Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В наше время изготовление конструкций с помощью сварки стало практически массовым.

Сварные конструкции делятся на машиностроительные, строительные и технологические.

Достоинства сварных конструкций:

- экономия металла, электроэнергии и труда;

- сокращение сроков изготовления и меньший вес конструкций;

- возможность наносить слои определенных составов для получения нужных свойств конструкций.

На этапе проектирования решаются многие вопросы: выбор вариантов изготовления способов сварки, расчет заготовки и конструкции в целом, возможность механизации сварочных процессов, технологическая простота деталей.

Одним из самых значимых документов проектирования является разработка технологического процесса сборки и сварки изделия.

Разработка технологии имеет целью обеспечить оптимальные условия выполнения каждой отдельной операции и всего процесса в целом.

Разработка технологии предусматривает выбор схем базирования, последовательности сборки, технологической оснастки, элементов приспособлений, вспомогательного инструмента и материалов. При этом решают отдельные задачи:

- выбор сварочного оборудования;

- назначение параметров сварочных материалов (марка и диаметр сварочных материалов);

- назначение параметров режимов сварки (сила тока, напряжение, скорость сварки и т. д.);

- назначение методов контроля в процессе и после окончания сварки.

Решётчатые конструкции - это строительные конструкции, состоящие из прямолинейных стержней, скрепленных посредством узловых соединений.

Решетчатые конструкции применяют главным образом в качестве несущих конструкций зданий, а также в инженерных сооружениях -- мостах, мачтах линий радиорелейной связи, опорах линий электропередачи и т.д.

Стержни металлических решетчатых конструкций выполняют из труб, прокатных уголков, швеллеров, а также из сварных и гнутых профилей.

Выбранная конструкция «ферма Ф-1» предназначена для эксплуатации в условиях внешней среды с температурой воздуха от минус 30єС до плюс 30єС. Данная конструкция работает под нагрузкой в зимних условиях.

сборка сварка контроль

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции сварного узла с анализом технологичности

Сварная решетчатая конструкция «Ферма Ф-1» представляет собой систему стержней, соединенных между собой сварным швом и образующих геометрически неизменяемую конструкцию.

Данная конструкция является пространственной, и образует жесткий пространственный брус, способный воспринимать нагрузку, действующую в любом направлении. Предназначена для использования в качестве строительной конструкции (потолочная ферма).

Пояса «Фермы Ф-1» работают в основном на продольные усилия и момент; решетка ферм воспринимает в основном поперечную силу, выполняя функцию стенки сплошной балки.

Данная конструкция предназначена также для работы при низких температурах в нашем климатическом поясе. Соединения элементов в узлах осуществляется путем непосредственного примыкания одних элементов к другим методом сварки.

Конструкция транспортабельна для перевозки транспортом в полностью собран.ном виде, сохраняет при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировании геометрические размеры и форму, удобна для строповки при разгрузке и погрузке. Масса конструкции - 963 кг.

1.2 Технические условия на изготовление сварного узла

1. Материалы и заготовки: в качестве заготовок используются трубные заготовки и пластины. Материал конструкции должен обеспечивать стойкость к коррозии материала, выдерживать нагрузку, направленную в любом направлении, но в основном нагрузку на сжатие. Трубы и листовой металл должны иметь сертификат соответствия качества. Сварочная проволока соответствует ГОСТ 2246-70, что подтверждено серификатом соответствия качества. Проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

2. Заготовительные операции:

- нарезать трубные заготовки диам.114 мм толщиной 7 мм длиной 16465 мм - 1 шт, длиной 9970мм - 2 шт.,

- нарезать трубные заготовки Ш89х4 длиной 740 мм - 2 штуки., Ш89х4 длиной 1950 мм - 2 штуки, Ш89х4 длиной 1470 мм - 2 штуки, Ш89х4 длиной 2843мм - 2 штуки . Ш89х4 длиной 2200 мм - 2 штуки . Ш89х4 длиной 2683 мм - 2 штуки, Ш89х4 длиной 2808 мм - 2 штуки, Ш89х4 длиной 3100 мм - 2 штуки.

- трубные заготовки нарезать на трубонарезном станке марки 1А983.

- нарезать листовые заготовки размерами: 350х510х5мм - 2 шт., 200х300х5мм -2 шт., 380х380х5мм - 2шт., 200х330х5мм - 4 шт., 400х400х5мм - 1 шт., 350х350х5мм - 2шт.,150х350х5мм - 2шт., 300х500х5мм - 2шт.

- заготовки готовят на ножницах кривошипных марки Н3222.

Кромки пластин, обрезанных на ножницах не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности, допускаемый уклон не более 2мм. Срез трубных заготовок должен выполняться под углом 35-45⁰.

Детали, поступающие на сварку должны быть приняты ОТК

3. Сборочная операция:

- собрать каркас, установив зазор между единицами 3 мм закрепить в приспособлениях, скрепить прихватками,

- собрать конструкцию из сборочных единиц, зазор между свариваемыми элементами - 1 мм., закрепить приспособлениями, скрепить прихватками.

Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть очищены на ширину 25мм от ржавчины, масла и других загрязнений, непосредственно перед сваркой.

Детали с трещинами и надрывами к сборке под сварку не допускаются.

При сборке не допускается силовая подгонка.

Допускаемые смещение свариваемых кромок и зазоров не должны превышать указанных на чертеже.

4. Сварочная операция:

К сварке конструкции должны допускаться только аттестованные сварщики., имеющие квалификацию не ниже 4 разряда.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено амперметрами и вольтметрами. Состояние оборудования должно контролироваться сварщиком ежедневно перед началом работы

Сварку вести диаметрально противоположными группами во избежание перегрева и сверхнормативных деформаций. Сварку вести лишь в нижнем положении.

Порядок сварочных операций:

- произвести сварку каркаса и элементов конструкции методом механизированной сварки в среде углекислого газа. Сварочная проволока марки Св -08Г2С.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции и эскизам сварных швов. Угловые швы должны быть выпуклыми, катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

Сечение прихваток допускается до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов.

5. Испытания:

Контроль размеров сварного шва должен производиться измерительным инструментом с ценой делений 0,1 или специальными шаблонами.

- операционный визуально-измерительный контроль на всех стадиях технологического процесса. Проводится рабочими , проводящими данные операции.,

- выходной контроль - визуально-измерительный и неразрушающий. Проводится контролерами ОТК.

6. Устранение дефектов: дефектные места должны быть выявлены в процессе контроля и вновь заварены. Исправление дефектов сварного шва более 2 раз не допускается.

1.3 Выбор и обоснование основного материала

Сталь для опорной конструкции должна обладать высоким комплексом механических свойств: хорошо сопротивляется нагрузкам и наряду с высокой прочностью обладать вязкостью, чтобы сопротивляться динамичным и ударным воздействиям. Кроме того конструкция должна быть экономичной и минимально трудоемкой.

Для этих целей лучше всего подходят сталь конструкционная, низколегированная для сварных конструкций ответственного назначения, конкретно сталь марки 09Г2С.

Её химический состав:

С - менее 0,12%, Mn - 1,30-1,70%, Si - 0,50-0,80%, Cr - не более 0,30%,

Ni - не более 0,30%, S - не более 0,40%, P - не более 0,035%, Fe - остальное.

Механические свойства:

Предел прочности при растяжении 265 Мпа

Предел прочности при разрыве - 470 Мпа

Удлинение - 21%

Ударная вязкость - 59-64дж/см² (при -20^оС).

В составе изделия «Ферма Ф-1» используется труба О 89 с толщиной стенки 4мм, О 114 - 7 мм и листовые заготовки толщиной 5мм.

Листовые заготовки используются без подготовки кромок, трубные заготовки на концах срезаются под углом 35-45⁰.

1.4 Обоснование типа производства

Сварочное производство делится на следующие виды: единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное.

Единичное производство характеризуется широтой номенклатуры изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом их выпуска..

В машиностроении на предприятиях единичного производства количество выпускаемых изделий и размеры операционных партий заготовок исчисляются штуками и десятками штук; на рабочих местах выполняются разнообразные технологические операции, повторяющиеся нерегулярно или не повторяющиеся вообще; специальные приспособления и инструменты, как правило, не применяются (они создаются только в случае невозможности выполнения операций без специальной технологической оснастки).

Мелкосерийное производство отличается от единичного незначительно.

Наиболее рентабельным видом производства является серийное и крупносерийное производство, поскольку дают возможность оснащать и механизировать процесс сборки и сварки.

В нашем конкретном случае изготовление конструкции «ферма Ф-1» относится к мелкосерийному производству (заказ на 10 изделий).

2. Технологическая часть

2.1 Выбор, обоснование и анализ возможности способов сварки

Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:

- толщины свариваемого материала;

- протяжённости сварных швов;

- требований к качеству выпускаемой продукции;

- химического состава металла;

- предусматриваемой производительности;

- себестоимости 1 кг наплавленного металла;

Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются.

- ручная дуговая сварка;

- полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

- автоматическая сварка в среде защитных газов и под флюсом.

Ручная дуговая сварка сварочными электродами. Сварка покрытыми электродами называется ручной, потому что две обязательные операции процесса, т.е. подача электрода в зону дуги и перемещение дуги по изделию с целью образования шва, сварщик выполняет вручную. Ручной сваркой можно выполнять швы в любом пространственном положении и в труднодоступных местах. Ручная дуговая сварка подходит для сваривания и углеродистых и легированных сталей.

Полуавтоматическая дуговая сварка в среде защитных газов отличается от ручной тем, что сварочная проволока подается в зону электрической дуги автоматически. Сварщик сам производит лишь перемещение дуги по изделию. Технологическим преимуществом является относительная простота процесса сварки, возможность варить в любых пространственных положениях как черные, так и цветные металлы. Незначительный объем шлаков позволяет получить высокое качество сварных швов.

Механизированная сварка проволокой дает провар более глубокий, чем электроды, поэтому считается оправданным уменьшение катетов примерно на 10%, что дает определенную экономию сварочных материалов.

При этом способе сварки имеем следующие преимущества:

- высокая производительность сварки;

- представляется возможность производить сварку при повышенной плотности мощности, при этом обеспечивается узкая зона термического влияния;

- представляется возможность механизировать процесс сварки,

-себестоимость 1 кг наплавленного металла ниже чем при других видах сварки.

Автоматическая сварка в среде защитных газов и под флюсом дает хорошую защиту сварочной дуги. Сварочная ванна полностью защищена от действия кислорода и азота воздуха. Сварочный ток в 3-5 раз больше, чем при ручной сварке электродами. Производительность сварочных работ возрастает в 6-10 раз. Однако, автоматическая сварка под флюсом имеет следующие недостатки:

-невидимость места сварки изделия;

- возможность сварки только в нижнем положении;

- отсутствие мобильности;

- отсутствие эффективности для сварки швов малой протяженности;

- большой расход и относительно высокая стоимость флюса.

Электрошлаковая сварка разработана для сварки под флюсом вертикальных стыков из металла большой толщины (от 14 до 500 мм), т.е. для тех случаев, когда другие способы сварки экономически невыгодны.

На основании вышеизложенного выбираем вид сварки: механизированный способ сварки в среде углекислого газа.

2.2 Выбор и обоснование сварочных материалов, расчет их расхода

Общие принципы выбора сварочных материалов характеризуются следующими основными условиями:

- обеспечение требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определяемого уровня механических свойств материала шва в сочетании с основным металлом;

- обеспечение необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);

- отсутствием горячих трещин, т.е. получением металла шва с достаточной технологической прочностью;

-получением комплекса специальных, свойств металла, шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости).

Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятым способом сварки и маркой стали, из которой изготовлена заготовка. Марка стали 09Г2С, вид сварки - механизированная сварка в среде углекислого газа.

Таким образом, сварочная проволока подбирается по своим свойствам близкой к стали изделия, а именно Св 08Г2С.

Химический состав сварочной проволоки Св08Г2С:

С - 0,05-0,11%, Mn - 1.80-2,10%, Si - 0,70-0.95%, Cr - не более 0,20%,

Ni - не более 0,25%, S - не более 0,025%, P - не более 0,030%

Основная несущая конструкция - треугольник имеет три сварных шва вид которых приведен на эскизе. Вид соединения элементов под сварку, которое нельзя четко отнести или к стыковому или угловому. К основе привариваются пластины 17 шт вид соединения - тавровое, вид шва -угловой с общей длиной шва - 9320 мм. К пластинам привариваются трубы, вид соединения - тавровое, вид шва - угловой, длина шва каждой трубы - 400мм (учитывая оба конца трубы), общая длина шва - 6400мм. Сварка производится на 2 прохода.

Положение при сварке - нижнее.

Масса наплавленного металла определяется по формуле:

Q_н = F_к*y*L,

где Q_н - масса наплавленного металла,

F_к - площадь поперечного сечения шва, см²,

L - длина сварного шва, см.

y -плотность наплавленного металла (для сталей 7,85 г\см³)

Площадь шва определяется геометрическим расчетом, при этом высота усиления шва (глубина проплавления) вычисляется для угловых швов:

Н_пр = 0,6д = 0,6*5 = 3мм, или 0,3 см, где

д - толщина свариваемого металла

для пластин F_к = 0,5*0,3*0,5 = 0,075 см² (0,5 см - толщина свариваемого металла, 0,5 см - размер катета ).

Таким образом масса наплавленного металла при сварке пластин

Q_н = 0,075* 932*7,85 = 548,71 г *2 прохода = 1097,43 г.

Таким образом масса наплавленного металла при сварке труб

Q_н = 0,075* 640*7,85 = 376,8 г *2 прохода = 753,6 г.

Итого: масса наплавленного металла составляет 1851,03 г , масса наплавленного металла на 1 м составляет 0,118кг.

Полный расход сварочной проволоки рассчитывается по формуле:

Н_р = Q_н*(1+К_п )

Q_н - масса наплавленного металла,

К_{п -} коэффициент потерь проволоки (1,05).

Таким образом Нр = 1851,03* (1+1,05) = 3702,06 г., общий расход проволоки на 1 м шва составляет 0,242 кг.

2.3 Подбор режимов сварки

Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход защитного газа.

Первоначально следует задаться ориентировочным диаметром поволоки, который представлен в таблицы 1. Его значение зависит от толщины свариваемого металла.

Таблица 1. Выбор диаметра сварочной проволоки

д, мм	0,8 - 2	2 - 3	3 - 4	4 - 6
dпр мм	0,8- 1,0	1-1,2	1,2 - 1,6	1,6 - 2

Таким образом диаметр сварочной проволоки предварительно выбираем 1,6 мм.

Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности.

Определяем величину сварочного тока, которая, с одной стороны, зависит от требуемой глубины проплавления, с другой - от диаметра сварочной проволоки.

Требуемая глубина проплавления, в свою очередь, зависит от толщины металла и условий сварки. Глубина проплавления вычислена выше и составляет 3мм.

Для сварки в среде углекислого газа силу сварочного тока можно определить по формуле:

Iсв = (Нпр\d) *100 = (3\1,55)*100 = 194 А

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от условий, выбирается из таблицы 2

Таблица 2. Значения коэффициента k

Диаметр электродной прволоки, мм	Переменный ток, А	Постоянный ток,А
		Прямая полярность	Обратная полярность
1,6	1,50	1,25	1,55
2	1,30	1,15	1,45
3	1,15	0,95	1,30
4	1,05	0,85	1,15
5	0,95	0,75	1,10

После вычисления силы сварочного тока уточняют диаметр проволоки по формуле:

d_пр = 2 I_св\ j = 2 194/ 155 = 2.2 мм

где I_пр - сварочный ток, А

j - допустимая плотность тока, А/мм²

Плотность тока, в зависимости от диаметра проволоки, указана в таблице 3.

Таблица 3. Значение плотности тока

Диаметр проволоки, мм	<2	2	3	4	5
Плотность тока, А/мм2	90-200	60-120	45-90	35-60	30-50

Напряжение на дуге U_д, В принимается в пределах 32-40 В(согласно документации на оборудование).

Скорость сварки вычисляют по формуле:

,

Где - коэффициент наплавки, г/А·ч, равный =11,6 ± 0,4 г/А·ч

I_св - сила сварочного тока, А;

- плотность металла, г/см³;

F_Н- площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Vсв = (11,6 * 194)\ 7,85*0,3*100 = 95,56 А

Скорость подачи сварочной проволоки вычисляют по формуле:

,

где - площадь сечения электрода:

,

где Fэ = 3,12* 2,2²/4 = 3,775 мм² , а

Vпод. = (11,6 * 194) \7,85* 3,775*100 = 0,759 ^м\ _час

Выбор режима сварки в углекислом газе, а также в смеси газов производится в зависимости от толщины и свойств свариваемого металла, типа сварного соединения и положения сварного шва в пространстве на основании обобщённых опытных данных. В нашем случае экономичнее производить сварку в среде чистого углекислого газа.

Расход углекислого газа определяется по формуле:

М_СО2 = 1,58 М_пр,

где М_пр - расход проволоки на сварку 1м шва.

М_СО2 = 1,5*3,702 = 5,553 кг

На основании обобщенных статистических данных завода расход углекислого газа выбирается из расчета 1,6 кг на 1 кг сварочной проволоки, что соответствует расходу углекислого газа на сварку решетчатой конструкции «ферма Ф-1» 5,923 кг.

Если имеются данные о массе наплавленного металла на 1 м сварного шва (см. выше - М = 0,242 кг), то расход электроэнергии W, в кВт\час можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле:

W = g*М,

где g - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла в кВт\час, укрупненный показатель при механизированной сварке на постоянном токе находится в интервале от 5 до 8. Таким образом W = 1,694 кВт\час

Таблица 4. Сводная таблица расходов материалов и электроэнергии

Наименование изделия	Расход материалов на изделие, кг	Расход электроэнергии на изделие, кВт\час
	Сварочная проволока	Углекислый газ
Ферма Ф-1	3,702	5,923	1,694

2.4 Выбор и обоснование сварочного оборудования

Основными условиями выбора сварочного оборудования являются:

- техническая характеристика сварочного оборудования, отвечающая принятой технологии,

- наименьшие габариты и вес,

- наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии,

- минимальная стоимость.

Большое значение при выборе сварочного оборудования представляет тип производства.

Так при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое оборудование, здесь прямой резон отдавать предпочтение оборудованию для механизированной сварки в среде защитных газов.

Выбор и проектирование оснастки производится с предварительно избранным способом сборки-сварки узлов. В этом вопросе следует учитывать, что выбор оснастки должен обеспечить следующее:

- уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда,

- облегчение условий труда,

- повышение точности работ, улучшение качества продукции, сохранение заданной формы изделия, путем соответствующего закрепления и снижение деформаций при сварке.

Поскольку уже выставлены требования к сварочным характеристикам тока - постоянный ток обратной полярности - этот фактор также должен участвовать при выборе сварочного оборудования.

На основании предъявленных требований в качестве сварочного оборудования наиболее подходит выпрямитель ВДУ-601, выполненный на тиристорах по двойной трехфазной схеме выпрямления с уравнительным дросселем. Этот выпрямитель обеспечивает высокий уровень стабилизации напряжения и тока, имеет простой переход с одного вида внешних характеристик на другой.

Его характеристики:

- номинальный сварочный ток 630А,

- номинальное рабочее напряжение 56В,

- пределы регулирования тока 65-530 А,

- пределы регулирования напряжения 18-56 В,

- КПД - 75%,

- габариты 860х690х1100 м,

- масса 320 кг.

В качестве сварочного полуавтомата предлагаю использовать полуавтомат ПДГ-508 УЗ - полуавтомат дуговой для сварки в среде защитных газов, номинальный сварочный ток - 500А, модификации 08, предназначен для эксплуатации в умеренном климате, в помещениях с вентиляцией и отоплением.

Характеристика полуавтомата:

- предназначен для сварочных работ в среде углекислого газа, для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей,

- диаметр сварочной проволоки - от 1,2 до 2,0 мм,

- номинальное напряжение сети - 380В,

- частота питающей сети - 50гЦ, - скорость подачи проволоки от 120 до 1200 м/час,

- масса электродной проволоки в кассете 12 кг,

- масса механизма подачи 13 кг.

2.5 Выбор и обоснование методов контроля

Виды контроля: входной, операционный , контроль готовой продукции.

При изготовлении конструкции «Ферма Ф-1» используются два вида контроля: операционный и контроль готовой продукции.

1-ый Этап -операционный контроль заготовок для сборки-сварки изделия.

На этом этапе производится контроль линейных размеров заготовок (трубных элементов и пластин), контролируется угол среза трубных заготовок. Для этой цели используется визуально-измерительный контроль. Проводится слесарем- сборщиком (сварщиком-сборщиком).

2-ой Этап - операционный контроль сборочно-подготовительных работ.

На этом этапе производится контроль чистоты и размеров зоны очистки сварного шва и сборки конструкции на сборочном стенде. Для этой цели используется визуально-измерительный контроль. Проводится слесарем- сборщиком (сварщиком-сборщиком).

3-ий Этап - операционный контроль сварочных работ. Производится в две стадии:

- контроль выполнения прихваток и правильности размещения сборочных единиц. - используется визуальный контроль

- контроль основных швов - используется визуально измерительный контроль.

Проводится слесарем - сборщиком (сварщиком-сборщиком).

4-ый Этап - операционный контроль по зачистке сварных швов. Используется визуально-измерительный контроль. Проводится слесарем- сборщиком (сварщиком-сборщиком).

5-ый Этап - контроль готовой продукции. Проходит в две стадии:

- контроль визуально-измерительный - замер параметров шва, оценка качества шва,

- неразрушающий контроль радиографическим или акустическим методом контроля. Поскольку контроль угловых швов радиографическим методом затруднен, выбираем акустический метод (ультразвуковую дефектоскопию).

Данный вид контроля проводят контролеры ОТК.

Расчет норм времени на сборку и сварку.

Общее время на выполнение сварочной операции Тсв в часах состоит из нескольких компонентов и определяется по формуле:

Тсв= То + Тпз + Тв + Тобс + Тп,

где Тпз - подготовительно-заключительное время,

То - основное время,

Тв - вспомогательное время,

Тобс - время на обслуживание рабочего места,

Тп - время перерывов на отдых и личные надобности.

Основное время - время, потраченное на выполнение сварочных операций. Оно определяется по формуле:

То = Qн /( а_н * Iсв) = 3702 / (11,6 * 194)= 1,95 час или (117 мин), где

а_н - коэффициент наплавки, г/А час

Qн - масса наплавленного металла, г.

Подготовительно-заключительное время включает в себя такие операции, как получение производственного задания, инструктаж, получение и сдача инструмента, осмотр и подготовка оборудования к работе и т.п. Оно принимается равным 10% от основного времени. Таким образом Т пз = 12 мин.

Вспомогательное время - время, затрачиваемое на вспомогательные действия работника ( установка, закрепление и снятие детали, измерительные операции, т.п.) Вспомогательное время берется в размере 5% от основного Твс = 6 мин.

Время обслуживания рабочего места принимается равным

Тобс = То + Твс = 117 + 6 + 123 мин

Время на отдых и личные надобности принимается 10% от основного времени: Тп = 12 мин

Итого То = 117 + 12 + 6 + 123 + 12 = 270 мин.

2.6 Выбор подъемно-транспортного оборудования и грузозахватных средств

Выбор подъемно-транспортного оборудования определяется прежде всего грузоподъемностью подъемно-транспортного оборудования, расстоянием до места производства сварочных работ от заготовительного участка и массой готовой конструкции и расстоянием до места вывозки готовой продукции.

Масса нашей конструкции 963 кг, следовательно грузоподъемность оборудования должна быть не менее 1 тонны. Расстояние транспортировки составляет от 50 до 60 м.

Трубные заготовки транспортируются на рабочее место сборки-сварки фермы Ф-1 (расстояние транспортирования от заготовительного участка - 50м), связанными в трубные пучки.

Пластины транспортируются на рабочее место в металлической таре.

Готовая конструкция транспортируется по цеху для погрузки на автомашину на расстояние 60м.

Для транспортировки выбираем мостовой кран марки МК-10. Грузоподъемность крана составляет 10 тонн, поэтому кран подходит для транспортирования как конструкции в целом ( масса 963 кг), так и заготовок.

Транспортирование готовой конструкции в связи с её большими пространственными размерами, производится с помощью траверсы НО-Пр-585.

Зацепка готовой конструкции и трубных заготовок производится с помощью стропов канатных марки 2 СК (стропы 2-х ветвевые универсальные).

Зацепка тары производится с помощью стропов марки 4 СК (4-х ветвевой «паук»).

3. Конструкторская часть

3.1 Описание конструкции сборочно-сварочного приспособления

Выбор и разработка приспособлений -- один из этапов технологической подготовки производства новых изделий. Конструирование нового приспособления или модернизация существующего производятся на основе: изучения чертежей на сварную конструкцию; разработки (изучения) технологического процесса изготовления изделия.

Выбор типа приспособления зависит от способа сборки и сварки, конструкции изделия, материала и сечений деталей, требуемого качества сборки и сварки, особенно точности размеров, и от заданной производительности. При этом следует помнить о необходимости существенно сократить трудоемкость сборочных и вспомогательных работ, обеспечить стабильное качество изделий, облегчить и улучшить условия труда рабочих, устранить утомительные, монотонные, малоинтересные ручные работы.

Для выполнения сборочных работ используют различные приспособления: стяжки винтовые, стяжные кольца, хомуты для сближения кромок, зажимы клиновые, скобы, струбцины, шайбы, упоры.

Для сварки тяжелых узлов и изделий, цилиндров, блоков используют роликовые опоры.

Для сварки узлов и деталей среднего размера используют ручные поворотные стенды.

Для сварки громоздких и длинных деталей применяют цепные кантователи.

Для сварки мелких и средний деталей в серийном и крупносерийном производстве используют манипуляторы.

В нашем случае при мелкосерийном производстве, принимая во внимание, что сварная конструкция имеет значительные размеры предпочтительнее остановиться на сварочном стенде, оснащенном пневмоприжимами СП- 61026.

3.2 Описание принципа действия приспособления

Сборка выполняется на стенде 3, снабженного пневмоприжимами. Элементы фермы раскладываются по упорам и фиксаторам, одновременно зажимаются пневмоцилиндрами и жестко соединяют швами, оказавшимися в нижнем положении. С помощью рамки 2 собранную ферму сначала ставят в вертикальное положение, а затем передают на стенд 2, причем в каждом из этих положений выполняют соответствующие швы.

Рис.1. Схема сборки-сварки изделия «Ферма Ф-1»

3.3 Расчет элементов приспособления

Основным параметром при расчете элементов приспособления является такой параметр, как осевая сила на штоке поршня.

При расчете пневмоприводов определяют осевую силу на штоке поршня, за висящею от диаметра пневмоцилиндра и давления сжатого воздуха в его полостях.

Расчет осевой силы на штоке поршневого привода производится по следующим формулам.

S=(п)*(D²-d²)*р *К

S= (3,14 )* (125²-30²)*0,40* 0,9 = 53,35 кгс; где,

D = 125 мм - диаметр пневмоцилиндра ,

d =30мм - диаметр штока, поршня,

p =0.40мПа - давление сжатого воздуха,

К = 0,9- КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре.

S - сила сопротивления возвратной пружины в конце рабочего хода поршня в (кгс).

3.4 Выбор вспомогательного инструмента

К вспомогательным инструментам, которые применяются при сборке-сварке выбранной конструкции относятся:

- пневмошлифмашинка ИП 2014,

- круг шлифовальный,

- щетки для зачистки кромок перед сваркой,

- молоток для удаления шлаковой корки,

- зубило для вырубания некачественных швов.

4. Охрана труда

К работе электросварщиком допускаются лица, не моложе 18 лет, не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие обучение по охране труда. Электросварщики должны иметь группу по электробезопасности не ниже П.

При выполнении сварочных работ возникают опасные и вредные производственные факторы, которые могут привести к травме или профессиональным заболеваниям. К наиболее значимым факторам относятся:

- наличие теплового оптического (в том числе и ультрафиолетового излучения)

- искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака,

- наличие сварочного аэрозоля, содержащего тяжелые металлы и другие вредные вещества в воздухе рабочей зоны,

- возможность поражения электрическим током,

- при работе с пневматическим ручным инструментом сварщик может подвергаться локальной вибрации,

- неблагоприятный микроклимат,

- статические нагрузки и др.

поэтому при проведении сварочных работ следует пользоваться средствами индивидуальной защиты: брезентовый костюм, специальная обувь, рукавицы или краги из брезента, маска сварщика, резиной диэлектрический коврик и диэлектрические перчатки и очки с бесцветными стеклами для проведения работ по зачистке сварного шва.

Сварочные работы на постоянных рабочих местах должны проводиться при наличии местной вытяжной вентиляции.

Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего работе на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах.

Ширина проходов должна обеспечивать удобство сварщика при проведении работ и доставке изделий на рабочее место, ширина проходов не должна быть менее 0,8м.

Гибкие сварочные провода должны находится в резиной оболочке, использование в качестве изоляции полимерных материалов, как поддерживающих горение, запрещено. Длина сварочного кабеля не должна превышать 15 м.

Не допускается сращивать сварочные кабели с помощью скруток или использовать их с нарушенной изоляцией. Кабели соединять допускается пайкой, сваркой или опрессовкой. Ежедневно перед началом работы сварщик должен визуально проверять состояние изоляции.

Сварочные кабели нельзя располагать рядом с газосварочными шлангами и трубопроводами, находящимися под давлением, или по участкам с высокой температурой, а также ближе к кислородных баллонам и трубопроводам с горючими газами чем на расстоянии 1 м.

Электроустановки для производства сварочных работ следует заземлять. Ежедневно сварщик должен визуально проверять состояние заземления.

Помимо заземления сварочного оборудования следует заземлять тот зажим вторичной обмотки трансформатора, к которому присоединяется обратный провод.

Подключение кабелей к сварочному оборудованию должно производиться только с помощью специальных наконечников.

Каждый сварочный аппарат должен проходить периодический испытания состояния изоляции. Периодичность испытаний - раз в 6 месяцев.

Напряжение холостого хода для источников переменного тока для полуавтоматической сварки не должно превышать 80В.

Производство электросварочных работ на улице во время дождя и снега допускается только при наличии специальных навесов, предохраняющих от попадании влаги на сварочное оборудование.

При сварочных работах внутри помещения рабочие места сварщиков должны быть отделения от смежных рабочих мест несгораемыми экранами (щитами, ширмами) высотой не менее 1,8м.

Сварочные работы внутри сосудов или в закрытых пространствах, а также на высоте должны проводиться согласно специально разработанной инструкции.

5. Комплект документации технологического процесса

Таблица 1 Ведомость оснастки

№ п/п	Наименование оснастки и инструмента	Характеристика оснастки и инструмента
1.	Сборочно-сварочный стенд СП 61026	Стенд позволяет производить сварку в 3-х пространственных положениях: правое горизонтально , среднее вертикальное и левое горизонтальное. Основной каркас крепится к рамке стенда с помощью прижимных пневматических планок. S - осевая сила пневмоцилиндров составляет 53 кгс, D=125мм (диаметр пневмоцилиндра) d=30мм (диаметр штока), р=0.4 мПа
2.	Винтовая стяжка
3.	Струбцина откидная
4.	Пневмошлифмашинка со шлифовальным кругом	Модель ИП 2014
5.	Зубило слесарное
6.	Щетка металлическая

Условные обозначения

1. Трубная заготовка О 114 мм толщиной 7 мм длиной 16465 мм - 1 шт,

2. Трубная заготовка О 114 мм толщиной 7 мм длиной 9970мм - 1 шт.

3. Трубная заготовка О 114 мм толщиной 7 мм длиной 9970мм - 1 шт.

4. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 740 мм - 2 штуки

5. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 1950 мм - 2 штуки

6. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 1470 мм - 2 штуки

7. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 2843мм - 2 штуки

8.. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 2200 мм - 2 штуки

9. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 2683 мм - 2 штуки

10. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 2808 мм - 2 штуки

11. Трубные заготовки Ш89х4 длиной 3100 мм - 2 штуки.

12. Листовые заготовки размерами: 350х510х5мм - 2 шт., 200х300х5мм -2 шт., 380х380х5мм - 2шт., 200х330х5мм - 4 шт., 400х400х5мм - 1 шт., 350х350х5мм - 2шт.,150х350х5мм - 2шт., 300х500х5мм - 2шт. без специального обозначения

Таблица 2 Ведомость операций технического контроля

№ п/п	Наименование операции	Техника выполнения
1.	Операционный контроль, проводится сборщиком	1. Контроль инструментальный линейных размеров заготовок: - замер линейных размеров трубных заготовок и пластин. Используемый инструмент - рулетка, линейка. 2. Контроль инструментальный угла среза на трубной заготовке: - замер угла среза трубной заготовки. Используемый инструмент - угломер.
2.	Операционный контроль, проводится сборщиком	1. Контроль визуальный чистоты очистки околошовной поверхности: -очистка до основного металла заготовки, без наличий неочищенных мест. 2. Контроль инструментальный величины околошовной поверхности. - замер поверхности под шов ( величина - 25мм.)
3.	Операционный контроль, проводится сварщиком	1. Контроль визуальный выполнения прихваток 2. Контроль визуальный наличия дефектов сварки. Отметка мест дефектов. 3. Контроль инструментальный геометрии сварного шва: -замер угла сварки. . Используемый инструмент -универсальный шаблон сварщика УШС.
4.	Операционный контроль, проводится сборщиком	1.Контроль визуальный качества очистки.
5.	Контроль готовой продукции, проводится контролером ОТК	1. Контроль визуальный (наличие сверхнормативной чешуйчатости и прочих видимых дефектов. Отметка зон сверхнормативных дефектов. 2. Неразрушающий контроль качества сварного шва. Используемый инструмент - ультразвуковой дефектоскоп УД-3-103

Список литературы

1. Маслов В.И. Сварочные работы - М., Профобриздат, 2001.

2. Колганов Л.А. Сварочные работы - М., издательстко- торговая корпорация «Дашков и К», 2003.

3. Рыбаков В.М. Сварки и резка металлов - М., Высшая школа, 1979.

4. Шебеко Л.П. Производственное обучение электро-газосварщиков - М., Высшая школа,1984.

5. Межотраслевые правила по охране труда, утв. Постановлением Министерства труда и социального развития РФ от 9.10, 1001г. №72

6. Правила безопасности при работе с инструментом и приспособлениями - М., Апрохим, 2000.

Приложение

Технологический процесс на сборку-сварку конструкции «ферма Ф-1»

№ п/п	Наименование операции	Содержание операции	Оборудование, инструмент
1.	Общие требования	К сварке допускаются электросварщики квалификации не ниже 4 разряда, аттестованные в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, обученные и прошедшие инструктаж по охране труда . Внимание! Сварку производить при температуре окружающего воздуха не ниже + 100С , в цеху на спокойном воздухе (при отсутствии сквозняков)
2.	Транспортная	1.Транспортировать трубные заготовки в трубном пучке. 2 Транспортировать пластины в таре 3. Расстояние транспортирования 50м	Кран мостовой МК-10, металлическая тара общего назначения, стропы 2СК и 4 СК
3.	Контроль операционный	1.Проверить заготовки на соответствие линейных размеров 2.Проверить соответствие угла среза трубных заготовок (угол 35-450)	Рулетка, штангенциркуль, угломер- шаблон
4.	Cлесарная	1.При наличии больших жировых загрязнений обезжирить околошовную зону растворителем. 2.Зачистить наружную и внутреннюю поверхности концов труб и пластин (околошовную зону) на ширину не мене 25мм от ржавчины и грязи до металлического блеска. Наличие не зачищенных площадей не допустимо.	Пневмошлифмашинка ИП 2014, круг шлифовальный, ветошь техническая, уайт-спирит, очки защитные, щетка стальная, молоток
5.	Контроль операционный	Проверить чистоту подготовленных околошовных поверхностей	Шаблон, линейка
6.	Слесарно- сборочная	1.Установить трубы О 114 мм на сборочный стенд. Собрать каркас согласно требования чертежа. Закрепить каркас прижимными планками. Прихватить прихватками 2. Собрать конструкцию из пластин и труб О89 согласно требований чертежа, закрепить сборные элементы скобами и струбцинами	Сборочный стенд СП-61026, скобы винтовые, струбцины
7.	Сварочная	1.Выполнить прихватки. Освободить изделие от винтовых приспособлений и струбцин, оставит только пневмоприжимы. Произвести сварку каркаса фермы, первым слоем, обеспечивая размеры шва согласно документации. Выполнить второй слой шва. Вид соединения и шва согласно эскиза (вид А). 2.Приварить пластины первым слоем, согласно требований чертежа. Соединение тавровое, вид сварного шва - угловой. Эскиз шва - В 3.Приварить трубные заготовки к пластинам первым слоем, согласно требований чертежа. Соединение угловое, вид сварного шва - угловой. Эскиз шва - В 4. Провести сварку вторым слоем. Внимание! Для предупреждения перегрева мест сварки и сверхнормативной деформации изделия сварку вести диаметрально противоположными группами. Недопустимо наличие трещин, непроваренных кратеров. Сварочные материалы: сварочная проволока СВ 08Г2С, d 2,0мм, углекислый газ ГОСТ 8050. Сварочные материалы на прихватку и сварку одни и те же. 4.Произвести постановку клейма сварщика.	ПДГ-508 с ВДУ-601, шаблон сварщика УШС, щиток сварочный НН-Э-103У1, клеймо сварщика
8.	Слесарная	1.Зачистить сварные швы на каркасе от шлака, брызг и грубых наплывов	Пневмошлифмашинка ИП 2014, круг шлифовальный, очки защитные, щетка стальная, шаблон УШС, молоток, зубило.
9.	Контроль готовой продукции	1.Визуально-измерительный контроль сварных швов. Контроль геометрии и размеров шва. 2.Неразрушающий контроль с помощью ультразвукового дефектоскопа УД-3-103.	Шаблон, линейка, штангенциркуль. Дефектоскоп УД-3-103
10.	Транспортная	1.Транспортировать готовое изделие с погрузкой на автомобиль. Расстояние транспортирования 60м	Кран мостовой МК-10, траверса НО-Пр-585, стропы 2СК

Размещено на Allbest.ru

...