейфа или системах антидрейфа. При их использовании развиваются значительные сдвигающие усилия на секции сварочного вращателя. Они должны быть обязательно надежно заторможены на путях от перемещения под обечайками при вращении.

4. Антидрейф

упор антидрейфа на неприводной секции сварочного вращателя фото
– это механические (электромеханические или гидравлические  системы) позволяющие менять положение роликов под обечайкой (расстояние, угол поворота относительно продольной оси) для принудительного дрейфа обечайки в заданном направлении.  Смысл их применения появляется тогда, когда обечайка тяжелая  или торец занят привариваемыми деталями или легко повреждаемый. В таком случае упор антидрейфа использовать невозможно.   Бывают системы ручного управления или автоматического. Цель первых – исключить необходимость повторных загрузок детали при неточной первоначальной установке или изменении распределения масс в процессе работы.
автоматическая система антидрейфа фото

– Автоматическая система антидрейфа позволяет начать подавлять возникающие осевые смещения обечайки сразу после его начала и без участия оператора. По конструкции это практически система одно осевого слежения, но с гораздо более мощными исполнительными механизмами, – соответственно удовольствие не из дешевых. При этом не стоит думать, что такая система установленная на сварочный вращатель освободит вас от слежения за положением горелки или головки при сварке кольцевых швов на этом вращателе (отклонения все равно будут) – а вот направленного дрейфа не будет. Поэтому необходимый рабочий диапазон системы слежения, устанавливаемой для сварочной головки может быть значительно снижен.

– При работе всех систем антидрейфа (включая упоры антидрейфа) возникает дополнительное сопротивление вращению детали, поэтому нельзя использование этих систем при загрузке приводов сварочного вращателя близкой к максимальной ограничено.



Ваш запрос, отзыв или комментарий

Все поля заполняются на Ваше усмотрение.

Используются файлы cookie, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая пользование данным сайтом, Вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.