12. Технология изготовления рам

Рамы представляют собой объемную пространственную конструкцию, предназначенную для соединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований, предъявляемых к рамам,— жесткость конструкции. Поэтому входящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяют друг с другом жестко либо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элементов жесткости. Размеры рам и их конструктивное оформление весьма разнообразны, поэтому различны и методы получения балок для рам. Например, в тяжелом машиностроении рамы клетей мощных прокатных станов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде массивных стальных отливок. В рамах тележек железнодорожного подвижного состава нередко наиболее сложные элементы выполняют в виде стальных отливок с относительно тонкими стенками. Рамы тележек испытывают многократное воздействие динамических нагрузок, поэтому их конструктивное оформление и технология сборки и сварки должны обеспечивать в этих условиях минимальную концентрацию напряжений.

Серийный выпуск рам значительных размеров имеет место в производстве транспортных конструкций (вагонов, локомотивов, автомобилей). Характерным примером является рама полувагона, представляющая собой систему жестко соединенных балок: продольной хребтовой и восьми поперечных (передних, шкворневых и промежуточных). Сечение хребтовой балки составляют два элемента 2-образного профиля и двутавр. Общей сборке рамы предшествует сборка и сварка этих балок. Прямолинейность хребтовой балки обеспечивают компенсацией деформаций изгиба от сварки продольных швов путем создания предварительного обратного прогиба, задаваемого сборочным приспособлением и фиксируемого постановкой прихваток.

Поперечные балки также собирают до общей сборки. Сборку рамы полувагона осуществляют в перевернутом положении. В приспособление последовательно устанавливают все поперечные балки, а затем последней опускают хребтовую балку, заводя ее между вертикальными листами поперечных балок до опирания элемента 2-образного профиля на верхние горизонтальные листы этих балок. Общую сварку собранной на прихватках рамы выполняют в кантователе.

В серийном производстве рамных конструкций в зависимости от числа изделий одного типоразмера сборочно-сварочная оснастка может быть либо переналаживаемой, либо специализированной. Например, серийное производство мостовых кранов предусматривает широкую номенклатуру типоразмеров при небольшом числе каждого изделия.

На рис. 8.6 показана рама вертикальной клети прокатного стана, составленная из четырех литых заготовок. Места стыков выбраны из условия симметрии сварочных деформаций и относительной простоты формы каждого элемента. Сложное очертание двутаврового сечения в месте стыка заменено сплошным (сечения А—А, Б—Б) в целях удобства выполнения его электрошлаковой сваркой пластинчатыми электродами. После электрошлаковой сварки рама проходит термообработку для улучшения механических свойств сварных соединений и снятия остаточных напряжений. Необходимая точность размеров готовой рамы обеспечивается последующей механической обработкой.