Технологічний процес відновлення прокатних валків наплавленням

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

У даному курсовому проекті пропонується розглянути технологічний процес відновлення прокатних валків наплавленням.

Наплавлення прокатних валків з метою їхнього відновлення й підвищення стійкості в цей час застосовують практично на всіх металургійних підприємствах України й країн СНД. За допомогою сучасних способів механізованого наплавлення можна створити валок з міцною серцевиною, що добре витримує механічним навантаженням, і має зносостійкою поверхнею. Наплавлення дозволяє істотно збільшити термін експлуатації валків, скоротити їхню витрату, збільшити вихід придатного прокату внаслідок поліпшення точності прокатки, знизити витрати з переробки й собівартості прокату.

Прокатні валки виготовляють з різноманітних сталей, залежно від способу експлуатації. Найбільше поширення одержало дугове наплавлення сталевих валків гарячої прокатки обтискних, листо-, сорто- і трубопрокатних станів з доевтектоідных й евтектоідных сталей 45, 50, 55.50Х, 50ХН, 55Х, 55ХН, 60ХН, 9ХФ.

Ефективність застосування наплавлення прокатних валків багато в чому залежить від правильного вибору складу наплавленого металу. Для такого вибору необхідний ретельний аналіз умов роботи валків, характеру й інтенсивності їхнього зношування. Найчастіше на різних металургійних підприємствах валки навіть однотипних прокатних станів зношуються по-різному, тому їх необхідно наплавляти різними дротами, і різними методами наплавлення.

1. Загальна частина

1.1 Опис виробу

Валки прокатні - робочий орган (інструмент) прокатного стана. Валками виконується основна операція прокатки -- деформація (обтиснення) металу для надання йому необхідних розмірів і форми. Валки прокатні складаються із трьох елементів (мал.): бочки, двох шийок (цапф), приводного кінця валка («трефу»).

Мал. 1.1 Схема роботи прокатних валків

Основні розміри прокатного валка (діаметр і довжина бочки) залежать від сортаменту виробляємої продукції, діаметр прокатного валка для гарячої прокатки становить від 250--300 мм (прокатка дроту) до 1000--1400 мм (прокатка блюмів і слябів). Для холодної прокатки застосовують валки діаметром від 5 мм (на 20-валкових станах при прокатці фольги) до 600 мм (на 4-валкових станах при прокатці тонких смуг).

1.2 Призначення виробу

Валки прокатні діляться на листові й сортові. Листові застосовують для прокатки листів, смуг і стрічки; бочка в цих валків циліндрична або злегка опукла або вигнута; існують такі валки, які називають також гладкими. Сортові служать для прокатки фасонного (сортового) металу (круглого й квадратного перетину, рейок, двотаврових балок й ін.); на поверхні бочки прокатних валків роблять поглиблення, що відповідають профілю металу, що прокочує. Ці поглиблення називають струмками (струмки двох валків утворять калібри), а прокатні валки - струмковими (каліброваними).

Мал. 1 2. Обладнання прокатного стану

1.3 Аналіз зносу діючих прокатних валків

Для наплавлення пркатних валків частіш за все використовують порошковий дріт ПП-Нп-35В9ХЗСФ ГОСТ26101-84. Наплавлений метал має високу стійкість проти стирання при підвищених температурах, але його термічна стійкість низька, тому валки, наплавленні цим дротом часто ввиходятьз ладу через утворення сітки розпалу та викришення. Промислові досліди показали, що при використані дроту Нп-30ХГСА стійкість наплавлених валків за одне всановлення у кліть складає 20-22 тисяч тон прокату. Стан робочої поверхні наплавлених валків (Мал.1.3) після одного всановлення у кліть дозволяє виконувати подальше використання без повторного наплавлення , обмежевшись лише перешліфуванням бочки валка.

Мал. 1.3 Зношення (мм) робочої поверхні валка

( верхній - після другого встановлення у кліть, нижній - після третього)

1.4 Аналіз діючих технологічних процесів відновлення прокатних валків

Вибір та обґрунтувань способу наплавлення

Однією з найважливіших галузей сучасної технології відновлення робочих поверхонь прокатних валків є наплавлення - нанесення розплавленого металу на поверхню виробу, нагріту до температури плавлення. Наплавленням можна збільшити розміри виробу, а також нанести безпосередньо на робочій поверхні сплав, який має задані властивості. Вага наплавленого металу не перевищує декількох відсотків від загальної ваги виробу. Наплавлення є методом виготовлення біметалічних виробів, у яких висока міцність і велика довговічність сполучається з низкою вартістю. Зниження вартості досягається завдяки тому, що деталі виготовляються з дешевої сталі, а потім на робочу поверхню наплавляють метал з необхідними властивостями.

Існують різні способи наплавлення, однак раціональне використання для конкретного випадку залежить від розмірів і конфігурації деталі, що наплавляється, площі поверхні, вимог до експлуатаційних властивостей та інших параметрів. Розглянемо деякі з них:

Наплавлення в середовищі захисних газів

При наплавленні плавким електродом в струмені захисних газів зварювальна ванна також захищена від повітря. Наплавлення ведуть на постійному струмі. зворотної полярності Кращій захист металу досягається при використанні чистого аргону. При використанні вуглекислого газу для отримання дрібнокрапельного переносу електродного металу, зменшення розбризкування і поліпшення формування шва використовують більш високі щільності струму.

По швидкості наплавлення електродного дроту в середовищі вуглекислого газу не поступається наплавленню під флюсом але продуктивність наплавлення нижче, так як втрати на угар і розбризкування досягають 5-15%.

Наплавлення в середовищі захисних газів не знайшло широкого використання як зварювання.

Вібродугове наплавлення

Вібродугове наплавлення представляє собою різновид електричного дугового наплавлення металевим електродом. Визначною властивістю вібродугового наплавлення є використання вібрації електроду і охолоджувальної рідини. Останнім часом отримали також розвиток способу вібродугового наплавлення в середовищі захисного газу, під флюсом та інше.

Істотним недоліком вібродугового наплавлення, який викликається постійним охолодженням і перервним характером процесу, є присутність мілких газових пор, тріщин та нерівномірна твердість наплавленого металу.

Вібродугове наплавлення використовують при ремонті деталей невеликих розмірів, де необхідне нанесення рівномірного тонкого шару металу при мінімальній деформації деталі, що наплавляється.

Наплавлення порошковим дротом з внутрішнім захистом

Наплавлення порошковим дротом з внутрішнім захистом або наплавлення відкритою дугою самозахисним дротом знаходить все більш широке використання як на Україні, так і за кордоном.

При відповідному складі порошкового дроту досягається добре розкислення зварювальної ванни і мінімальний вміст азоту в наплавленому шарі. Зміст легуючих елементів в наплавленому металі може бути доведено до 30-35%.

Наплавлення порошковим дротом з внутрішнім захистом має виконуватись автоматами і шланговими напівавтоматами з двома парами тягнучих роликів.

Механізоване наплавлення порошковим дротом з внутрішнім захистом використовується при ремонті і виготовленні козирків і зубців ковшів екскаваторів, робочих колес землекопів та інших деталей які зазнають абразивний вплив.

Зараз на долю наплавлення відкритою дугою самозахисним порошковими дротами і стрічками приходиться біля 6% загального об'єму наплавних робіт.

Електродугове наплавлення під флюсом

По номенклатурі деталей, що наплавляються, і по вазі наплавленого металу домінуюче положення займає зараз дугове наплавлення плавким електродом (біля 90%). Близько третини усіх наплавних робіт виконується ручними покритими електродами. Більше третини приходиться на наплавлення під флюсом, яке вже протягом 40 років є основним способом наплавлення. Завдяки високій трудомісткості, надійності та добрій якості автоматичного наплавлення під флюсом широко використовується при виготовлені і ремонті відповідальних великогабаритних і середніх по величині деталей і виробів. Електродугове наплавлення під шаром флюсу поки що панує і при ремонті порівняно невеликих деталей.

2. Технологічна частина

2.1 Обґрунтування способу наплавлення

Таким чином, з приведеного аналізу існуючих методів наплавлення стосовно до заданого виробу наплавленню валків розміром 500 мм , найбільш доцільним є наплавлення під флюсом плавким електродом, яке має наступні переваги:

- високу продуктивність;

- високу надійність способу;

- добру якість наплавленого шару;

- надійний захист зварювальної ванни від дії повітря;

- можливість використання різних зносостійких наплавних дротів, що випускаються вітчизняною промисловістю;

- можливість використання сучасного наплавного обладнання і джерел живлення, яке випускає вітчизняне виробництво;

- високий коефіцієнт використання електроенергії;

- надійний захист працюючих від шкідливих випромінювань та аерозолів;

- мінімальне виділення шкідливих домішок при наплавленні;

- Висока механізація процесу;

Конкуруючим способом наплавлення може бути плазмове, однак з-за відсутності в державі потужностей з виробництва порошків їм спеціальних наплавних установок в дипломному проекті віддається перевага автоматичному електродуговому наплавленню під флюсом.

2.2 Вибір матеріалів для наплавлення

Для наплавлення зносостійких поверхонь зношених валків використовуємо наплавочний дріт НП 30ХГСА. Суцільний дріт призначений для автоматичного наплавлення під шаром флюсу деталей, що працюють в умовах термічної втомленості і великого питомого тиску. Хімічний скад зазначений у таблиці 2.1, склад наплавленого металу у таблиці 2.2. Рекомендується для наплавлення стальних валків гарячої прокатки, ножів гарячої різки прокату та ін. Рекомендуємий флюс для даного методу наплавлення - це флюс АН 348 ГОСТ9087-69 для механічного наплавлення виробів широкої номенклатури. Хімічний склад зазначений у таблиці 2.3. Флюс має склоподібну будову зерна, розмір зерна від 0.5 до 2.5мм, колір від темно коричневого до майже чорного.

Таблиця 2.1 Хімічний склад наплавочного дроту

Марка проволоки.	Химический состав.	Рекоменд. флюсы	Твердость после наплавки HRC
	C	Mn	Si	Cr	Ni
Нп-30 ХГСА	0,3	0,8	0,9 ч 1,2	0,8 ч 1,1	0,4	Ан-348	30…34

Таблиця 2.2 Хімічний склад наплавленого металу

C, не більше	Si	Mg	Cr	P	S
				не більше
0,55	2,6 - 3,2	1,5 - 2,3	4,3 - 4,9	0,030	0.030

2.3 Режими наплавлення виробу

Основні параметри автоматичного наплавлення під флюсом чинять істотний вплив на розміри і форму швів, глибину проплавлення, якість наплавленого металу. Такими параметрами є:

- сила струму;

- напруга на дузі;

- рід струму;

- полярність струму;

- щільність струму в електроді;

- швидкість наплавлення

- марка та грануляція флюсу

В наш час режими наплавлення визначають наступними методами:

- табличний - найбільш поширений. Охоплює всі способи наплавлення, наплавні матеріали. Інформація для цього методу отримується експериментально. В таблицях наводяться режими в широких межах, що знижує точність, і викликає необхідність експериментальної перевірки параметрів наплавлення. Табличні результати не дозволяють оптимізувати процес наплавлення, варіювати його режими.

- графічний - вимагає побудови монограм, за допомогою яких можливо варіювати і оптимізувати режим наплавлення. Однак для усіх способів наплавлення необхідна велика кількість монограм.

аналітичний - базується на математичних методах. Якщо розрахунок ведеться за розмірами шва, то потрібна математична модель плавлення металу. В теперішній час використовують детермінові, статистичні та змішані математичні методи процесів зварювання. Детермінові методи, як правило, побудовані на теорії Рикаліна і відрізняються універсальністю, широким охопленням способів зварювання і зварювальних матеріалів. Дозволяють оптимізувати режим наплавлення.

Основні параметри режиму наплавлення під шаром флюсу

До основних параметрів режиму автоматичного наплавлення під флюсом відносяться:

- діаметр електродного дроту, dел.

- зварювальний струм,Iзв.

- швидкість зварювання, Vзв.

- напруга зварювання, Uзв.

- виліт електродного дроту, lел.

- швидкість подавання електродного дроту, Vпод.

- кількість проходів, n

Крім того, до режимів належать рід і полярність струму. Ці параметри залежать від технології зварювання (наплавлення) основного металу і зварювально-технологічних властивостей присадного матеріалу.

В теперішній час існують два методи розрахунку режимів автоматичного зварювання під флюсом:

- за розміром шва;

- по площі металу що наплавляється;

При наплавленні віддається перевага другому способу і параметри режиму розраховуються в наступній послідовності:

- діаметр електродного дроту, dел.

- швидкість зварювання, Vзв.

- швидкість подавання електродного дроту, Vпод.

- зварювальний струм,Iзв.

- напруга зварювання, Uзв.

Розрахунок параметрів режиму наплавлення прокатного валка.

Розрахунок режимів наплавлення починаємо з вибору діаметра електродного дроту, який дорівнює в нашому випадку 5мм. Наплавлення виконуємо з використанням постійного стуму зворотної полярності. Ширину наплавленого валка задаємо в інтервалі 12-15 мм. Розрахунок режиму наплавлення під флюсом виконуємо за розробленою методикою за розмірами наплавленого шва.

Перший крок починаємо з визначення швидкості наплавлення за формулою: Vn = 695dе/еІ, м/год

де: е - ширина наплавленого валика, мм;

dе - діаметр електроду.

Враховуючи відношення кроку наплавленого металу n до ширини валика e, що дорівнює m/e=0.5, визначємо ширину валика, приймаючи крок на плавки 15 мм.

e=15/0.5=30мм

Розрахована ширина валика, визначаємо швидкість наплавлення:

Vn = 695*5/30І=3,86мм/с, 13,9 м/год

Розраховуємо струм наплавлення за формулою:

Ін=85,4hр

де hр - глибина проплавлення, мм.

Визначаємо глибину проплавлення з наступного відношення:

hр=de/(0.29…1.1), мм

hр=5/0,9=5,5мм

Визначаємо величину струму наплавлення:

При автоматичному наплавленні під флюсом напругу на дузі визначаємо за формулою:

Uд=22+0,021Ін, В

Uд=22+0,02х348=30

Визначаємо виліт електродного дроту за формулою:

Іе=10de±2de, мм

Іе=10х5±2х5=40...60мм

Наступну формулу використовуємо для розрахунку швидкості подання електродного дроту:

Vnn=1,92Ін/deІ+2,79х10ЇіІнІ/deі, м/год

Vnn=1,92x348/5І+2,79х10-3 x 3482 /5і=230 м/год

Враховуючи, що для наплавлення вироблених валків використовуємо наплав очний дріт марки НП-30ХГСА, для якого рекомендуються наступні режими плавлення: Ін=348А, Uд=30В, Vn=13,9м/год, Vnn=230м/год, Іе=40...60мм.

Режими наплавлення розраховані в даному підрозділі відповідають практичним вимогам наплавлення в виробничих умовах. Для використання практичного наплавлення приймаємо наступні результати, зведені у таблицю 2.4.

Таблиця 2.4 Режими наплавлення прокатних валків

Параметри	Ін, А	Uд, В	Vn, м/год	Vnn, м/год	Іе, мм
Значення	388	30	13,9	230	40...60

2.4 Вибір обладнання для автоматичного наплавлення

Для обладнання технологічного устаткування типу РМ 10 найбільш доцільно застосовувати зварювальний автомат типу А 1406.

Автомат підвісний самохідний призначений для однодугового зварювання й наплавлення суцільним дротом під шаром флюсу й у середовищі захисних газів низковуглецевих і легованих сталей на постійному струмі з незалежними від параметрів дуги швидкостями зварювання й подачі електродного дроту. Східчаста зміна швидкостей зварювання й подачі електродного дроту забезпечують бездоганну повторюваність установлених режимів. Простота конструкції й схеми керування надають автомату високу надійність. Автомат має систему автоматичного спостереження за стиком.

Автомат А-1406 (мал.2.1) складається з наступних вузлів: механізму підйому поз.4, що здійснює підйом й опускання самого автомата щодо площадки, на якій він закріплений на консолі колони, супорта поз.6, рукояткою якого виконується зсув подаючого й правильно-притискного механізмів із зеніту вперед та назад, механізму подачі поз.7, що здійснює подачу дроту разом із правильно-притискним механізмом поз.8. мундштука поз.9, по якому дріт подається до наплавляємого ролика, флюсоаппарату (2), що здійснює завдяки ежекції, створюємої стисненим повітрям, відсос флюсу зі стаціонарного флюсобункеру у флюсобункер автомата, флюсобункера автомата звідки флюс по шлангу подається в зону горіння дуги й касети для дроту, де в місці кріплення до автомата розташований гальмівний пристрій поз.З для гальмування дроту, що розмотується.

Для процесу наплавлення зношених прокатних валків до автомату А 1406 рекомендований випрямляч типу КИУ 1201. Зварювальний універсальний випрямляч КИУ-1201призначений для комплектації зварювальних автоматів для механізованого зварювання й наплавлення під флюсом відкритою дугою й у середовищі захисних газів. При наявності баластових реостатів випрямляч може застосовуватися, як багато постове джерело для ручного дугового зварювання. Технічна характеристика джерела живлення наведена в таблиці.

Таблиця 2.5 Характеристика наплав очного устаткуквання

№ п/п	Параметри	А 1406
1	Номінальна напруга в мережі, В	380
2	Частота току в мережі, Гц	50
3	Номінальний зварювальний струм, А	при ПВ=100% 1000
4	Діапазон регулювання зварювального струму, А	250 ч 1250
5	Кількість електродів, шт	1
6	Діаметр електродного дроту, мм:
	суцільний	1,2 ч 2,0 2,0 ч 5,0
	порошковий	2,0 ч 3,0
7	Межі плавного регулювання подачі електродного дроту, м/год	17 ч 553
8	Вертикальне переміщення зварювальної головки:
	хід, мм	500
	швидкість, м/год	29,4
9	Поперечний перетин зварювальної головки:
	хід, мм	±70
	швидкість, м/год	від руки
10	Регулювання кута нахилу електроду (мундштука), град	±30
		ручне
11	Амплітуда коливання дуги при наплавленні порошковим дротом до 3мм., мм	10 ч 70

12	Флюсоапаратура:
	обґем, дм3	40
	витрати повітря, м3/ч	20
	висота всмоктування флюсу, м	2
13	Масса, кг:
	зварювальної головки	185
	джерела живлення	550
14	Габаритні розміри, мм:
	зварювальної головки	1010Ч890Ч1725

Таблиця 2.6 Технічна характеристика КИУ 1201

Параметри	КИУ 1201
Номінальна напруга живильної мережі при частоті 50 Гц, В	380
Номінальний зварювальний струм, А	1250
при ПВ 100%	-
при ПВ 60%	-
при ПВ 20 в 5 минутном цикле
Межі регулювання зварювального струму, А	200-1250
Межі регулювання зварювальної напруги, В	20-56
Потужність, кВт	84
Напруга холостого ходу, В	85
Діаметр електродів, мм	4...10
Вага , кг	550
Габаритні, мм:	960х680х890

2.5 Вибір технологічного устаткування

Для на плавки прокатного валка Обираємо наплавочну установку типа РМ 10. У

.Установка складається з наступних пристроїв : серійний маніпулятор М 11070,

Вся установка змонтована на двох основних вузлах, закріплених фундаментними болтами, (мал. 2.2). На корпусі (поз.11) установлені:

універсальний обертач (поз. 10), з механізмом нахилу на необхідний при наплавленні кут й обертання зі швидкістю наплавлення відновлюваного ролика;

задня бабка (поз.1), для закріплення в центрах наплавляємої деталі, установленої на оснащенні при горизонтальному наплавленні;

Ці три вузли об'єднані в частину установки, називаної маніпулятором (мал.2) Індуктор промислової частоти на візку (поз.7), установлюваний на напрямні маніпулятора після виставляння наплавляємої деталі в горизонтальне положення вручну насувається на наплавляєму деталь для підігріву деталі перед і після наплавлення.

На колоні (поз.4) установлені й закріплені: - на її консолі зварювальний автомат типу А-1406 (поз.8); - на її нерухомій тумбі зварювальний випрямляч КИУ-1201. Окремо на наплавочній ділянці встановлені пристрій для збору й просіву відпрацьованого флюсу, що складає з ковшового елеватора (поз.З), накопичувача відпрацьованого флюсу (поз. 15), вібросита (поз. 13) і бункера-накопичувача для флюсу (поз. 14);електроустаткування - у вигляді шафи керування (поз.З);два повітрявитяжні пристрої „Лиана у" (поз. 6), змонтованих на колоні(поз. 12).

Маніпулятор (мал.2.3) призначений для закріплення й обертання роликів у діапазоні швидкостей, що забезпечують наплавлення у всіх технологічних режимах.

Маніпулятор складається із серійного зварювального обертача М-11070А (10), задньої бабки (1) і корпусу установки (11) з напрямними для переміщення задньої бабки й індуктора.

Обертач (10) призначений для обертання деталей і постачений пазами для закріплення технологічного оснащення й центра для установки ролика в оснащенні (4) при наплавленні в центрах. Обертач складається зі станини, поворотного стола (планшайби), приводів обертання й нахилу.

Обертання планшайби здійснюється від електродвигуна змінного струму через червячно-циліндричний редуктор. Збоку на станині змонтований привод нахилу стола. Планшайба має Т-подібні пази, у яких кріпляться оснащення й центр. Керування кнопкове із загального пульта наплавочної установки.

Задня бабка (1), служить другою опорою при наплавленні роликів закріплюють у центрах.

Задня бабка складається з піанолі (7) для висувної підпружиної компенсації температурної зміни довжини наплавляємої деталі із центром і механізмом затискача з ручним приводом (9), корпуса задньої бабки (5), полозка (6) для переміщення задньої бабки до напрямного корпуса установки (11), електромеханічного приводу, стопора (2), розташованого на полозках (6) для фіксації задньої бабки в заданому положенні. Переміщення задньої бабки по напряму рами маніпулятора здійснюється від електродвигуна змінного струму через черв'ячний редуктор, відкриту конічну передачу, шестірня якої встановлена на тихохідному валу редуктора, а колесо на вертикальному валу задньої бабки й відкриту передачу, що складається із шестірні, установленої на тім же вертикальному валу задньої бабки, що й конічне колесо зубчастої рейки, встановленої на рамі маніпулятора.

Для обмеження ходу задньої бабки встановлені датчики.

Ручний привід пінолі складається із гвинтової пари для прискореного переміщення пінолі (підведення центра до деталі) і черв'ячної передачі для забезпечення необхідного зусилля затискача літали. Механізм затискача деталі постачений пристроєм контролю зусилля затискання деталі.

Для закріплення деталі необхідно електромеханічним приводом натисканням кнопок ,.вправо", „вліво", "стоп" підвести стійку до деталі й застопорити її стопором (поз.2. мал.2.3) Для цього опустити стопор за допомогою маховичка, увівши його в зачеплення з рейками рами маніпулятора. При цьому блокується електромеханічний привод переміщення стійки за допомогою датчика.

Щоб закріпити деталь у центрах обертача й задньої бабки, необхідно підвести центр задньої бабки до деталі. Для цього необхідно ручкою (поз. 13. мал. 2) розстопорити важіль корпусу поворотної піаноли, повернути його на 90° проти годиникової стрілки, вивівши із зачеплення черв'як і зафіксувати в цьому положенні.

Підвести центр пінолі до деталі за допомогою маховичка, (поз. 12. мал 2) обертанням по годинній стрілці. Після входу центра в деталь, поворотний корпус піанолі повернути у вихідне положення й стопорити. Тепер черв'ячне колесо знову в зачепленні із черв'яком, зв'язані зі штурвалом. Обертаючи штурвал проти вартовий стрілки, затиснути деталь. Зусилля затискача контролюється ризиками, нанесеними на стрижень, зв'язаний пальцями з висувний піноллю й гайкою гвинтової пари. Перша ризику (ліворуч - праворуч) відповідає зусиллю попереднього стиску; друга ризику - мінімальне зусилля затискача деталі; третя ризику максимальне зусилля затискача деталі.

Корпус (11) призначений для встановлення обертача (10), задньої бабки (1). індуктора на візку.

Корпус - листова зварена металоконструкція з напрямними для задньої бабки й візка індуктора, а також двома рейками, у зачеплення з якими входять стопор стійкі, і шестірня привода переміщення задньої бабки.

Колона поворотна з рухливою консоллю для зварювального автомата (мал. 2.4).

Енергопідвод до колони й консолі здійснюється за допомогою електрокабелів і шлангів, проведених по колоні й консолі. Нерухома тумба (2) колони закріплюється на місці установки фундаментними болтами.

Опорно поворотний механізм (3) установлюється на тумбі. Механізм забезпечує розворот колони щодо тумби за допомогою пневмомеханічного притиску і її фіксацію в будь-якому положенні. Механізм являє собою конструкцію, що складається з поворотного підшипникового вузла й гальма з радіальним натисканням. Механізм містить корпус із посадковим отвором, у якому встановлений упорно-радіальний підшипник великого діаметра. На упорно-радіальний підшипник встановлюється опорна п'ята, що центрується щодо корпуса за допомогою підшипника. Корпус підшипникового вузла жорстко закріплений до рами тумби, а опорна п'ята є місцем установки й кріплення колони. До бічної поверхні опорної п'яти пружинами притискається гальмова колодка, що створює гальмовий момент, фіксуючи положення колони. Для розторможення механізму з метою повороту колони гальмова колодка натисканням кнопки на пульті керування, відводиться за допомогою пневмоциліндра, змонтованого на корпусі, при впливі його на важіль гальмівного механізму. Механізм оснащений спеціальним поворотним обмежуючим важелем, взаємодіючим із твердим упором, закріпленим на опорній п'яті. Несуча конструкція колони (4) встановлюється на опорно-поворотний механізм (3).Додатково до пневмомеханічного механізму гальмування колона обладнана двома упорами (поз.7) фіксуючу колону в робочому положенні, коли консоль паралельна горизонтальної осі маніпулятора й при відводі консолі із зони наплавлення на 30° . Вона являє собою коробчату зварену конструкцію із привареними напрямними, трикутного перетину, по яких здійснюється вертикальне переміщення каретки. Колона постачена кінцевими вимикачами крайніх положень каретки й твердих упорів на випадок відмови кінцевих вимикачів. У бічних стінках колони виконані отвори для її транспортування й установки у вертикальне положення при монтажі й для протягання комунікацій.

Каретка (5) установлюється на колону й за допомогою ланцюга з'єднується з механізмом підйому. Каретка - зварена плита, постачена чотирма осями, на яких змонтовані за допомогою ексцентричних втулок з важелями коромисла роликами.

Вертикально розташовані коромисла взаємодіють із напрямними колони, а розташовані горизонтально - з напрямними консолі.

Коромисла містять по 4 ролики, що сприймають основне й бічне навантаження.

Регулювання притиснення роликів коромисла до напрямних виробляється обертанням стяжок.

На каретці встановлений привід переміщення консолі, вихідна шестерня якого зачіпається з рейкою консолі. На каретці встановлені кінцеві вимикачі крайніх положень консолі й упори, взаємодіючі з кінцевими вимикачами крайніх положень каретки по висоті, установленими на колоні.

Консоль (6) установлюється в напрямних роликах каретки. Являє собою зварену балку коробчатого перетину із привареними напрямними трикутного перетину. До консолі прикріплена складена зубчаста рейка, з якою зачіпається вихідна шестірня привода переміщення консолі, установленого на каретці. Консоль постачена упорами крайніх положень, взаємодіючими з кінцевими вимикачами, установленими на каретці, і твердими упорами на випадок відмови кінцевих вимикачів. На консолі перебуває площадка для кріплення наплавочного автомата. На бічній площині консолі є отвори для кріплення энергопідвідних кабелів.

Пристрій для збору й просіву відпрацьованого флюсу призначено для збору шлаків і флюсу, які падають із наплавляємої деталі, розділені на шлаки, що йде у відходи й флюс, якому можна повторно використати при наплавленні. Пристрій складається з бункера накопичувача суміші флюсу й шлаків, що встановлюється в приямку (поз.15намал. 2.2). Із приямку суміш флюсу й шлаків вибирається ковшевим елеватором (поз.13намал.2.2) і подається на вібросито, (поз. 13 на мал. 2.2),що установлено на верхній площадці стаціонарного флюсового бункера (поз. 14 на мал. 2.2). Ковшовий елеватор і вібросито вмикаються одночасно. Розділені в результаті просівання шлаки зсипається в короб для шлаків, а флюс попадає у флюсовий бункер ( поз. 14 на мал. 2.2), звідки він по шлангу, що з'єднує нижню частину стаціонарного флюсового бункера ежекцією подається у флюсоапарат зварювального автомата А-1406. Тому що в результаті часткового переходу в шлаки кількість флюсу в замкнутій системі зварювальний автомат - стаціонарний флюсовий бункер постійно зменшується, флюс періодично підсипається в стаціонарний флюсовий бункер.

Повітрявитяжний пристрій являє собою два пристрої типу «ЛианаУ», (поз.6 на мал. 2.2) закріплених на спеціальній колоні, (поз. 12 на мал. 1) забірна частина одного з яких забирає повітря в районі горіння дуги на наплавляємому ролику, а іншого із зони виділення пилу з вібросита.

Обоє пристрої повинні бути підключені через трійник до патрубка підведення від системи цехової витяжної вентиляції або витяжного вентилятора.

2.6 Технологічний процес наплавлення валків

Підготовка валків під наплавлення

На надійшовших до вальцетокарного відділення валках токар шляхом візуального огляду визначає наявність видимих дефектів: викришування, тріщин, вм'ятин, сітки розпалу.

При наявності кільцевих тріщин на шийці валка, подальша експлуатація цього валка не допускається.

Робоча поверхня валків перед наплавленням підлягає механічній обробці до повного видалення видимих дефектів. Для контролю повноти видалення дефектів можуть бути використані інші засоби - дефектоскопи або кольорові пенетари.

Видалення кільцевих тріщин та інших дефектів виконують окремими кільцевими проточками з мінімальною шириною по основі 40мм та розробкою до 30° відносно нормали. При наявності декількох кільцевих тріщин з відстанню між ними менше 80мм, то їх видалення виконується однією загальною для цих тріщин проточкою з шириною по основі 400мм.

Допустима глибина вирізки дефекту - не більше 15% від діаметра валка. наплавлення прокатка зварювальний устаткування

Поверхня валків перед наплавленням повинна бути чиста: без слідів іржі, окалини, мастил та інших забруднень.

До наплавлення допускають зношені ролики, які мають припуск під наплавлення після видалення механічним способом наклепу або зношеного шару не менше 5-6мм на сторону.

Нові ролики допускаються до наплавлення з припуском під наплавлення 5-6мм на сторону.

Нагрів валків перед наплавленням

Для подальшого виконання технологічного процессу необхідно виконати попередній нагрів валків перед наплавленням. Нагрів виконувати в індукторах. Нагрів повинен бути рівномірним по довжині бочки. При довжині бочки до 1000 - 1200мм нагрів виконувати, переміщенням індуктору на прохід, при більшій довжині нагрів виконувати, переміщуючи індуктор від середини до країв бочки або використовувати декілька індукторів, розміщених рівномірно по довжині бочки. Повітряний проміжок між максимальним діаметром бочки та внутрішнім діаметром індуктора повинен бути в межах 10-120мм на сторону. Перед ввімкненням індуктора необхідно ввімкнути охолоджуючу рідину. Температура рідини в індукторах не повинна перевищувати 70°.

Температура нагріву валків з вуглецевої та низьколегованої сталі 50, 55, 50ХН, 60ХН при: наплавлені дротом Нп-30ХГСА - 200ч250°С.

Контроль температури підігріву валка виконувати за допомогою пирометру, термоолівцями (температуру контролювати у трьох точках, рівномірно по довжині робочої частини валка) або за кольорами мінливості:

Світло-жовтий	220°С	Фіолетовий	280°С
Соломено-жовтий	240°С	Синій	300°С
Жовто-коричневий	255°С	Блакитний	315°С
Червоно-коричневий	265°С	Сірий	330ч350°С

Технологія наплавлення

Для відновлення зношенних валків використовуемо наступні зварювальні матеріали Св-08 (Св-08А, Св-08АА) ГОСТ2246 - 702 та флюс марки АН - 348А ГОСТ 9087 - 81.

заварювання тріщин використовують дріт марки Св-08 ГОСТ2246 - 702 та флюс марки АН - 348А ГОСТ 9087 - 81.

При необхідності наплавлення проміжного шару ( шар між тілом валка та робочим )використовувати дроти, зазначені вище або Нп-30ХГСА.

Валки з об'ємом наплавлення менше 5 шарів наплавляти без проміжного шару.

Припуск наплавленого металу під механічну обробку повинен бути не менше 5мм на сторону.

Наплавлення проміжного шару валка виконувати у наступному порядку: дотримуючись наступної послідовності

- підігріти валок перед наплавленням до заданої температури;

- встановити наплавлювальний апарат так, щоб електрод знаходився на краю ділянки яка підлягає наплавленню;

- електрод змістити з зеніту на 15-20мм (в залежності від діаметра валка) у сторону, протилежну обертанню валка.

- після збудження дуги виконати наплавлення 1-3 витків без зміщення апарату. Крок наплавлення при ввімкненому самоході - 5-15мм в залежності від ширини наплавленого валка (необхідно забезпечити перекриття суміжних валиків на 1/3-1/2 їх ширини). Останній виток наплавляти також без зміщення апарату;

- режим наплавлення валків встановити в залежності від їх розмірів, діаметру, дроту, її марки, флюсу і так далі.

- циліндричні поверхні наплавляють при горизонтальному положенні траверси установки РМ10;

- конічні поверхні наплавляти при горизонтальному положенні траверси верстату, щоб отримати задовільне формування шва.

У процесі наплавлення необхідно:

- своєчасно видаляти шлакову корку;

- систематично контролювати (не менше 2-3 разів на зміну) температуру поверхні у трьох місцях, не допускаючи її зниження. При зниженні температури наплавлення припинити та виконати нагрів валка до заданої температури;

- наплавлення виконувати з перекриттям 1/3-1/2 ширини наплавленого валика;

- не допускаються у наплавленому металі тріщини, пори, шлакові включення та ін. дефекти.

Якщо у процесі наплавлення ( або після її закінчення ) буде виявлений якийсь дефект або виникає необхідність видалення дефекту, порядок йог усунення повинен бути таким:

- видалити дефект механічним способом;

- місце, яке підлягає наплавленню, нагріти до встановленої температури, а потім наплавляти на наплавлювальному станку. При цьому використовувати ті ж самі матеріали, що і при основному процесі.

У процесі попереднього нагріву та при наплавленні , валок не повинен бути підверженим дії протягів та різкого охолодження.

Після наплавлення проміжного шару виконати механічну обробку, перевірити якість наплавлення та приступити до наплавлення зносостійкого шару.

3. Економічна частина

Розрахунок основних техніко - економічних показників проектної дільниці

3.1 Розрахунок інвестицій на проектування дільниці наплавлення валків

При визначені об'єму витрат на прямі інвестиції для проектування дільниці керуються розрахунками з визначення кількості і виду обладнання на дільниці і площі дільниці, виконаними в організаційній частині дипломного проекту

Кбуд= SбудЦбуд

де Sбуд - площа дільниці, м2

Цбуд - вартість 1м2 виробничої площини. За даними підприємства приймаємо Цбуд = 160грн

Кбуд = 350 х 160 = 56000грн

Інвестиції в виробниче і підйомно - транспортне обладнання визначаємо за формулою:

Коб = Соб( 1 + Ктз + Кб + Км )

де Соб - загальна вартість обладнання, встановленого на дільниці, грн.;

Ктз - коефіцієнт, який враховує транспортно - заготівельні витрати, приймаємо Ктз = 0,042;

Кб - коефіцієнт, який враховує витрати на будівельні роботи і встановлення фундаментів, приймаємо Кб = 0,03;

Км - коефіцієнт, який враховує втирати на монтаж і наладку обладнання, приймаємо Км = 0,08;

Коб = 197740 ( 1 + 0,042 + 0,03 + 0,08 ) = 227796,5 грн

Вартість основних фондів групи - інструменти виробництва і виробничо - господарський інвентар приймаємо за даними підприємства.

Сума амортизаційних відрахувань по кожному виду інвестицій визначається за формулою:

Ао = КНа/100 грн

де К - інвестиції по кожному виду основних фондів, грн..;

На - норма амортизації по кожному виду, які встановлені на підприємстві, %.

Норму амортизації по кожному виду основних фондів приймаємо за даними підприємства на основі наказу про облікову політику.

Розрахунки загальної суми інвестицій по дільниці і суми амортизаційних відрахувань зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1.Зведена відомість інвестицій і амортизаційних відрахувань

Група основних фондів	Загальна сума інвестицій, грн.	Норма амортизації, %	Сума амортизаційних відрахувань, грн.
Будівля і споруди	56000	5	3456
Інструменти і виробничо - господарський інвентар	350	11	39
Виробниче обладнання	227796,5	15	34169,5
Всього:	297796,5		37664,5

3.2 Розрахунок собівартості наплавлення валка

Розрахунок собівартості деталі, що наплавляється, виконуємо відповідно з номенклатурою статей калькуляції, прийнятої на базовому підприємстві.

Згідно з номенклатурою базового підприємства планування обліку і калькулювання визначаємо наступні статті витрат.

Сировина і матеріали

Вартість сировини і матеріалів, що витрачаються на виготовлення одиниці продукції, визначаємо за формулою:

Ссм = См.пр + Сзв.м, грн.

де См. пр - вартість металопрокату, грн./од;

Сзв.м - вартість зварювальних матеріалів, грн./од;

Враховуючи те, що на дільницю поступають заготівки під наплавлення з механічної дільниці, вартість металопрокату визначати не будемо, а враховуємо її в вартості дроту і вартості флюсу.

Вартість дроту для наплавлення визначаємо за формулою:

Св.д = mн.м + К.в.п.д Цпд, грн.

де mн.м - маса наплавленого металу на валок, грн.

Кв.п.д - коефіцієнт витрати дроту, приймаємо Кв.п.д = 1,05;

Цп.д. - ціна наплав очного дроту, грн.. Заданими підприємства ціна наплавного дроту складає 7.2грн.

Св.д = 3,89 х 7.2 х 1.05 = 29,4грн.

Вартість флюсу визначаємо за формулою:

Сф = mн.мКфЦф, грн.

де Кф - коефіцієнт витрати флюсу, приймаємо Кф = 1,3;

Цф - ціна флюсу складає 1,9 грн/кг.

Сф = 3,89 х 1,3 х 1,9 = 9,6 грн.

Загальна вартість наплавних матеріалів складає:

Сзв.м. = 29,4 + 9,6 = 39 гр

Електроенергія на технологічні цілі

Вартість електроенергії на технологічні цілі визначаємо за формулою:

Се.тех. = mн.Qел Цел., грн.

де Qел - питома витрата електроенергії при наплавленні одного кілограму металу під флюсом, приймаємо Qел = 4кВт х год;

Цел - ціна 1кВт х год електроенергії, приймаємо Цел = 0,2грн

Се.тех. = 3,89 х 4 х 0,2 = 3,11грн.

Основна заробітна плата виробничих робітників

Основна заробітна плата робітників визначається за формулою:

Созвр = Зозвр/N, грн.;

де Зозвр - фонд основної заробітної плати робітників, грн.

N - об'єм виробництва,шт.

Созвр = 20000/500 = 40 грн

Додаткова заробітна плата робочих

Додаткова заробітна плата робітників визначається за формлою:

Сдзвр = Здзвр/N, грн.,

де Здзвр - фонд додаткової заробітної плати робітників, грн.

Сдзвр = 5000/500 = 10 грн

Відрахування на соціальне страхування

Відрахування на соціальне страхування визначаємо по формулі:

Сс = (Созвр + Сдзвр)/100 х а, грн.

де а - відсоток відрахувань на соціальне страхування, приймаємо а = 37,5%

Св = (40 + 10)/100 х 37,5 = 18,75 грн.

Відшкодування зносу спеціальних інструментів і пристосувань цільового призначення

Збільшено витрати на відшкодування зносу спеціальних інструментів і пристосувань цільового призначення, вони визначаються за формулою:

Сзн = Созпр/100 х qзн. грн.

де qзн - норма витрати відшкодування зносу інструменту і пристосувань, приймаємо qзн = 2,5%

Сзв = 40/100 х 2,5 = 1грн

Витрати на утримання і експлуатацію обладнання

Визначаємо витрати на утримання і експлуатацію обладнання, які приходяться на одиницю продукції за формулою:

Соб = ? РСЕО/N, грн.

Соб = 81202/500 = 162,4грн

Таблиця 3.2 Номенклатура статей кошторису РСЕО

Найменування статей витрат	Визначення витрат	Значення, грн
1. Витрати на відновлення і капітальний ремонт	Сума амортизаційних відрахувань на обладнання	34169,5
2. Витрати на експлуатацію обладнання: 2.1 допоміжні матеріали; 2.2 основна і додаткова зарплата допоміжних робітників; 2,3 відрахування на соціальне страхування; 2,4 вартість витраченої на виробничі цілі : - силової електроенергії - технічної води	2,5% від вартості зварювальних матеріалів 37,5% Сел = Qел.сЦел.с Сел = 28220 х 0,2 Снт = 58 х 1,08	1 19487,04 7307,64 5644 6291
3. Витрати на поточний ремонт обладнання і транспортних засобів		5932,2
Разом:		78832,98
4. Інші витрати		2365,1
Всього РСЕО		81198,08

Внутрішньозаводські переміщення сировини, матеріалів, продукції

Спер.н = Gвир Дпер.вгрн

де Gвир - вага виробу, що виготовляється, т

Спер.н = 0,55 х 2 = 1,1 грн

Свироб = Свпроб/N, грн.

де Свпроб - сума витрат за кошторисом загально виробничих витрат по дільниці, що проектується.

Свироб = 55610,32/500 = 111,22 грн

Найменування витрат	Виникнення витрат	Значення, грн
Амортизаційні відрахування на будівлю	Див. табл. 31	37664,5
2.Витрати на обслуговування виробничого процесу: 2.1 витрати на зарплату робітників керування дільниці; 2.2. відрахування на соціальне страхування; витрати на поточний ремонт будівлі дільниці	ФОТкер = 500 х 12 37,5% від ФОТкер приймаємо 3% від вартості будівлі	6000 2250 1680
3. Витрати на придбання сировини, матеріалів, енергії, інструментів і інших засобів: 3.1 електроенергія для освітлення;	Sосв = ЦелТSбудКварg/1000 Т - тривалість періоду освітлення; Sбуд - площа дільниці;g - питома витрата електроенергії на освітлення; Квар - коефіціент, що враховує вартове освітлення	840

Сума статей (3.2.1 - 3.2.9) дає собівартість одиниці виробу.

Сцех = 39 + 3,11 + 40 + 10 + 18,75 + 1 + 162,4 + 1,1 + 111,22 = 386,58

Загальногосподарські витрати

Загальногосподарські витрати визначимо за формулою:

Сгос = ДгосСозвр/100

де Дгос - відсоток загальногосподарських витрат. Приймаємо 350%

Сгос = 350 х 40/ = 140

Сума собівартості і загальногосподарських витрат дає виробничу собівартість.

Свир = Сцех + Сгос, грн.

Свир = 386,58 + 140 = 526,58

Витрати на збування

Витрати на збування визначаємо за формулою:

Сзбув = ДзбувСвир/100грн

де Дзбув - відсоток на збування, приймаємо 4%

Сзбув = 4 х 526,58/100 = 21,06 грн

Сума виробничої собівартості і витрат на збування дає повну собівартість:

Спов = Свир + Сзбув, грн.

Спов = 526,58 + 21,06 = 547,64

Результати розрахунків собівартості і валку по калькуляційним статтям витрат зводимо в таблицю 3.4

Таблиця 3.4 Номенклатура статей калькуляції собівартості наплавлення 1 валка

Стаття витрат	Величина втрат, грн
1. Сировина і матеріали (вартість зварювальних матеріалів)	39
2. Електроенергія на технологічні цілі	3,11
3. Основна заробітна плата виробничих працівників	40
4. Додаткова заробітня плата	10
5. Відрахавання на соціальне страхування	18,75
6. Відшкодування зносу спеціальних інструментів і пристосувань цільового призначення та інші спеціальні витрати	1
7. Витрати на утримання і експлуатацію обладнання	162,4
8. Внутрішньо заводскі переміщення сировини, матеріалів, продукції	1,1
9. Загальновиробничі витрати	111,22
Всього	386,58
10. Загальногосподарські витрати	140
11. Витрати на збування	21,06
Разом: повна собівартість	547,64

4. Контроль якості наплавлення

1.Контроль наплавлення валків повинен виконуватись систематично на протязі усього виробничого циклу, на усіх етапах наплавлення.

2. Контроль якості наплавних робіт повинен бути обговорений у конструкторській документації і виконується:

- зовнішнім оглядом та вимірюванням;

- металографічним дослідженням;

- на стійкість до меж кристалічної корозії.

3. Візуальному огляду повинні бути підверженна уся наплавленна поверхня до контролю їх іншими методами.

4. Дефекти наплавлення у вигляді тріщин, пор, шлакових включень та ін. Видаляти шляхом повного видалення механічним способом наплавленого металу з дефектом та послідуючим наплавленням.

5. Охорона прці

5.1 Захист від ураження електричним струмом

Для попередження можливого ураження електричним струмом при виконанні електрозварювальних робіт необхідно дотримувати основні правила.

Корпуса устаткування й апаратури, до якої підведений електричний струм, повинні бути надійно заземлені.

Всі електричні дроти, що йдуть від розподільних щитів і на робочі місця, повинні бути надійно ізольовані й захищені від механічних ушкоджень.

Забороняється доторкатися голими руками до струмоведучих частин зварювальних установок.

Забороняється використати контур заземлення, металоконструкції будинків, а також труби водяної й опалювальної систем у якості зворотного дроту зварювального ланцюга.

Монтаж, ремонт електроустаткування й спостереження за ним повинні виконувати електромонтери. Зварникам категорично забороняється ремонтувати силові електричні ланцюги.

При виявленні ушкодження електричного ланцюга необхідно припинити роботу, виключити рубильник і негайно сповістити про це майстрові або начальникові ділянки.

При уражені електричним струмом необхідно негайно вимкнути струм первинного ланцюга або звільнити від його дії потерпілого, забезпечити доступ до постраждалого свіжого повітря, викликати лікаря, а при необхідності до приходу лікаря зробити штучне дихання.

5.2 Захист від шкідливого впливу газів, що виділяються, і пилу

У процесі зварювання виділяється значна кількість аерозолю, що складає в основному з оксидів заліза, марганцю, діоксиду кремнію й фтористих з'єднань. Під дією ультрафіолетового випромінювання дуги в зоні її горіння утвориться озон, а при попаданні в зону зварювання повітря - оксиди азоту. Зварювання під флюсом, що містить плавиковий шпат, супроводжується виділенням фтористих з'єднань. Подаваний у зону зварювання вуглекислий газ не отрутний, але під дією високої температури дуги він розкладається на кисень і дуже отрутний оксид вуглецю, що утвориться внаслідок вигоряння вуглецю зі сталі. Виходячи із зони зварювання в області низьких температур, оксид вуглецю окисляється на повітрі, знову утворює вуглекислий газ. Останній має більше високу щільність, чим повітря, і тому накопичується в нижніх частинах приміщення, витісняючи відтіля повітря, що може привести до нестачі кисню для дихання зварника. Тому там, де ведеться зварювання у вуглекислому газі, а також в аргоні необхідно влаштовувати відсоси газу з нижніх частин приміщення. Із зони зварювання виділяється також і пил - дрібні (до 1мкм) частки сконденсованої пари. Склад пилу і його кількість залежать від складу захисного газу, металу що зварюється, застосовуємого електродного дроту й режиму зварювання. Токсичність пилу залежить від його складу й будови часток.

Приточно-витяжная вентиляція повинна забезпечувати обмін повітря на 1 кг розплавленого металу в наступних обсягах: при зварюванні вуглецевих і низьколегованих сталей у вуглекислому газі --3000 м3; при зварюванні під флюсом -- 2000 м3; при зварювання міді і її сплавів -- до 7000 м3. У зимовий час приточна вентиляція повинна подавати в приміщення підігріте повітря. Відсоси місцевої витяжної вентиляції на стаціонарних зварювальних постах розташовують у нижній задній частині зварювального стола, а на рухливих зварювальних постах рекомендується використовувати переносні відсоси, що закріплюють на зварюємий виріб магнітами.

При отруєнні потерпілого необхідно винести на свіже повітря, звільнити від одягу, що стискує, і надати йому спокій до прибуття лікаря, а при необхідності слід застосувати штучне дихання.

Размещено на Allbest.ru

...