Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломный проект

Колонна сплошностенчатая

Петров А.С.



Содержание

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.1 Назначение и анализ чертежа конструкции
• 1.2 Материал конструкции и его свойства
• 1.3 Определение типа производства
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Разработка технологического процесса
• 2.1.1 Выбор оптимального варианта получения заготовок, оборудования и техническая характеристика заготовительного производства
• 2.1.2 Разработка технологического процесса сборочно-сварочных операций с обоснованием выбора способа сборки, сварки, расчета параметров сварки оборудования, приспособлений, сварочных материалов
• 2.2 Обеспечение качества сварной конструкции
• 2.3 Расчет норм времени изготовления сварной конструкции
• 2.4 Техника безопасности при сборочно-сварочных работах
• 2.5 Оформление комплекта технологической документации
• 3. Конструкторская часть
• 3.1 Принцип работы приспособления
• 4. Производственно-организационная часть
• 4.1 Расчет необходимого количества оборудования
• 4.2 Расчет производственных рабочих
• 4.3 Расчет производственной и служебной площади участка
• 4.4 Расчеты связаны с планировкой участка
• 5. Экономическая часть
• 5.1 Расчет себестоимости сборочно-сварочных работ на изготовление конструкции «Колонна сплошностенчатая»
• Заключение
• Список используемых источников

Введение

Цель дипломного проекта: спроектировать участок сборки и сварки для изготовления конструкции «Колонна сплошностенчатая»

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Сварка - такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литьё, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили её широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолётов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетики, радиоэлектроники.

О возможности применения «электрических искр» для плавления металлов ещё в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г. Р. Рихман при исследованиях атмосферного электричества.

В 1802 г. профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В. В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области её практического использования. Однако потребовались многие годы совместных усилий учёных и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в создании этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества.

Исключительное разнообразие сварных конструкций затрудняет их классификацию. Их можно разделить по методу получения заготовок (листовые, листосварные, ковано-сварные, штампо-сварные конструкции), целевому назначению (выгонные, судовые, авиационные и т. д.), в зависимости от толщины свариваемых элементов (тонкостенные и толстостенные) или по применяемым материалам (стальные, алюминиевые, титановые). При рассмотрении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций целесообразна классификация в зависимости от характерных особенностей их работы. В этом случае можно выделить основные типы сварных элементов и конструкций и дать им соответствующие определения.

Балки - конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб. Жёстко соединённые между собой балки образуют рамные конструкции.

Колонны - элементы, работающие преимущественно на сжатие или на сжатие с продольным изгибом.

Решётчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни испытывают главным образом растяжение или сжатие. К ним относят фермы, мачты, арматурные сетки и каркасы.

Оболочковые конструкции испытывают избыточное давление. Основные требования, предъявляемые к ним, - герметичность соединений. Они должны быть высокой жёсткости при минимальной массе. Основные конструкции данного типа-корпуса сосудов, вагонов, кузова автомобилей.

Детали машин и приборов работают преимущественно при переменных, многократно повторяющихся нагрузках. Часть производственного процесса, содержащую действия по изменению предмета производства, называют технологическим процессом. Законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте, называют технологической операцией. Она служит основной расчётной единицей для определения производительности, технического нормирования труда и расчётов загрузки оборудования. Законченную часть операции, характеризуемую постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, называют переходом. Исходными данными для проектирования технологического процесса изготовления сварной конструкции являются чертежи изделия, технические условия и планируемая программа выпуска. Технологический процесс должен обеспечивать наилучшие условия выполнения каждой отдельной операции. Он должен предусматривать максимальную замену ручного труда путём комплексной механизации и автоматизации не только отдельных операций, но и производства в целом.

Для мелкосерийного и серийного производства должны быть предусмотрены универсальное оборудование и приспособления, пригодные для широкого диапазона типоразмеров заготовок и изделий. Для крупносерийного и массового производства используют более производительное специализированное оборудование в составе поточных автоматических и роторных линий. Однако линии со специализированным оборудованием дорогостоящи и при смене изделия не поддаются переналадке. Поэтому выгоднее применять переналаживаемые гибкие автоматизированные производственные системы. Их можно создавать на основе промышленных роботов. Универсальность промышленных роботов даёт возможность автоматизировать практически любые операции, выполняемые человеком, а быстрота смены программы позволяет обеспечить ту же гибкость, которой обладает производство, обслуживаемое человеком.

Задачи:

· описать назначение конструкции, произвести анализ чертежа конструкции;

· обосновать выбор материала конструкции;

· определить тип производства;

· выбрать оптимальный вариант получения заготовок, оборудования заготовительного производства;

· разработать технологический процесс с выбором заготовительных операций, сборки и сварки колонны с выбором оборудования, способов сборки и сварки, расчетов режимов сварки, сварочных материалов, приспособлений;

· осветить вопросы обеспечения качества сварной конструкции;

· рассчитать нормы времени изготовления сварной конструкции;

· разработать нормы техники безопасности при сборочно-сварочных работах;

· выбрать приспособление и описать принцип его работы;

· рассчитать необходимое количество оборудования, производственных рабочих, производственной площади, общей площади участка;

· рассчитать себестоимость сборочно-сварочных работ конструкции «Колонна cплошностенчатая».



1. Общая часть

1.1 Назначение и анализ чертежа конструкции

Колонны широко применяются во всех видах сооружений: в промышленном строительстве - в качестве элементов каркаса цехов и опор рабочих площадок, в гражданском строительстве - в качестве вертикальных элементов каркасов многоэтажных зданий. Металлические колонны, как правило, выполняют из стали. Алюминиевые сплавы в сжатых элементах работают плохо из-за малого модуля упругости, поэтому колонны из алюминиевых сплавов применяют в исключительных случаях (например, в сборно-разборных конструкциях, при строительстве в труднодоступных районах и т. п.). В качестве соединений для колонн применяют сварку.

При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие основные требования:

· Условия эксплуатации. Удовлетворение заданным при проектировании условиям эксплуатации является основным требованием для проектировщика. Оно в основном определяет систему, конструктивную форму сооружения и выбор материала для него.

· Экономия металла. Требование экономии металла определяется большой его потребностью во всех отраслях промышленности (машиностроение, транспорт и т. д.) и относительно высокой стоимостью. В строительных конструкциях металл следует применять лишь в тех случаях, когда замена его другими видами материалов (в первую очередь железобетоном) нерациональна.

· Транспортабельность. В связи с изготовлением металлических конструкций, как правило, на заводах с последующей перевозкой на место строительства в проекте должна быть предусмотрена возможность перевозки их целиком или по частям (отправочными элементами) с применением соответствующих транспортных средств.

· Технологичность. Конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на наиболее современные и производительные технологические приемы, обеспечивающие максимальное снижение трудоемкости. Скоростной монтаж. Конструкция должна соответствовать возможностям сборки ее в наименьшие сроки с учетом имеющегося монтажного оборудования.

· Долговечность конструкции определяется сроками ее физического и морального износа. Физический износ металлических конструкций связан главным образом с процессами коррозии.

· Эстетичность. Конструкции независимо от их назначения должны обладать гармоничными формами. Особенно существенно это требование для общественных зданий и сооружений.

Все эти требования удовлетворяются конструкторами на основе выработанных наукой и практикой принципов советской школы проектирования и основных направлений ее развития.

Достоинства и недостатки стальных конструкций

Основными достоинствами стальных конструкций по сравнению с конструкциями из других материалов являются надежность, легкость, непроницаемость, индустриальность, а также простота технического перевооружения, ремонта и реконструкции.

· Надежность стальных конструкций обеспечивается близким соответствием характеристик стали нашим представлениям об идеальном упругом или упругопластическом изотропном материале, для которого строго сформулированы и обоснованы основные положения сопротивления материалов, теории упругости и строительной механики. Сталь имеет однородную мелкозернистую структуру с одинаковыми свойствами по всем направлениям, напряжения связаны с деформациями линейной зависимостью в большом диапазоне, а при некотором значении напряжений может быть реализована идеальная пластичность в виде площадки текучести. Все это соответствует гипотезам и допущениям, взятым за основу при разработке теоретических предпосылок расчета, поэтому расчет, построенный на таких конструкций.

· Легкость. Из всех изготовляемых в настоящее время несущих конструкций, металлические являются самыми легкими. За показатель легкости принимают отношение плотности материала к его прочности. Наименьшее значение этот показатель имеет для алюминиевых сплавов и составляет для сплава Д16-Т 1,1-10^-4 м^-1. Приняв его за единицу, запишем сравнительные данные для других материалов: сталь - 1,5 ... 3,4, дерево - 4,9, бетон среднего класса. Сравнив две одинаковые конструкции, одна из которых выполнена из алюминиевого сплава, а другая - из железобетона, вы можете прийти к ошибочному выводу, что при прочих равных условиях железобетонная конструкция будет примерно в 16 раз тяжелее. На самом деле это не так и железобетонная конструкция, особенно при больших пролетах, может оказаться более тяжелой. Дело в том, что конструкция несет как бы две нагрузки: полезную, для которой она запроектирована, и неизбежный собственный вес. Например, несущая способность железобетонной плиты покрытия типа ПНС размером 3х6 м равна 4...4,5 кН/м², из них 1,3...1,5 кН/м² (т.е. 30%) приходится на собственный вес плиты. Стальная панель такого же размера, изготовленная из профилированного настила и швеллеров, при той же несущей способности будет иметь долю собственного веса 0,45...0,50 кг/м², что составляет около 10% от общей нагрузки.

· Непроницаемость. Металлы обладают не только большой прочностью, но и высокой плотностью - непроницаемостью для газов и жидкостей. Плотность стали и ее соединений, осуществляемых с помощью сварки.

Технические требования:

Торцы подкрановых и надкрановых частей колонн, а также верхняя плоскость плит баз должны механически обработаны в соответствии с указанными на чертеже. Шероховатость механизации обработанной поверхности R_z?320мкм(первый класс) по ГОСТ 2789-88сварных соединений элементов колонн должны быть выполнены автоматической или полуавтоматической сваркой по ГОСТ 8713-80 или ГОСТ 14771-80.

Анализ чертежа.

Рабочий чертеж конструкции «колонна сплошностенчатая» содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о конструкции. т.е. все проекции, разрезы и сечения четко объясняют ее конфигурацию и возможные способы получения заготовок. На чертеже указаны все размеры конструкции. Конструкция технологична, так как обеспечен свободный доступ к обрабатываемым поверхностям, указаны способ сварки.

Рисунок 1 -Конструкции колонны сплошностенчатой цеха

1.2 Материал конструкции и его свойства

Условия эксплуатации рассматриваемой сварной конструкции и возможные последствия вследствие её некачественного изготовления определяет технические условия, которые содержат перечень требований, к материалам, а также к выполнению технологических контрольных операций. Технические условия по ГОСТ 15001-89 должны соответствовать требованиям технического задания и стандартов на данный вид продукции. ГОСТ 23118-99 «конструкции стальные строительные<(общие технические условия)» распространяется на стальные строительные конструкции, предназначенные для применения в любых климатических районах и устанавливает общие требования к этим конструкциям. Этот ГОСТ определяет требования к материалам строительных конструкций в соответствии с разработанным СНиП для стальных конструкций. Пункт 2 этих правил регламентирует применение материала в зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации и все конструкции разделяются на 4 группы: стали для стальных конструкций следует принимать по таблице 50 указанных правил. В соответствии с условиями указанными в задании и нагрузки определяет группу по приложению 1 ГОСТ 27772-88 определяет соответствующую строительной марки стали марку низкоуглеродистой стали. По ГОСТу 380-2005 определяем требования к химическому составу стали и определяем эквивалент углерода.

Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали химического состава является эквивалентное содержание углерода, которое определяют по формуле (1):

Cэкв=C+Mn/6+Si/24+Cr/5+Ni/40+Mo/4+V/14+Cu/13+P/2 (1)

Cэкв=0.12+1.8/6+0.37/24+0.035/2=0.45%

Данная сталь является хорошо свариваемой, так как она не требует предварительного подогрева перед сваркой, не склонна к образованию горячих и холодных трещин, удовлетворяет полностью эксплуатационным требованиям. Сталь Ст3 не имеет ограничений свариваемости, не склонна к отпускной хрупкости и не имеет флокеночувствительности.

Эту сталь можно как сваривать без подогрева и предварительной термической обработки, так и штамповать в холодном и горячем состоянии, а также подвергать вытяжке. Благодаря этим качествам конструкционная сталь Ст3 всегда пользуется спросом среди строителей и обработчиков металла.

Общие технические требования по Гост 535-2005:

- прокат изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утверждённому в установленном порядке.

- прокат изготавливают в горячекатаном состоянии. Для обеспечения требуемых свойств может применяться термическая обработка.

- расслоение проката не допускается.

- по требованию потребителя, прокат изготавливают с гарантией свариваемости. Свариваемость обеспечивается химическим составом стали и технологии изготовления проката. Углеродный эквивалент (Сэкв) не должен превышать 0,45%

- глубина залегания зачистки или вырубки дефектов на поверхности проката, не имеющих нормированных предельных отклонений, не должна превышать 10% толщины контролируемого элемента профиля.

- дефекты удаляют пологой зачисткой или вырубкой.

- прокат должен быть обрезан.

- высота заусенцев при порезке фасонного и сортового проката не должна превышать 3мм.

Нормируемые показатели Гост 535-2005 Ст3сп: временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии.

Химический состав % материала Ст3сп (таблица 1) по Гост 380-2005.



Таблица 1- Химический состав материала

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
до 0.12	до 0.8	до 2	9 - 11	до 0.02	до 0.035	17 - 19	до 0.3

Ст3сп-углеродистая сталь.

Массовая доля химических элементов:

углерода 0,14 - 0,25%

марганца 0,40 - 0,65%

кремния 0,15 - 0,35%

Механические характеристики.

Для обеспечения нормальной работы конструкции сварное соединение должно обладать необходимой и достаточной прочностью и пластичностью, коррозионной стойкостью и другими свойствами.

Для определения прочности и пластичности металла шва применяют комплекс испытаний, в том числе при статических и ударных нагрузках.

ГОСТ 6996-66 предусматривает следующие испытания:

- испытание на растяжение. Полученные при испытании результаты сравнивают с результатами испытания основного металла.

- испытание металла шва или металла отдельных участков околошовной зоны на ударный изгиб. Ударную вязкость, полученную при испытании, сравнивают с ударной вязкостью основного металла или с техническими условиями на данный вид продукции.

1.3 Определение типа производства

Различие в программе выпуска изделий привело к условному разделению производства - единичному, серийному, массовому. При единичном производстве выполняются изделия широкой номенклатуры в малых количествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через определённое время.

При серийном производстве выполняется изделие серийно и регулярно повторяющееся через определённые промежутки времени. Характерный признак серийного производства является выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций. При массовом производстве изделие изготовляются непрерывно в течении нескольких лет. Характерным признаком является выполнение на большинстве рабочих мест, только одной закреплённой операции.

Также каждому типу производства свойственны определённые методы решения технических и организационно - экономических вопросов. Наибольшими предпосылками для эффективного их решения располагают заводы и сварочные цехи массового типа производства, наименьшими заводы и сварочные цехи единичного типа производства. Промежуточное положение занимают заводы и сварочные цехи серийного типа производства.

При единичном типе производства применяются машины, оборудование и технологические процессы универсального назначения, и квалификация рабочих очень высокая. Характер использования машин и оборудования неравномерный и с неполным использованием мощностей, преобладает опытно - статические нормы изготовления. Уровень технологической оснащённости рабочих мест невысокий, из-за недостаточного применения механизированного вспомогательного оборудования и прогрессивной переналаживаемой оснастки. Производительность труда и себестоимость сварных изделий отличаются от серийного. Производительность обычно ниже, а себестоимость выше.

При серийном типе производства машины, оборудование и технологические процессы преимущественно универсального назначения. Преобладают производственные рабочие высокой и средней квалификации. Характер использования машин и оборудования сравнительно равномерный, более полное использование мощностей, чем в единичном производстве, технически обоснованные нормы изготовления применяются чаще опытно-статических. Уровень технологической оснащённости рабочих мест постоянно повышаются путём применения переналаживаемого оборудования сборно-разборной оснастки манипуляторов кантователей стендов. Производительность труда выше, чем в единичном производстве, а себестоимость ниже.

При массовом производстве машины, оборудование и технологические процессы высокоспециализированные- широко применяются средства автоматизации. Рабочие операторы менее высокой квалификации, а наладчики высокой квалификации. Характер использования машин и оборудования равномерный и стабильный, полное и рациональное использование мощностей преобладают технически обоснованные нормы изготовления. Уровень технологической оснастки рабочих мест высокий, вследствие благоприятных условий для применения современных видов оборудования и специальной оснастки. Производительность труда наиболее высокая благодаря механизации и автоматизации производства, а себестоимость самая низкая.

Ориентировочно тип производства можно определить в зависимости от объёма выпуска и массы изготовляемых изделий по данным приведённым в таблице годового объёма выпуска деталей и массы этих деталей (Таблица 2).

При годовой программе выпуска 2000шт. в год конструкции типа «колонна сплошностенчатая» и массы конструкции 1121 кг определяем тип производства - серийное производство.

Таблица 2 - Типы производств

Масса сварных узлов, кг	Единичное и мелкосерийное	Серийное	Крупносерийное
До 25	До 5	5-200	200-400
25…100	2-8	2-100	100-800
100…500	0,5-2,5	0,5-150	30-350
500…1000	0,3-0,6	0,3-10	5-100
1000…5000	0,2-1,0	0,2-17,5	3,5-125
5000…25000	0,1-0,5	0,1-10	2-25
25000…100000	0,05-0,2	0,05-4	1-10
Свыше 100000	До 0,01	Свыше 0,01	-



2. Технологическая часть

2.1 Разработка технологического процесса

2.1.1 Выбор оптимального варианта получения заготовок, оборудования и техническая характеристика заготовительного производства

Для изготовления колоны сплошностенчатой применяются следующие операции: очистка, правка, резка, подготовка кромок под сварные швы.

Листовой прокат требует правки в том случае, если металлургический завод поставляет его в неплавленном виде, а так же если деформации возникли при транспортировании. Наиболее часто встречающиеся виды деформирования листовой стали приведены на рис. 2. Правка осуществляется созданием местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. Для устранения волнистости листов и полос толщиной 0,5...50 мм широко используют многовалковые машины (с числом валков более пяти). Правка достигается многократным изгибом при пропускании листов между верхними и нижними рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Схема расположения валков в семивалковой машине показана па рис. 3, а. Листы толщиной более 40...50 мм обычно правят под прессом (см. рис. 3, в). Тонкие листы, толщиной менее 0,5 мм, правят растяжением на специальных растяжных машинах. Серповидность листовой и широкополосной сталей (искривление в плоскости) поддается правке в ограниченной степени. Правку мелко- и среднесортового, а также профильного проката производят на роликовых машинах (см. рис. 3, б), работающих по той же схеме, что и листоправильные.. В случае необходимости создания более значительных деформаций правка и гибка сталей должны производиться в горячем состоянии после нагрева до 900...1000 °С для стали классов до С 46/33 включительно и 900...950°С для стали классов С 52/40 и С 60/46. Деформирование при высокой температуре сопровождается процессом рекристаллизации, и пластические свойства металла при этом не снижаются. Нередко правке в вальцах подвергают сварные заготовки из двух или нескольких листов, сваренных стыковыми швами. Для ограничения совершаемой пластической деформации зоны сварного соединения усиление должно быть минимальным. В ряде случаев выпуклость (усиление) рекомендуется удалять.

Рисунок 2 - Виды деформации листовой стали:

1 - волнистость; 2 - серповидность в плоскости; 3 - местные выпучины; 4 - заломленные кромки; 5 - местная погнутость; 6 - волнистость поперек части листа

Рисунок 3 - Схема правки листовых и профильных элементов:

а - на листовых вальцах; б - в углоправильных вальцах; в - на прессе.

Для очистки проката, деталей и сварных узлов применяют механические и химические методы. Удаление загрязнений, ржавчины и окалины производят с помощью дробеструйных и дробеметных аппаратов; используют зачистные станки, рабочим органом которых являются металлические щетки, иглофрезы, шлифовальные круги и ленты.

При дробеструйной и дробеметной очистке применяют чугунную или стальную дробь размером 0,7...4 мм в зависимости от толщины металла. В дробеструйных аппаратах дробь выбрасывается на очищаемую поверхность через сопло сжатым воздухом. В дробеметных аппаратах дробь выбрасывается лопатками ротора (производительность выше и очистка обходится дешевле, однако происходит быстрый износ лопаток). Дробеструйную и дробеметную очистку осуществляют в камерах. Через такую камеру лист проходит в вертикальном положении и очищается одновременно с двух сторон, как показано на рис. 3. Скорость движения очищаемого листа составляет несколько метров в минуту. Беспыльные дробеструйные аппараты позволяют обходиться без камер, но они менее производительны, их применяют в мелкосерийном производстве, а также для очистки крупногабаритных сварных узлов, которые не помещаются в камере.

Химическими методами производят обезжиривание и травление поверхности. Различают ванный и струйный химические методы. В первом случае детали последовательно опускают в ванны с различными растворами и выдерживают в каждом определенное время. Во втором случае последовательная подача растворов различного состава на поверхность деталей производится струйным методом, что позволяет осуществлять непрерывный процесс очистки. Химический способ очистки эффективен, однако в производстве сварных конструкций его применение ограничено высокой стоимостью оборудования для очистки сточных вод. Для предохранения металла от коррозии кроме очистки обычно проводят пассивирование или грунтовку, позволяющие производить сварку без удаления защитного покрытия. Следует иметь в виду, что выполнение заготовительных операций может привести к появлению таких остаточных явлений в материале заготовок, которые могут снизить качество выполнения последующих операций сборки и сварки, а также работоспособность готовых изделий. Такой перенос свойств, приобретенных при выполнении предшествующих операций на последующие, получил название технологической наследственности. Для предотвращения или устранения вредного влияния технологической наследственности заготовительных операций нередко приходится вводить ограничения или дополнительные мероприятия. Так, при холодной правке и гибке металла устанавливают допускаемые значения пластической деформации; при механической разделительной резке на ножницах иногда предусматривают удаление металла вблизи кромки реза, где не исключено наличие надрывов. После операции очистки поверхности металла назначают операцию грунтовки для защиты от коррозии в процессе выполнения последующих операций. При выполнении раскроя листов термической резкой приходится учитывать возможность погрешности вследствие перемещений, связанных с неравномерностью поля температур в процессе резки; при механической обработке таких заготовок возможно снижение точности размеров и формы вследствие наличия поля остаточных напряжений.

Дробеметная установка RC2500x600 (Рисунок 4) предназначена для очистки листовой стали среднего и крупного размера, а также различного вида профиля, балок и сварных металлических конструкций

Рисунок 4 - Дробеметная установка RC 2500x600



Таблица 3 - Технические характеристики дробеметной установки

Основные технические характеристики:
Максимальная ширина изделия, мм	2500
Максимальная высота изделия, мм	600
Минимальная толщина изделия, мм	5
Скорость дробеметной очистки, м/мин	до 0,7...1.3
Производительность очистки, кв.м/час	до 104
Кол-во дробеметных турбин, шт.	6
Мощность турбины, кВт	15
Расход стальной дроби, кг/мин	6 х 214
Тип воздушного фильтра	CDR 16
Производительность фильтра, куб.м/час	19500
Габариты (ДхШхВ), мм	6,7х5,0х6,3
Общая потребляемая мощность, квт	134

Для резки листовых заготовок стержня колонны, ребер жесткости, плит, траверсы применена установка плазменной резки марки Metal Master Cut CNC 1530.

Установка плазменной резки Metal Master Cut CNC 1530 с ЧПУ (Рисунок 5). ЧПУ с интегрированной системой контроля высоты плазматрона «THC» с высокочувствительным контактным датчиком поверхности, что позволяет получать идеальное качества реза в не зависимости от качества заготовки. Идеальный рез под 90 градусов.

Рисунок 5 - Установка плазменной резки Metal Master Cut CNC 1530 с ЧПУ



Таблица 4-Технические характеристики Metal Master Cut CNC 1530

Наименование параметров:	Значение
Наибольшие перемещения, мм -продольное - поперечное	3080 1520
Пределы подач, мм/мин. -продольное - поперечное	0ч6500 0ч6500
Наибольший размер вырезаемых деталей, мм	1500х3000
Точность и шероховатость поверхности реза по ГОСТ 14792-80	2-3 класс
Точность позиционирование горелки, мм	0,1
Точность повторений, мм	0,15
Минимальный диаметр выреза, мм	3
Максимальная нагрузка на стол, кг	800
Точность воспроизведения заданного контура по ГОСТ 5614-74, мм	±0,35
Разрезаемые материалы при использовании плазменной технологии	Углеродистые, легированные и специальные стали (в т.ч. нержавеющие), цветные металлы
Система ЧПУ полноценная, многофункциональная, интерактивная, отображение в реальном времени.	Собственная разработка на базе mini-ATX
Источник плазмы (Собственная разработка, Россия)	ISOTOP-105C
Толщина разрезаемого листа, мм - сталь (плазменная технология)	20
Количество резаков, шт.	1
Режим работы - длительный	S1
Питание ЧПУ и установки	Однофазное ~220В, 50Гц
Питание источника	380В
Обслуживающий персонал, чел.	1
Ток, потребляемый ходовой частью станка от однофазной сети, А, не более	3
Размещение пульта управления ЧПУ	Стационарный, на стойке
Масса станка без шкафа управления, источника питания резака или газового оборудования, кг, не более	~850
Габаритные размеры станка в собранном виде, мм	3600х2600х1450
Масса шкафа управления кг, не более	42
Габаритные размеры шкафа управления, мм	650х500х150

Особенности:

Направляющие высокой точности HIWIN (Тайвань)

Привод перемещения поперечной балки осуществляется от двух шаговых двигателей (микро шаг) X1,X2 (Продольное перемещение) с редукторами высокой точности, благодаря этому повышается точность обработки. Мгновенная остановка движения, отсутствие дрожания двигателя.

Привод перемещения каретки по оси Y(поперечное перемещение) производит шаговый двигатель через шестерёнку.

Подача по оси Z (высота) осуществляется с помощью шагового двигателя и ШВП.

Постоянное отслеживания контура реза в любой точке стола это позволяет работать в автоматическом режиме.

Возможность выреза маленьких отверстий Ш от 10 мм с высокой точностью.

Стол с мусоросборником.

Год гарантии. Сервисное послегарантийной обслуживание.

Рейка и шестерня закалены до 38-42 HRC, что гарантирует работу узла без износа в течение 5-7 лет.

Для зачистки поверхностей под сварку применяются различные щетки дисковые жгутовые для зачистки сварных швов.

Рисунок 6 - Щетки дисковые жгутовые для зачистки сварных швов



2.1.2 Разработка технологического процесса сборочно-сварочных операций с обоснованием выбора способа сборки, сварки, расчета параметров сварки оборудования, приспособлений, сварочных материалов

Рисунок 7 - Последовательность операций изготовления сварной конструкции «Колона сплошностенчатая»

Выбор способа сборки.

В зависимости от типа производства, особенностей конструкции и оснащенности сборочного цеха, сборка может производиться на одном неподвижном месте, к которому подаются все детали и узлы, инструмент и приспособления, либо при перемещении изделия от одного рабочего места к другому; при этом на каждом рабочем месте устанавливается определенная деталь или узел.

Кроме того, в зависимости от ранее указанных факторов, существуют два вида сборки:

- сборка конструкции из отдельных деталей - подетальная, методом наращивания;

- сборка из отдельных узлов - поузловая, на которые расчленяют конструкцию.

Второй вариант более рационален, так как позволяет специализировать рабочие места, более широко применять различные приспособления и тем самым получить большую производительность. Сборку стальных конструкций можно производить одним из следующих методов:

- по разметке с применением простейших универсальных приспособлений;

на универсальных плитах с пазами, снабженных упорами, фиксаторами и различными зажимами;

- при помощи шаблонов;

Сборочные приспособления обеспечивают сокращение длительности сборки.

На операции 005 выбран способ сборки из отдельных деталей и последующей сварки, так как отдельно сборка всей конструкции невозможна.

Выбор способа сварки.

Области применения ручной дуговой сварки.

Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой, мобильностью применяемого оборудования, возможностью сваривать в различных пространственных положениях и в местах труднодоступных для механизированных способов сварки. Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом, также как и других способов ручной сварки, - малая производительность процессов и зависимость качества сварного шва от навыков сварщика.

Области применения сварки под флюсом.

Благодаря ряду преимуществ, дуговая сварка под флюсом в настоящее время стала наиболее распространенным видом механизированной дуговой сварки металлов. Этот способ сварки позволяет не только заменить тяжелый труд сварщика - ручника, но, вследствие более высокой производительности (возможности использования большого по величине сварочного тока), а также ряда технологических преимуществ, коренным образом изменить технологию производства в некоторых отраслях промышленности. В настоящее время успешно сваривают под флюсом стали, сплавы, цветные металлы. Наряду с конструкциями из углеродистых сталей, сварку под флюсом применяют для конструкций и аппаратов из низкоуглеродистых сталей, нержавеющих, кислотостойких, жаропрочных, сплавов на никелевой основе. В последние годы освоена сварка под флюсом нового конструкционного металла - титана, а также сплавов на его основе. Под флюсом сваривают медь и ее сплавы. Широко применяются в промышленности сварка по слою флюса алюминия и алюминиевых сплавов. Сварка под флюсом успешно применяется при изготовлении аппаратуры, конструкций и изделий самого ответственного назначения, которые должны надежно работать и в условиях глубокого холода, и под действием высоких температур, агрессивных жидких и газовых сред. Наиболее выгодно автоматическую сварку под флюсом применять при массовом производстве однотипных металлических изделий, имеющих соединения протяженностью более одного метра правильной формы и удобных для удерживания слоя флюса и металлов толщиной более 8-10 мм. В некоторых случаях способ полуавтоматической сварки под флюсом может быть использован не только при массовом производстве однотипных изделий, но и при единичном производстве изделий с соединениями значительной протяженности и удобных для удержания флюса. Сборка, не обеспечивающая нужные зазоры для получения качественного шва, является основным фактором, сдерживающим внедрение большинства способов автоматической сварки. Нецелесообразно сваривать под флюсом решетчатые конструкции с большим количеством коротких соединений.

Области применения дуговой сварки в защитных газах.

Дуговая сварка в защитных газах выполняется в среде как инертных, так и активных газов. В качестве инертных газов применяют аргон и гелий, которые практически почти не взаимодействуют с расплавленным металлом. А в качестве активных газов применяют: углекислый газ, азот, пары воды, смеси аргона с кислородом, аргона с азотом, аргона с углекислым газом, углекислого газа с кислородом и другие, взаимодействующие в большей или меньшей степени с расплавленным металлом.

В некоторых случаях применяют газо-флюсовую сварку, при которой, наряду с газом, в зону сварки подается небольшое количество раскисляющих, шлакообразующих или легирующих веществ. Эти вещества вдуваются в зону сварки в виде пыли с защитным газом или вводятся с проволокой, в виде наносимой на нее пасты или порошковой проволоки, находящейся в сердечнике. Сварка в защитных газах может выполняться плавящимся и неплавящимся электродами, вручную, полуавтоматом или автоматом. Сварка неплавящимся электродом выполняется с присадкой или без присадки электродного металла. С целью экономии аргона при сварке сталей неплавящимся электродом может применяться комбинированная защита зоны сварки аргоном и углекислым газом. При этом используют специальную горелку с двумя кольцевыми каналами для подачи защитных газов: внутренним - для подачи аргона и внешним - для углекислого газа. Вместо аргона при газоэлектрической сварке может применяться гелий. При этом необходимы корректировка режима сварки и увеличение расходов газа на 30-40%. Применение сварки в среде углекислого газа позволило механизировать сварочные работы при изготовлении ответственных сварных конструкций и заменить во многих случаях ручную дуговую сварку полуавтоматической и автоматической сваркой. Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа позволяет механизировать процесс сварки в монтажных условиях, когда применение других методов механизированной сварки исключается или затруднено. Дуговая сварка в углекислом газе плавящимися электродами находит большое применение. Сравнительная дешевизна углекислого газа, высокое качество сварных швов при правильно выбранной технологии сварки, а также ряд технологических преимуществ открывает этому способу широкие перспективы в различных отраслях машиностроения и строительства. Дуговая сварка в углекислом газе оказывается особенно целесообразной при изготовлении изделий из тонкого металла и различных малогабаритных деталей. Этот способ также внедряют при сварке соединений из толстого металла со швами небольшой протяженности и различной формы, расположенными в разных плоскостях. Указанным способом удается механизировать сварку вертикальных соединений, обеспечить хороший провар корня стыковых соединений без прожогов на весу, без подкладных колец и т. д. Для выполнения сварных швов колонны сплошностенчатой выбрана сварка под флюсом на операции 010, в связи с большой протяженностью сварных швов и в среде углекислого газа на операции 015, т.к. швы не имеют большой протяжённости.

Расчет параметров режима сварки.

Расчет параметров режима сварки ведется в зависимости от выбранного способа сварки. Основными параметрами режима дуговой сварки являются: сила сварочного тока Iсв, напряжение на дуге Uд, скорость подачи сварочной проволоки Vп.пр., диаметр электрода или проволоки dэ., скорость сварки Vсв. Первоначально следует задаться диаметром проволоки или электрода dэ. Его значение зависит от толщины свариваемого металла и способа сварки.

Расчет режимов сварки в среде углекислого газа СО2.

При минимальной толщине свариваемых элементов колонны 8мм, при сварке полуавтоматической в среде СО2 производится катетом 5мм, производится сварочной проволкой d=1,4мм. Величина сварочного тока, с одной стороны зависит от требуемой глубины проплавления, в свою очередь, зависит от толщины металла и условий сварки.

Для тавровых швов глубину проплавления можно принять h=0,6д. Для сварки в среде углекислого газа силу сварочного тока ориентировочного определяется по формуле(2)

I_св kn*h , (2)

где kn - коэффициент пропорциональности, зависящий от условии сварки - для сварки в среде углекислого газа, диаметра электродной проволоки 1,4 мм kn=90

Iсв=90*4,8=432А

Напряжения на дуге устанавливают в зависимости от способа сварки, а также от марки и диаметра электрода: для сварки в СО₂ по формуле (3)

( U?=20+(0,05)/*Icв (3)

U=20+0,05*432/=37.9В, принимаем 40В

Vсв= (4)

где a_н - коэффициент наплавки, г/(А ч);

Iсв - сила сварочного тока, А;

?? - плотность металла, ??=7,8 г/ (см?^3;

Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход,

(см)^2 для тавровых швов Fн=k²/2*a sin a, ??= 1,6 (5)

Fн=0,5² /2x1x1=0,125

Vсв=

Скорость подачи электродной проволоки

Vэ=Vсв*Fэ/FЭ, (6)

где Vэ - скорость сварки м/ч;

Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла (см);

Fэ - площадь поперечного сечения электродной проволки (см).

Vэ=Vсв*Fн/Fэ (7) Vэ=30*0.15/0.19=340 м/ч

Расчет режимов сварки под флюсом.

Для автоматической сварки под флюсом при минимальной толщине свариваемого металла 8мм., принимаем диаметр сварочной проволки 1,6 мм.

Величина сварочного тока определяется по формуле Iсв= K*h (8)

Для автоматической сварки K=110

h=8мм. Icв=100*8*0,6=480 А.

Напряжение дуги определяется по выражению U=19+0.037*Iсв (9)

U= 19+0,037*480=37,76 , принимаем 40 В

Скорость сварки определяется по формуле

Vсв= (10)

Vсв=49.7м/ч, принимаем 45 м/ч

Скорость подачи проволки определяется по формуле

Vэ=Vсв*Fн/Fэ (11)

Vэ=45*0,125/0,02=280 м/ч

Выбор сварочной проволоки.

Для сварки в углекислом газе и сварки под флюсом электродные проволоки должны содержать в достаточном количестве элементы-раскислители помимо элементов, которые легируют металл шва, обеспечивая требуемые механические свойства его.

Только в этом случае удаётся предотвратить образование пор и обеспечить получение плотных швов. В качестве раскислителей в электродные проволоки вводятся главным образом кремний и марганец. Для сварки тавровых швов колонны применяется сварочная проволока d=1,6мм для сварки под флюсом и d=1,4 для сварки в среде углекислого газа марки СВ 0,8 ГСА. Применяемый для целей сварки сжиженный углекислый газ должен соответствовать определённым требованиям, предусматривающим отсутствие в нём таких примесей как минеральные масла и глицерин, сероводород, аммиак, соляная и другие кислоты, вода в свободном виде и др. В ряде случаев для сварки может быть использован пищевой углекислый газ, поставляемый в баллонах. Содержание примесей в нём допускается до 1,5%. При использовании такого пищевого углекислого газа необходимо пропускать его через специальный влагоотделитель с медным купоросом, силикагелем или другим осушающим реагентом.

Химический состав сварочной проволоки.

Содержание элементов в %:

Марка проволоки-Си-08ГСА; углерод до 0,10; марганец 1,0-1,3; кремний 0,7-1,0;

Хром до 0,2; никель до 0,3; сера 0,03; фосфор 0,01.

Требования к сварочной проволоке:

Электродная проволока при сварке в среде защитных газов является одним из основных элементов определяющих качество сварного соединения поэтому для ее подбора необходимо соблюдать следующие требования проволока должна поступать в бухтах иметь металлическую бирку на которой указан завод-изготовитель номер плавки металла марка проволоки согласно стандарту.

Должен быть сертификат, где указаны марка диаметр завод-изготовитель завод-поставщик металла для проволоки масса проволоки ее хим. Состав номер стандарта. Проволока, идущая на сварку не должна иметь окислённой поверхности следов смазки грязи. Если эти факторы есть, то проволоку очищают перед намоткой в бухту механическим иди химическим путем.

В качестве защитного газа полуавтоматической сварки применяется углекислый газ СО2

Требования к защитному газу:

Сварка в среде защитных газов в современной технике находиться очень широкое применение и являться одним из наиболее эффективных и высокопроизводительных методов, поэтому защитный газ СO2 Должен отвечать следующим требованиям:

- он должен строго соответствовать ГОСТ 8050-85.

- не превышает в своем составе наличия влаги т.к. это может ухудшить качество сварки.

- обеспечивать надежную защиту расплавленного металла.

- обеспечивать высокую производительность производительного процесса

- обеспечивать хорошее формирование сварного шва.

Выбор флюса для автоматической сварки:

Флюс влияет на устойчивость дуги, формирование и химический состав металла шва, в значительной мере определяет стойкость швов против образования пор и кристаллизационных трещин. От состава флюса зависит сцепление шлаковой корки с поверхностью шва. Влияние флюса на стойкость швов против образования кристаллизационных трещин.

При плавлении флюса выделяются газы и поры.При сварке под флюсом наиболее часто применяемым является флюс марки АН 348A

Расплавленный флюс (шлак) покрывает поверхность металла и остается жидким еще некоторое время после того, как металл уже затвердел.

Таблица 5 - Химический состав флюса АН348А

Марка флюса	Sio2	MnO	CaF2	MgO	CaO	Al2O3	K20	Fe2O3	S	P
AH 348A	41.0 34.0	34.0 38.0	4.0 5.5	5.0 7.5	6.5 -	4.5 -	- -	2.0 -	0.15 -	0.12 -



Выбор сварочного оборудования.

Для выполнения сварных швов колонны выбран полуавтомат А-547. Полуавтомат А-547 комплектуется из следующих узлов: держателя щитка, с кнопкой включения переносного попадающего механизма аппаратного ящика осушителя подогревателя понижающего кислородного редуктора. Держатель полуавтомата А-547 легок и удобен. Опыт показал что утяжеление держателя за счет оборудования его механизмом для протяжки проволоки даже в случае привода гибким валом пагубно отражаться на ведении процесса сварки. Для полуавтоматической сварки тонкой стали необходим очень легкий и маневренный держатель.

Электродная проволока подается в держатель и далее в зону дуги путем проталкивания по гибкому разборному шлангу длиною до 1м заключенному вместе с токопроводящим проводом в общую резиновую трубку.

Подающий механизм представляет собой не большей легкий алюминиевый чемоданчик, в котором смонтированы подающий механизм и катушка для электродной проволоки. Все подающего механизма 5,75 кг. Катушка может вместить до 3кг проволоки. Скорость подачи проволоки изменяется в пределах 120-410м/ час.

В аппаратном ящике полуавтомата имеется клапан для автоматического включения и выключения подачи углекислого газа. Для очистки углекислого газа от водяных паров в комплект полуавтомата введен осушитель. В качестве адсорбента в осушителе используется силикагель. Расход углекислого газа определяется по показаниям ацетиленового манометр установленного манометра установленного на понижающем кислородном редукторе. Чтобы получить возможность определения расхода газа по манометру на выходе из газового редуктора перед штуцером устанавливается дроссельная шайба с отверстием диаметром 1 мм благодаря чему чувствительность манометра значительно повышается. В комплект аппарата входит так же подогреватель газа, который устанавливается на баллоне.

Полуавтомат сварочный А-547. Полуавтомат предназначен для электродуговой сварки металла тонкой электродной проволокой в двуокиси углерода. Комплектуется выпрямителем ВС-300Б, или другими сварочными выпрямителями, имеющими жесткую вольт-амперную характеристику. Например, Дуга-318ИП.

Назначение: Полуавтомат предназначен для электродуговой сварки металла тонкой электродной проволокой в двуокиси углерода. Полуавтомат для работы в условиях тропического климата не рассчитан. Применение проволоки малых диаметров при сварке в двуокиси углерода в сочетании с жесткой или пологопадающей характеристикой сварочного тока обеспечивает:

· безотказное возбуждение дуги при подаче электрода к изделию (за счет мгновенного расплавления) без предварительного реверсирования электрода;

· высокую устойчивость процесса, стабильность режима сварки и незначительное разбрызгивание электродного металла;

· высокое качество сварного шва на всем протяжении благодаря подаче газа в зону сварки до зажигания дуги после обрыва ее;

· хорошее формирование шва и простоту заделки кратера;

· выполнение сварочных швов в любых пространственных положениях со свободным их формированием методом «cверху вниз».

Вследствие того, что сварка производится малыми токами, удается без подкладки сварить стыковые швы металла толщиной 1--2 мм даже при наличии относительно больших зазоров. Перечисленные особенности процесса сварки тонкой проволокой в двуокиси углерода дают возможность во многих случаях успешно конкурировать с ручной и особенно газовой сваркой как по производительности, так и по качеству. Полуавтомат может быть укомплектован сварочными выпрямителями ВС-300Б и ДУГА-318 ИП.



Рисунок 8 - Сварочный Полуавтомат А-547

Таблица 6 - Технические характеристики подающего механизма

Номинальное напряжение питающей 3-х фазной сети для выпрямителя или генератора, В	380
Род сварочного тока	постоянный
Напряжение сварочной цепи, В	16--32
Величина сварочного тока, А	40--315
Номинальный режим работы при пятиминутном цикле	60%
Максимальный сварочный ток при сварке эл. пров. Ф1,4 мм имя номин. относит продолжительности нагрузки ПВ=40% , А	400
Диаметр электродной проволоки, мм	0,8--1,6
Диапазон регулирования скорости подачи электродной проволоки:
при ролике диаметром 18 мм, м/ч	115-370
при ролике диаметром 32 мм, м/ч	280-700
при ролике диаметром 47 мм, м/ч	500-1200
Изменение скорости внутри диапазона	плавное
Максимальный расход газа, л/мин	15
Зона защиты сварки	двуокись углерода, возможно - аргон, гелий и другие газы и смеси

Таблица 7 - Технические характеристики ВС-300Б

Напряжение питающей сети, В	3х380
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальный сварочный ток (ПВ=85%), А	315
Пределы регулирования сварочного тока, А	50-350
Пределы регулирования рабочего напряжения, В	17-35
Напряжение холостого хода, В, не более	41
Коли-во ступеней регулирования рабочего напряжения	20
Потребляемая мощность, кВА,	25
Масса, кг,	120
Габаритные размеры, мм	850х420х80

В серийном и массовом производствах для автоматической сварки под флюсом применяются самоходные установки и подвесные сварочные головки

Автомат А-1416 предназначен, для однодуговой сварки под флюсом и состоит из следующих основных сборочных единиц: собственно сварочной головки, содержащей механизм подачи проволоки с правильным устройством, токоподводящий мундштук и устройство для защиты зоны дуги флюсом; подъёмного механизма для механизированного перемещения подвесной сварочной головки на вертикальной штанге; флюсоаппарата, снабжённого флюсоотсасывающим устройством инжекторного типа, из самоходной тележки велосипедного типа, на которой закреплены сборочное единицы автомата, служащей для перемещения его вдоль свариваемого изделия с рабочей и маршевой скоростями.

Скорости сварки и подачи электродной проволоки регулируют подбором сменных шестерён. Сварку угловых швов проводят “в лодочку” или наклонным электродом. При сварке угловых швов наплавленный металл располагается в желобке, образуемом стенкой и полкой. Это обеспечивает правильное формирование шва и хороший провар его корня и стенки без опасности подрезов, имеется возможность наплавлять за один проход швы большого сечения.

...