Проектирование кабины трактора

Технологический процесс сборки и сварки, технико-экономическое обоснование необходимости выпуска кабины трактора. Выбор способа сварки, сварочных материалов и сварочного оборудования. Конструирование, расчет и описание средств технологического оснащения.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 28.08.2010
Размер файла 338,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

4) это предотвращает или частично снижает деформации изгиба и угловые деформации.

5) уменьшение сварочных деформаций происходит также за счет отвода тепла от свариваемого изделия в технологическую оснастку (корпус приспособления, зажимы и опорные элементы).

Для обеспечения интенсивного теплоотвода необходимо, чтобы изделие при сварке было в закрепленном состоянии (т.е. чтобы изделие внешней нагрузкой прижималось к недеформируемому основанию). В этом случае упругопластическая зона в изделии уменьшается, а следовательно, уменьшаются и остаточные деформации в нем, причем интенсивный отвод теплоты в технологическую оснастку может быть лишь при плотном, во многих точках, прилегания элементов металлоконструкции к оснастке.

Однако жесткое закрепление деталей и отсутствие возможности свободного перемещения приводит к увеличению растягивающих напряжений, которые в свою очередь могут привести к образованию трещин.

Теоретически мероприятия по предотвращению деформаций кабины проводимые до и во время процесса сварки должны полностью исключить её коробление, деформации, не допустить возникновения опасных напряжений. Однако это не всегда так.

Устранить деформации кабины после сварки иногда можно при помощи термической или механической местной правки.

При термической местной правке осуществляется местный нагрев. Нагреву подвергаются растянутые участки конструкции, в результате чего в этой зоне происходят пластическая деформация сжатия и они укорачиваются. т.к кабина изготавливается с углеродистой стали, то обычно её нагревают газовым пламенем до 600-8000С. Нагрев ведется пятнами или полосами. Необходимо стремиться к кратковременному и концентрированному нагреву, чтобы соседние зоны оставались не нагретыми и сопротивлялись расширению нагретого металла, вызывая в нем усадку. О результатах правки можно судить после полного остывания конструкции.

Механическая местная правка осуществляется вручную при помощи молотков. Механическая правка менее желательна, чем термическая. При механической правке образуется наклеп, снижающий пластические свойства металла. Кроме того, вызываемая наклепом неоднородность механических свойств отрицательно сказывается на прочности и надежности кабины.

Успех правки зависит от квалификации и опыта правщика. Правка - достаточно сложная операция и заранее трудно прогнозируемая.

2.8 Расчленение конструкции на узлы и описание маршрутной технологии сборки и сварки

С целью облегчения сборки кабины трактора производится расчленение конструкции на узлы. То есть, входящие в кабину сборочные единицы, собираются и свариваются заранее, а затем уже устанавливаются в приспособление. Это позволяет уменьшить время сборки и сварки детали в кондукторе и тем самым повысить производительность труда.

Так кабина расчленена на следующие сборочные единицы: боковина правая; боковина левая; пол; стенка передняя; стенка задняя; панель; и три балки.

Маршрутная технология сборки и сварки передней рамы погрузчика устанавливает последовательность операций по изготовлению деталей данного изделия. Для сборки и сварки кабины, принимаем следующую последовательность операций:

1. Заготовка деталей

2. Транспортировка

3. Сборка под сварку

4. Сварка

5. Контроль

2.9 Разработка операционной технологии сборки и сварки. Заполнение карт операционной технологии

Технологический процесс сборки и сварки изделий разрабатывается с учетом типа производства заданной программы, применяемого оборудования и материалов, необходимого качества и рабочих мест. На основании разработанного технологического процесса производится расчет норм времени на изготовление узлов, определяется количеством рабочих.

Технологический процесс определяет весь цикл производства работ и является основным документом для определения трудоемкости выполняемых работ.

Технологический процесс разрабатывается и оформляется в картах согласно ГОСТ 3.1406-74.

Заполнение карт технологического процесса приведено в приложении 1.

2.10 Расчет норм времени сборочно-сварочных и вспомогательных работ

Общее время на выполнение сварочной операции tсв состоит из нескольких компонентов и определяется по формуле [1].

tсв = tо+tп. з. +tв+tобс+tп, (2.10 1)

где tо - основное время;

tп. з - подготовительно-заключительное время;

tв - вспомогательное время;

tобс - время на обслуживание рабочего места;

tп - время перерывов на отдых и личные надобности.

Основное время tо - это время на непосредственное выполнение сварочной операции. Оно определяется по формуле

(2.10 2)

где tо - основное время (время образования сварного шва путем наплавления электродного металла), т.е. время горения дуги;

Мнм. - масса наплавленного металла;

Мн. п. =Fн. Lш. , (2.10 3)

где Fн - площадь наплавленного металла;

- плотность металла;

Lш - длина шва.

Рассчитаеммассу наплавленного металла для тавровых и угловых швов

Мнм. тавр. =6,8*3515*0,00785=188 г

Мнм. угл. =6*1845*0,00785=87 г

I - сварочный ток; бн - коэффициент наплавки.

Рассчитаем основное время, необходимое на сварку всех швов [1]

tУо= мин

Вспомогательное время включает:

1) Время на заправку кассеты с электродной проволокой tп;

2) Время на осмотр и очистку кромок свариваемых элементов tкр;

3) Время на измерение и клеймение швов tкл;

4) Время на установку и поворот изделия, его закрепление tизд.

Время на заправку кассеты принимаем равным 5 минут. (tп = 5 мин)

Время на измерение и осмотр шва определяем путем умножения длины шва на 0,35 для нижнего, вертикального и горизонтального швов.

tкр (tбр) = (2.10 4)

где nс - количество слоев при сварке за несколько проходов;

Lш - длина шва в метрах.

tкр =5,360,6=3,2 мин.

Время на очистку одного метра шва принимаем 0,6 мин.

Время на установку клейма

tкл = 0,03 мин на один знак

Время на установку, поворот и закрепление деталей изделия в кондукторе принимаем равным минуты (tизд = 17 мин).

Время на перемещение сварщика при свободном переходе при длине перехода до 6 м

tпер = 0,2 мин.

Вспомогательное время определим по формуле [1]

tв = tп + tкр + tбр + tкл + tизд + tпер (2.10 5)

tв = 5 + 3,2 + + 0,03 + 17 + 0,2 = 25,43 мин.

Подготовительно-заключительное время tп. з. включает в себя такие операции, как получение производственного задания, инструктаж, получение и сдача инструмента, осмотр и подготовка оборудования к работе и т.д. В серийном производстве tп. з. =10% от tо.

tп. з. =0,1*8,01=0,8 мин

Время на обслуживание рабочего места включает в себя время на установку режима сварки, наладку полуавтомата, уборку инструмента и т.д.

tобс = (0,06-0,08) tо

tобс = 0,08*8,01 = 0,64мин.

Время перерывов на отдых и личные надобности при сварке в удобном положении составляет 7% от основного время

tп = 0,07tо

tп = 0,07*8,01 = 0,56 мин.

Определяем общее время на выполнение сварочной операции

tсв = 8,01 + 0,8 + 25,43 + 0,64 + 0,56 = 35,44 мин.

3. Конструирование, расчет и описание средств технологического оснащения

3.1 Выбор установочных баз и разработка теоретической схемы базирования деталей и узлов

Одним из важнейших разделов основ технологии машиностроения является учение о базах. Правильное назначение их и рациональный выбор базирующих поверхностей в значительной степени предопределяет точность выполнения заданных размеров, конструкцию приспособлений и оборудования, производительность и экономичность процесса изготовления. Базирование необходимо для всех стадий создания изделия: конструирования, изготовления, измерения, а также при рассмотрении деталей в сборе. Вопрос о назначении рациональных баз оказывает принципиальное влияние на построение технологии, которая должна определяться параллельно с проектированием нового изделия, начиная со стадий разработки технологического предложения и эскизного проекта.

В настоящее время имеется глубоко разработанная теория базирования деталей при механической обработке. На её основе созданы ГОСТ 21495 и ГОСТ 3.1107, устанавливающие применяемые в науке и технике термины и определения базирования и единые условные обозначения опор и зажимов, используемые в технологической документации. В тоже время базированию и базам в сварочном производстве на предприятиях республике не уделяется должного внимания.

При разработке технологических процессов зачастую не разрабатываются схемы базирования деталей при сборке под сварку, имеют место различия в толковании, применении и графическом обозначении отдельных специфических баз.

Основные принципы базирования сварных конструкций.

В соответствии с положением теории базирования о шести степенях свободы и шести удерживающих связях, необходимых для ориентации твердого тела в пространстве, технологи в своей работе руководствуются известным правилом шести точек, из которого следует, что для полной ориентации детали в приспособлении или механизме необходимо и достаточно шесть удерживающих жестких двусторонних связей.

Поэтому при конструировании приспособлений или механизмов необходимо обеспечить, кроме шести опорных точек, плотное и непрерывное соприкосновение соответствующих поверхностей деталей с опорными точками при помощи прижимов, которые и образуют двусторонние удерживающие связи. Совокупность установочной, направляющей и опорной баз образуют систему координат (комплект баз) призматической детали. Общие понятия и основные, положения теории базирования, определенные ГОСТ 21495необходимо применять при разработке схем базирования сварных узлов.

Правильное базирование обеспечивает наивысшую фактическую точность взаимного расположения деталей и выполнения размеров, заданных в конструкции.

Для повышения точности и надежности ориентации кабины трактора при выборе базы в качестве установочной принималась поверхность с наибольшими размерами, позволяющими расположить три условные опорные точки достаточно далеко друг от друга, в качестве направляющей базы с той же целью принята самая длинная поверхность.

Схема базирования кабины представлена на листе КТ 044/06.04.00.000 ДП

3.2 Выбор и обоснование типа установочных и прижимных элементов

В общем случае сборочно-сварочное приспособление состоит из основания, фиксирующих или установочных элементов, прижимов, поворотных устройств, вспомогательных деталей и устройств.

Основание представляет собой элемент, объединяющий в одну конструкцию все части приспособления. Основание должно обладать жесткостью и прочностью, обеспечить точность расположения деталей. Основания изготавливают различными способами: сварочно-литые, сварочно-штампованные, сварочно-кованные. При проектировании сварочных оснований придерживаются правил. Необходимо чтобы:

свариваемые детали имели одинаковую толщину;

одним швом соединялись не более двух деталей;

расположение швов создавало минимальную деформацию основания;

обеспечивалось симметричное расположение ребер, усиливающих основание приспособления, а их приварка проводилась с двух сторон.

При конструировании литых оснований необходимо избегать острых углов и резких переходов. Основания поворотных приспособлений должны иметь полки или фланцы с отверстиями для крепления к планшайбам кантователей, вращателей или кондукторов.

Установочные элементы (опоры, упоры, пальцы, штыри, призмы и др.) обеспечивают правильную установку деталей узла в сборочных приспособлениях. Требования, предъявляемые установочным элементам:

1) обеспечение требуемой точности;

2) возможность удобной установки и сварки деталей;

3) обеспечение необходимой прочности и жесткости, предотвращающей деформацию изделия;

4) возможность свободного съема изделия.

Опоры бывают основные и вспомогательные. Основные опоры определяют положение в пространстве, лишая степеней свободы; они жестко закрепляются в приспособлении запрессовкой или сваркой. Вспомогательные опоры предназначены для придания детали дополнительной жесткости и устойчивости. Чаще всего опоры изготавливают в виде штырей с плоской, сферической, насеченной головкой или в виде опорных пластин. Опорные пластины с косыми пазами и закрепляются на вертикальных стенках. Выбор типа и размеров форм зависит от размеров и состояния базовых поверхностей деталей.

Упоры предназначены для фиксирования деталей по боковым поверхностям. Они бывают постоянные, съемные, откидные, отводные, поворотные. Упоры приваривают к основаниям, приспособлениям или привинчивают с фиксацией штифтами. Для фиксации деталей по двум плоскостям служат угловые упоры.

После определения схемы базирования, выбора опор и установочных устройств, а также их расположения на корпусе приспособления необходимо выбрать схему закрепления заготовки и конструкцию зажимного устройства, исходя из следующих требований: в процессе закрепления силы зажима не должны сдвигать заготовку и нарушать ее положение, полученное при базировании; силы зажима должны быть достаточными, чтобы не допустить смещение заготовки. Силы зажима не должны деформировать заготовку; зажимные устройства должны быть надежными и безопасными в роботе, простыми по конструкции и удобными в управлении; конструкция зажимных устройств должна обеспечить их быстродействие, равномерное закрепление заготовок и самоторможение; места приложения сил закрепления, как правило, должно выбираться напротив опорных элементов приспособления.

Кроме того, необходимо учитывать серийность и условия производства, оптимальность расхода металла экономические вопросы проектирования и изготовления приспособлений.

Исходя из выше перечисленных требований в данном дипломном проекте экономически целесообразно применение пневматических зажимных устройств. Они отличаются быстротой действия, имеют постоянную силу зажима (но допускают возможность регулирования), просты по конструкции и в эксплуатации, предусматривают дистанционное управление. Устройства состоят из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и воздухопроводов. В качестве пневмодвигателей используют поршневые пневмоцилиндры и мембранные камеры [22].

Пневматические приводы в виде поршневых цилиндров получили наибольшее распространение в практике сварочного производства. Основным недостатком данных приводов является то, что в пневмоцилиндрах рабочим агентом служит воздух, обладающий очень высокой упругостью и сжимаемостью. Сжатый воздух вследствие своей упругости работает в пневмоцилиндре как пружина. Поэтому при большом ходе поршня и переменной нагрузке штока пневмоцилидры работают с ударами и рывками, даже при наличии демпфирующих устройств. Такая неравномерная работа цилиндров с ускоренным движением поршня создает добавочную динамическую нагрузку на все связанные с цилиндром механизмы и опорные конструкции. Однако этот недостаток не относится к механизмам с коротким ходом рабочих органов. Благодаря малому пути движения рабочих органов, в кондукторе не могут образоваться сколько-нибудь значительные инерционные усилия, способные создать неблагоприятную динамическую нагрузку на механизмы.

3.3 Разработка принципиальной схемы приспособлений

Проектирование приспособления начинается с разработки принципиальной схемы приспособления. Принципиальная схема приспособления представляет собой чертеж сварного соединения, на котором в виде условных обозначений указаны места и способы фиксирования и закрепления деталей, а также упрощенно указаны способы поворота, установки, съема и др. Детали механизма приспособления изображаются условно. На схеме указываются только те размеры приспособления, которые необходимо соблюдать особенно точно.

По ГОСТ 3.1107-81 установлены условные графические обозначения опор и установочных устройств приспособлений, которые применяют в технологической документации, в технических заданиях на проектирование приспособлений и на различных схемах. Условные обозначения опор приведены в таблице 3.3.1 [9].

Таблица 3.3.1 - Обозначение опор

Опора

Обозначение опор на видах

Спереди, сзади

сверху

снизу

Неподвижная

Подвижная

Плавающая

Регулируемая

Описание главного кондуктора сборки-сварки кабины трактора

Общая сборка-сварка кабины трактора осуществляется в специально спроектированном кондукторе (см. лист КТ 044/06.05.00.000 ВО). Его основными элементами являются: передвижной механизм, ворота (правые и левые) и т.д. (см. приложение, спецификация на главный кондуктор).

Кондуктор спроектирован таким образом, что позволяет надежно закрепить сборочные единицы и детали кабины в положение удобное для сварки с одной их установки при этом выдерживаются все размеры и формируется заданная геометрическая форма кабины.

Ворота, рычаги, стойки, кронштейны и др. элементы кондуктора расположены так, чтобы не препятствовать доступу рабочего инструмента сварочного робота к месту нанесения сварных швов.

Перемещение ворот кондуктора, зажим элементов кабины осуществляется при помощи пневмоцилиндров.

Порядок установки сборочных единиц и деталей кабины в главный кондуктор представлен на листе.

3.4 Расчет усилий прижатия и конструктивных параметров прижимных устройств

Традиционно расчет усилия прижатия проводится с целью создания компенсации действия усадочной силы, сварочных деформаций и предания неподвижности изделия при воздействии на него внешних сил. Как правило, усилие прижатия принимается на (20-30)% больше действия внешней нагрузки. В данном случае усадочная сила и сварочные деформации очень малы и поэтому при расчете усилия прижатия следует ориентироваться на внешнее силовое воздействие.

Внешним воздействием, в данном случае, является действие снимающего усилия клещей, которое при неправильной их ориентации в зоне сварки может вызвать смещение деталей.

Усилие создаваемое пневмоцилиндром [22]

, (3.4 1)

гдеFП - усилие прижатия;

лП - плечо рычага прижима, лП = 0,45 м;

лЦ - плечо рычага у пневмоцилиндра, лЦ = 0,32 м.

Н.

Зная усилие создаваемое пневмоцилиндром можно определить диаметр поршня и внутренний диаметр цилиндра. Площадь поршня пневмоцилиндра [22]

, (3.4 2)

где FЦ - усилие пневмоцилиндра, Н;

P - давление пневмосети, P = 6Ч105 Па.

Диаметр поршня пневмоцилиндра

Ш100 мм - требуемый диаметр поршня пневмоцилиндра.

Аналогичным образом рассчитываем конструктивные размеры всех пневмоцилиндров. Принимая в расчет количество цилиндров необходимо разделить на них усилие прижатия и включить в цепь пневморедуктор, для экономии энергозатрат на сжатый воздух.

4. Обеспечение качества выпускаемой продукции

4.1 Обоснование уровня качества и норм дефектности

При сварке кабины трактора могут возникать следующие дефекты: поры, непровар, прожог, подрез, шлаковые включения.

Порами называют заполненные газом полости в швах, имеющие округлую, вытянутую или более сложную форму. Они возникают при первичной кристаллизации металла сварочной ванны в результате выделения газов. Поры располагаются по оси шва или по его сечению, а также вблизи от границы сплавления. При дуговой сварке поры выходят или не выходят на поверхность шва, располагаются цепочкой по оси шва или отдельными группами. Поры выходящие на поверхность шва иногда называют свищами [12].

Непроваром называют местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом. Место непровара в большинстве случаев заполнено шлаком, который благодаря жидкотекучести и более низкой температуре плавления заполняет при образовании непровара несплошность.

Непровар уменьшает сечение шва и вызывает значительную концентрацию напряжения, что иногда может привести к образованию трещины. Непровар по толщине свариваемого металла может быть вызван неправильным выбором режима сварки, не предусматривающим достаточный запас глубины проплавления или нарушением режима сварки в процессе выполнения данного шва. Причиной непровара может также служить недостаточно точное направление сварочной горелки по месту сопряжения кромок.

Подрезом называют местное уменьшение толщины основного металла у границы шва. Подрез приводит к резкой концентрации напряжения в тех случаях, когда он расположен перпендикулярно к направлению главных напряжений, действующих на сварное соединение. Для конструкций работающих при вибрационных нагрузках, подрез существенно снижает прочность сварных соединений. Наиболее часто подрезы возникают при сварке угловых швов и первых слоев многослойных стыковых швов.

В большинстве случаев подрез является следствием излишне высокого напряжения дуги или недостаточно точного ведения сварочной горелки по оси соединения.

Наплывом называют натекание металла шва на поверхность основного металла без сплавления с ним. Наплывы возникают преимущественно при сварке однослойных стыковых швов без разделки кромок и при сварке угловых швов наклонным электродом или с оплавлением кромки. Наплывы возникают при неправильном выборе режима сварки или наличии на свариваемых кромках толстого слоя окалины. Для предупреждения образования наплыва следует увеличить ширину шва, повысив напряжение дуги, или уменьшить количество металла, образующего усиление. Это достигается путем размещения металла в зазоре между свариваемыми кромками или в разделке.

Прожогами называют полости в шве, образовавшиеся в результате вытекания сварочной ванны.

Прожоги возникают при избыточной силе тока, увеличения зазора между свариваемыми кромками, изменения положения (наклона) сварочной горелки или изделия. Прожоги обнаруживаются при внешнем осмотре. Это недопустимый дефект сварного соединения. Места прожогов должны быть зачищены и заварены заново.

Шлаковыми включениями называют видимые невооруженным глазом округлые или вытянутые включения шлака, расположенные в металле шва как у границы сплавления, так и между отдельными слоями или в вершине провара.

Шлаковые включения обычно образуются в результате заполнения сварочным шлаком несплошностей, возникающих при непроварах или подрезах.

4.2 Выбор и технико-экономическое обоснование методов контроля, технологических процессов и качества изготовления изделия

Визуальный контроль сварных швов осуществляется в соотвествии с ГОСТом 3242-69 по всей их протяженности с двух сторон, за исключением мест, недоступных для осмотра. При визуальным контроле сварные швы должны иметь плавные переходы к основному металлу и мелко чешуйчатую поверхность без наплывов или перерывов.

Недопустимы швы, имеющие трещины независимо от вида, направления и размеров, не заваренные кратеры, сквозные прожоги, поры диаметром более 2 мм. На 1 м длинны допускается не более 4 пор при расстоянии между ними не менее 10 мм если диаметр поры не превышает 1 мм, и не менее 25 мм при диаметре пор 2 мм.

Обнаруженные при визуальном контроле наплывы швов удаляют, перерывы и кратеры заваривают, участки швов с трещинами и порами с размерами и количеством выше допускаемой величины выплавляют или вырубают с последующей заваркой.

Подрезы основного металла по глубине допустимы без исправления, не более 0,5 мм при толщине стали до 10 мм и не более 1 мм при толщине стали выше 10 мм. Подрезы большой глубины завариваются тонким швом, который затем зачищается абразивным кругом для обеспечения плавного перехода от наплавленного металла к основному.

4.3 Выбор аппаратуры для контроля

Для контроля геометрии кабины трактора в связи с высокими требованиями к их точности, большой партии изделий применяется координатно-измерительный манипулятор (далее КИМ) типа “рука" совместно с специально разработанным программным обеспечение. Принцип действия координатно-измерительного манипулятора заключается в том, что мы подводим его к контролируемым точкам кабины в результате чего мы получаем точные координаты кабины в системе координат КИМа [33].

Задача геометрического контроля решается нами в следующей постановке: в компьютере имеется геометрическая модель изделия и результаты его обмера на КИМ. Нужно определить отклонения измеренных точек кабины от его геометрической модели и вывести результаты контроля в удобном для дальнейшей работы виде.

Один из главных вопросов в этой задаче - это совмещение системы координат изделия на КИМ с системой координат его геометрической модели. Современная компьютерная графика и вычислительная математика позволяют произвести совмещение систем координат компьютерными методами без использования специальных привязочных точек.

В качестве программного обеспечения используется система геометрического контроля СПОС-ГеоКон. Система СПОП-ГеоКон предназначена для геометрического контроля изделий сложной формы. Она позволяет определить отклонения результатов обмера изделия координатно-измерительным манипулятором (КИМ) от его геометрической модели в компьютере.

В системе геометрического контроля СПОП-ГеоКон для представления геометрических моделей применен формат STL. Он очень простой, так как в нем геометрические модели представлены многогранниками с плоскими треугольными элементами. Применение формата STL исключает возможность потери или существенного искажения геометрической информации. Поэтому в системе геометрического контроля СПОП-ГеоКон нет CAD - подсистемы. Это сильно упрощает работу метролога - контроль изделий сложной формы становится почти таким же простым, так контроль линейных размеров.

Принцип работы системы заключается в следующем. Для сравнения точек измерения с геометрической моделью необходимо совместить их в пространстве. Совмещение систем координат производится в два этапа. На первом этапе оператор грубо совмещает геометрическую модель изделия и точки измерений. Для этого используются операции переноса и поворота геометрической модели с помощью мыши. При этом можно установить вид, наиболее удобный для данной операции.

Затем запускается процедура точного совмещения, минимизирующая функцию отклонения. После совмещения модели и точек измерения определяются вектора отклонения в точках. Результаты могут быть представлены в виде отчета, удобного для анализа. На рисунке 4.3.1 показан пример предоставления результатов измерения в виде диаграммы отклонений.

Рисунок 4.3.1 - Диаграмма отклонений

Основные преимущества системы СПОП-ГеоКон:

это самая недорогая из всех систем, работающих с геометрическими моделями.

это самая быстрая в освоении система геометрического контроля сложных форм, так как в ней нет CAD-подсистемы.

это самая простая в работе система геометрического контроля, так как совмещение координат точек обмера и геометрической модели производится средствами экранной графики и компьютерной математики.

Основные преимущества координатно-измерительного манипулятора заключаются в том, что он позволяет значительно сократить время контроля, повысить точность измерений, является портативным (переносным), что дает возможность его использования не только для контроля кабины, но и контроля других изделий.

Контроль качества кабины трактора является многостадийной операцией, которая начинается с контроля качества заготовительных и сборочных работ и заканчивается контролем сварных швов на готовом изделии.

Качество подготовки и сборки заготовок под сварку, качество выполненных швов в процессе сварки и качество готовых сварных швов проверяют внешним осмотром. Обычно внешним осмотром контролируют все сварные изделия независимо от применения других видов контроля. Внешний контроль во многих случаях достаточно информативен, это наиболее дешевый и оперативный метод контроля.

Внешнему осмотру подвергают материал, который может браковаться при наличии вмятин, заусенцев, окалины, окислов, ржавчины и т.п. Определяем качество подготовки кромок под сварку и сборку заготовок, их чистоту, соответствие зазоров допускаемым значениям, правильность их разделки и т.п. Строгий контроль заготовок и сборки во многом обеспечивает высокое качество сварки кабины трактора.

Наблюдение за процессом сварки позволяет вовремя предотвратить появление дефектов. Визуально контролируется режим сварки, газовая защита дуги, правильность наложения валиков в многослойных швах и т.д.

Осмотр готовых изделий проводится лупой или без нее на наличие трещин, подрезов, свищей, прожогов, натеков, непровара корня шва и кромок. При осмотре определяются дефекты в форме швов, распределение чешуек, характер распределения металла в усилении шва, величину мениска, проплава и т.п. Внешний вид поверхности шва характерен для каждого способа сварки, а также для пространственного положения, в котором производится сварка. Неравномерность, чешуйчатость, разная ширина и высота шва указывают на колебания мощности дуги, частые ее обрывы и устойчивость горения.

При сварке в защитных газах внешняя поверхность швов должна быть гладкая, блестящая, без чешуек и иметь вид полоски расплавленного металла.

Для визуального метода контроля используется следующая аппаратура:

шаблоны УШС3;

угольник УШ-2-25 ГОСТ 3749-77;

линейка ШД-1-630 ГОСТ 8026-75.

4.4 Разработка технологии контроля

Контроль качества продукции согласно ГОСТ 15467-79 определяется как проверка соответствия показателей качества продукции установочным требованиям. При этом на всех стадиях технологии изготовления изделия необходима проверка качества самих контрольных операций: метрологическая проверка приборов, контроль соблюдения режимов, квалификации и состояния операторов и т.п.

Высокое качество соединений зависит в первую очередь от уровня и состояния технологического процесса производства. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и к оперативной корректировке технологии. Основное воздействие контроль оказывает именно на технологию производства, обеспечивая за счет оперативной обратной связи предупреждение дефектов и брака продукции.

Контроль качества сварочных работ начинается ещё до того, как сварщик приступит к сварке изделия. При этом проверяют качество основного металла, сварочных материалов, заготовок, поступающих на сборку, состояние сварочной аппаратуры и качество сборки, а также квалификацию сварщиков. Все эти мероприятия носят названия предварительного контроля.

В процессе сварки проверяют внешний вид шва, его геометрические размеры, производят обмер изделия, осуществляют постоянное наблюдение за исправностью сварочной аппаратуры, за выполнением технологического процесса. Указание операции составляют текущий контроль.

Последней контрольной операцией является проверка качества сварки осмотром в соответствии с требованиями СТБ 1133-98.

5. Расчет участка

5.1 расчет количества оборудования и рабочих мест

Годовая производственная программа запуска определяется исходя из годовой программы выпуска с учетом величины технически неизбежного брака.

, (5.1.1)

где Ср - расчетное количество оборудования;

tштi - норма времени по i-ой операции;

А - программа выпуска, шт;

- годовой действительный фонд времени работы оборудования, ч;

Кн - коэффициент выполнения норм (Кн=1,05-1,1).

При этом

, (5.1.2)

где Дп, Дс - количество рабочих дней в году соответственно с полной продолжительностью и сокращенных; n - количество рабочих смен в сутки; Кп - коэффициент, учитывающий время пребывания оборудования в ремонте (Кп=0,92-0,96).

Ф= (8·251+7·3) ·1·0,92=3922,56 ч

Пример расчета для проектируемого варианта:

1. Сборка - сварка пола.

Cp = 7,8·7500/ (3922,56·60·1,1) = 0,23;

Спр = 1.

2 Сборка - сварка стенки передней

Cp = 10,78·7500/ (3922,56·60·1,1) = 0,31;

Спр = 1

1. Сборка - сварка стенки задней.

Cp = 8,14·7500/ (3922,56·60·1,1) = 0,23;

Спр = 1.

1. Сборка - сварка боковины левой.

Cp = 23·7500/ (3922,56·60·1,1) = 0,66;

Спр = 1.

1. Сборка - сварка правой.

Cp = 23·7500/ (3922,56·60·1,1) = 0,66;

Спр = 1.

1. Сборка - сварка кабины трактора.

Cp = 35,44·7500/ (3922,56·60·1,1) = 1,03;

Принимая во внимание то что допустима перегрузка оборудования до 5% принимаем количество оборудования для сборки и сварки кабины равным: Спр = 1.

Исходя из этого, определяем коэффициент загрузки оборудования.

КЗ = аРпр, (5.1.3)

где КЗ - коэффициент загрузки оборудования;

апр - принятое количество оборудования.

Операция сборки и сварки пола:

КЗ. пр = 0,23/1 = 0,23;

операция сборки и сварки стенки передней:

КЗ. пр = 0,311 = 0,31;

операция сборки и сварки стенки задней:

КЗ. пр = 0,21/1 = 0,23;

операция сборки и сварки боковин:

КЗ. пр = 0,51/1 = 0,66.

операция сборки и сварки кабины трактора:

КЗ. пр = 1,003/1 = 1,003.

Таблица 5.1.1 - Данные расчетов для базового и проектного вариантов

Операция сборки и сварки

Вариант расчета

Модель оборудова-

ния

Коэффициент загрузки

1

2

3

4

пола

Проектный

Magster 351W

А 825М

0,23

стенки передней

Проектный

Magster 351W

А 825М

0,31

стенки задней

Проектный

Magster 351W

А 825М

0,23

Боковины левой

Проектный

Magster 351W

А 825М

0, 66

Боковины правой

Проектный

Magster 351W

А 825М

0.66

Кабины трактора

Проектный

Kuka KP30L

1,03

5.2 Расчет количества рабочих, служащих, ИТР

Численность основных рабочих, занятых непосредственно выполнением технологических операций, определяется по формуле:

, (5.2.1)

где Тгi - годовая трудоемкость на i-ой операции, н-ч;

- годовой действительный фонд времени работы одного рабочего, ч;

Кв - коэффициент выполнения норм выработки (Кв=1,1-1,15).

При этом Тгi равна:

, (5.2.2)

где tштi - норма времени на i-ой операции, мин;

А - программа выпуска, шт.

Годовой фонд времени работы рабочего определяется по формуле:

, (5.2.3)

где Дп, Дс - количество рабочих дней в году соответственно с полной продолжительностью и сокращенных;

Кнев - коэффициент невыходов по уважительным причинам (Кнев=0,88).

Ф= (8·251+7·3) ·0,88=1797,84 ч

Пример расчета для проектируемого варианта:

1. Сборка - сварка пола.

Тгi= (7,8·7500) /60=975 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =0,47

Принимаем Чо=1

2 Сборка - сварка стенки передней

Тгi= (10,78·7500) /60=1347,5 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =0,65

Принимаем Чо=1

3. Сборка - сварка стенки задней.

Тгi= (8,14·7500) /60=1017,5 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =0,49

Принимаем Чо=1

4. Сборка - сварка боковины левой.

Тгi= (23·7500) /60=2875 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =1,39

Учитывая совмещение профессий принимаем Чо=1

5. Сборка - сварка правой.

Тгi= (23·7500) /60=2875 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =1,39

Учитывая совмещение профессий принимаем Чо=1

6. Сборка - сварка кабины трактора.

Тгi= (35,44·7500) /60=4430 н-ч

Чо=1907,5/ (1797,84·1,15) =2,14

Учитывая, что для работы робота достаточно 1 рабочего принимаем Чо=1.

Расчет численности основных рабочих сводим в таблицу 5.2.1

Таблица 5.2.1-Численность основных рабочих

Операция по узлу

Годовая

трудоемкость, ч

Количество

станков на

операции, шт

Численность основных

рабочих, чел

расчетное

принятое

1

2

3

4

5

Продолжение таблицы 5.2.1

1

2

3

4

5

Сборка - сварка пола

975

1

0,47

1

Сборка-сварка стенки передней

1347,5

1

0,65

1

Сборка-сварка стенки задней

1017,5

1

0,49

1

Сборка-сварка боковины левой

2875

1

1,39

1

Сборка-сварка боковины правой

2875

1

1,39

1

Сборка-сварка кабины

4430

1

2,14

1

Всего

13520

6

6,53

6

В базовом варианте численность рабочих больше чем численность оборудования в виду того, что необходим рабочий для ускорения сборки и сварки кабины трактора в главном кондукторе.

Численность вспомогательных рабочих принимаем в размере 15-20% от численности основных рабочих.

Расчет численности вспомогательных рабочих сводим в таблицу 5.2.2

Таблица 5.2.2 - Расчет численности вспомогательных рабочих.

Наименование профес-

сии

Разряд

рабочего

Норма

обслуживания

Ед.

Численность вспомогательных

рабочих, чел

расчетное

принятое

Наладчик оборудования для автоматической и полуавтоматической сварки

4

10

1,2

1

Контролер сварочных

работ

4

40

1

Итого по участку

1,2

2

Численность служащих принимаем в процентном отношении от общего числа рабочих 7-8%.

Тогда численность служащих для базового варианта Чсл=0,08·10=0,8, принимаем Чсл=1 - техник технолог.

Для проектируемого варианта численность служащих: Чсл=0,08·4=0,32, принимаем Чсл=1 - техник технолог.

5.3 Расчет грузопотока и выбор транспортных средств

Прежде всего, для выяснения условий работы проектируемого транспорта в соответствии с разработанным ранее производственным процессом и его планировкой рассчитывают грузопоток.

Грузопоток определяется по формуле

Г = m·П, (5.3.1)

где m - масса одного изделия, кг;

П - производственная программа, шт.

Г = 260·7500 = 1950000 кг/год.

Для проектируемого участка выбираем транспортные средства относящиеся к группе периодически действующих, а именно кран консольный.

5.4 Расчет площадей участка

Площадь производственных помещений определяется по формуле

Пу = ар·КD·По, (5.4.1)

где аР - принятое количество оборудования, шт.;

КD - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;

По - площадь, занимаемая оборудованием, м2.

Для проектного варианта

Пу = 365 м2.

Площадь вспомогательных помещений составляет 15-20% от производственной площади.

ПВП = Пу·0,15, (5.4.2)

где ПУ - площадь производственных помещений, м2.

Для проектного варианта

ПВП = 0,15·365 = 54,8 м2.

Площадь бытовых и конторских помещений принимаем равной 10-20% от площади производственных помещений

Для проектного варианта

ПБК = 0,1·365 = 36,5 м2.

Общая площадь участка определяется

П = Пу + ПВП + ПБК. (5.4.3)

Для проектного варианта

П = 365 + 54,8 +36,5 = 456,3 м2.

5.5 Планировка участка

Исходными данными для разработки планировки является принятое по расчету количество оборудования, рабочих мест, оснастки, сборочно-сварочных приспособлений.

От правильного и рационального расположения оборудования в значительной степени зависит длительность производственного цикла и многие другие технологические показатели.

Также большое значение имеют стоимостные показатели, так как арендная плата за производственные площади, плата за отопление, освещение оказывает существенное значение на стоимость продукции.

Расстояние между оборудованием, складскими местами и элементами здания, принимаем по материалам норм технологического проектирования.

Учитывая все вышесказанное, выполнена планировка участка, которая представлена на листе 9 графической части проекта.

Расстановка оборудования и пространственная планировка участка соответствует минимуму производственных площадей и максимуму загрузки.

План участка с расположением оборудования показан на листе графической части КТ 044/06 06.00.00 ДП

6. Мероприятия по экономии энергетических ресурсов

6.1 Расчет освещения

Потребность в осветительной электроэнергии определяется по формуле:

Сэ. осв = 15·Sоб·Фосв·Кд / 1000, (6.1.1)

где 15 - среднегодовой расход электроэнергии Вт·ч на 1м2 площади;

Sоб - площадь участка, м2;

Фосв - число часов освещения в год;

Кд - коэффициент, учитывающий дополнительное освещение в пасмурные дни.

Определяем расход электроэнергии на освещение в проектируемом варианте

Сэ. осв = 15·456,3·1200·1,05/1000 = 8624,07 кВт.

6.2 Расчет потребности в силовой электроэнергии

Потребность в силовой электроэнергии определяется по формуле:

Сэм= Руст·Ф·Кз·Ксп·Кп, (6.2.1)

где Руст - суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;

- годовой действительный фонд времени работы оборудования, ч;

Кз - коэффициент загрузки оборудования;

Ксп - коэффициент, учитывающий неодновременность работы оборудования (Ксп=0,6-0,7);

Кп - коэффициент, учитывающий потери энергии в сети (Кп=1,03-1,05);

Сэм = 0.25·3922,56·0.23·0,6·1,05+0.25·3922,56·0.31·0,6·1,05+

+0.25·3922,56·0.23·0,6·1,05+0.25·3922,56·0.66·0,6·1,05+

+0.25·3922,56·0.66·0,6·1,05+1,75·3922,56·0,61·0,6·1,05·0,15321 =

= 5745,51, кВт

6.3 Расчет отопления и вентиляции

Расчет теплоэнергии на отопление определяем по формуле:

Qот = R·n·К·V· (tвн - tн. ср) ·Тот / 106 (6.3.1)

где R - удельная тепловая характеристика здания для отопления,

ккал/ (м3час·С);

n - коэффициент, учитывающий расход тепла на подогрев наружного воз

духа, поступающего в здание путем инфильтрации через неплотности в ограждениях;

К - поправочный коэффициент, учитывающий изменение температуры;

tвн - средняя внутренняя температура воздуха в здании, °С;

tн. ср - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С

V - объем здания, м3;

Тот - продолжительность отопительного периода, час.

Qотб = (0,45·1,1·1,08·5500· (16+15) ·4320) /10 =39,38 Гкал.

Qотп = (0,45·1,1·1,08·4563· (16+15) ·4320) /10 =32,67 Гкал

Расход тепла на вентиляцию определяем по формуле:

Qв = qв·V· (tвн - tнв) ·Тв /106 (6.3.2)

где qв - удельная тепловая характеристика для вентиляции;

tвн - температура воздуха в цеху, °С;

tнв - расчетная зимняя температура наружного воздуха для вентиляции,°С;

Тв - продолжительность работы вентиляционной системы, час.

п = 0,4·4563· (16+11) ·2400/106 = 11,83 Гкал.

6.4 Водоснабжение и канализация

Вода на участке расходуется на бытовые нужды. Расчет водоснабжения производится на основании следующих данных: для хозяйственно - санитарных нужд - 25л на каждого работающего в смену, для душевых - 40л на работающего в смену.

Рх. сп = 25·9·251/1000 = 45,18 м3

Рдушп. =40·9·251/1000 = 90,36 м3

Расход теплоэнергии на горячее водоснабжение определяем по формуле:

Qгор = а· (tr. в - tх. в) ·Тr. в / 106 (6.4.1)

где а - расход горячей воды в душевых, л/час;

tr. в - расчетная температура горячей воды - 65°С;

tх. в - температура холодной воды зимой - +5°, летом - +15°;

Тr. в - время работы системы горячего водоснабжения - 8400 часов.

Qгорп=90,36· (65 - 10) ·8400/10= 4,17 Гкал

6.5 Расчет потребного количества газов

Потребность в сжатом воздухе определяют по формуле:

Ссв =1,5·Нр·Спсв·Фд·Кз, (6.5.1)

где 1,5 - коэффициент, учитывающий потери в сети;

Нр - норма расхода сжатого воздуха, ;

Кз - коэффициент загрузки оборудования;

Спсв - количество станков с пневматическими приспособлениями.

Ссв=1,5·1,·1·3922,56·0,23+1,5·1,3·1·3922,56·0,66+1,5·1,3·1·3922,56·0,66+

+1,5·1,3·1·3922,56·1,03 = 20785 м3

7. Безопасность и экологичность проекта

7.1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов в проектируемом объекте

Организация охраны труда на производстве - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Общие требования безопасности при проведении сварочных работ регламентируются по ГОСТ12.3 003-86 “Работы электросварочные. Требования безопасности”, а также ГОСТ12.1 004-85 ССБТ “Взрывоопасность. Общие требования”, ГОСТ12.3 002-75 “Процессы производственные. Общие требования безопасности". Перечень и характер действия различных видов опасностей устанавливается ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ “Опасные и вредные факторы".

Опасный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к травме.

Вредный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к заболеванию.

Развитие техники позволяет освободить человека от физической нагрузки, перекладывая ее на машину, но одновременно в связи с применением различных видов энергии, синтетических материалов, а также с повышенными скоростями и мощностью возникают вредные и опасные производственные факторы. Поэтому проблемные вопросы охраны труда не снижаются, а приобретают актуальное значение.

На участке сборки-сварки кабины для осуществления технологического процесса используются как сварочные полуавтоматы, так и РТК.

Спроектированный РТК эксплуатируется оператором и вспомогательным рабочим, в функции которых входит:

1) непосредственное управление роботом при помощи задающего устройства;

2) визуальный контроль отработки роботом управляющих воздействий;

3) смена рабочего органа робота;

4) проведение ремонтно-профилактических работ;

5) регулярный осмотр робота.

6) загрузка деталей в кондуктор, выгрузка и перемещение кабины на следующую операцию.

В процессе выполнения проведенных выше работ и осуществления технологического процесса в целом рабочим сопутствуют следующие опасные и вредные ыакторы:

Газы и пыль, выделяющиеся при технологическом процессе.

При сварке конструкции "Кабина трактора" применяется дуговая сварка в смесях газов. При автоматической сварке плавящимся электродом в смесях газов (Ar+CO2+O2) на 1 кг. наплавленного металла выделяется в среднем 0,2 - 1,8 г. окислов марганца, 0,02 - 2 г. окислов хрома, 0,1 - 0,5 г. окислов никеля, 2,7 г. окиси углерода, 0,062 г. окислов азота.

По существующим нормам ГОСТ12.1 005-88 предельная допустимая концентрация (ПДК) веществ в рабочей зоне не должна превышать следующих значений:

1) оксидов марганца - 0,2 мг/м3;

2) оксидов хрома - 1 мг/м3;

3) оксидов никеля - 0,05 мг/м3;

4) оксида углерода - 20 мг/м3;

5) оксидов азота - 5 мг/м3.

Пыль также оказывает вредное воздействие на дыхательные пути и легкие. При длительном нахождении человека в запылённом помещении возможны серьезные поражения лёгких. Когда пыль проникает глубоко в легкие - это может привести к развитию пневмоколиоза - заболевание, при котором происходит замещение легочной ткани соединительной тканью.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1-й - чрезвычайно опасные, 2-й - высоко опасные, 3-й - умеренно опасные, 4-й - малоопасные.

Выделяющиеся при работе в рабочей зоне вредные вещества в соответствии с ГОСТ 12.1 005.88. относятся к следующим классам опасности: оксид марганца - 2; оксид хрома - 3; оксид никеля - 1; оксид углерода - 4; оксид азота - 3.

Шум и вибрация

Во время работы оборудования на участке неизбежно возникают шумы, вибрации, выделяется тепло от электродвигателей и т.д., которые неблагоприятно сказываются на работоспособности и здоровье обслуживающего персонала. Вредное воздействие шума на организм может проявляться как в виде специфического поражения организмов слуха, так и в виде нарушений других органов и систем, в первую очередь центральной нервной системы. Для защиты органов слуха от шума рекомендуется пользоваться индивидуальными средствами защиты - противошумными наушниками или вкладышами (ГОСТ 15762-70).

Так, при эксплуатации РТК возникает шум от трущихся деталей конструкции робота, привода, роботизированного оборудования и т.д. Уровень шума на РТК не превышает эквивалентный уровень звука равный 80дБ согласно ГОСТ 12.1 003-83.

Основными параметрами характеризующими вибрацию явл: частота (Гц), амплитуда (А), виброскорость (м/с) и виброускорение (м/с2).

Воздействие вибраций при значительных параметров виброскорости и виброускорения приводит к виброболезни, которая проявляется в виде головных болей и головокружения, бессонницы, нарушением работы отдельных органов, расстройстве нервной и сердечно-сосудистой систем человека [17].

Ультразвук и инфразвук

По своей физической форме слышимый звук и ультразвук ни чем не отличаются. Резкого перехода от слышимого звука к ультразвуку нет. Ультразвук - колебания с частотой более 20000 Гц.

Систематическое воздействие ультразвуков больших уровней 100-120дБ вызывает быструю утомляемость, боль в ушах, головную боль.

Инфразвук - колебания с частотой менее 20000 Гц. Источниками инфразвука являются крупногабаритные машины и механизмы.

Длительное воздействие инфразвука на человека приводит к утомляемости, головокружению, нарушению сна. Колебания звукового давления больше 120-130 дБ в диапазоне частот от 2 до 10 Гц может привести к резонансным явлениям в организме [17].

Электромагнитное излучение

Воздействие электромагнитного излучения на человека зависит от напряженностей электрического и магнитных полей, потока энергии, частоты колебаний, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Электромагнитное излучение вызывает нагрев тканей человека. Избыточная теплота отводится от тела до известного предела, который называется тепловым порогом. Организм не справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела повышается, что приносит вред здоровью. Наиболее интенсивно электромагнитное излучение воздействует на органы с большим содержанием воды. Перегрев также вреден для глаз, мозга, почек, желудка, желчного пузыря [17].

Воздействие электрического тока

Электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое действие. При протекании электрического тока через тело человека может возникнуть опасность поражения его отдельных органов или организма в целом. Основными видами поражения являются: ожоги электрической дугой; так называемый удар при прикосновении к токоведущим частям; разрыв тканей и др. [17].

Другие вредные и опасные производственные факторы

В результате статических нагрузок на руку возможно заболевание нервно-мышечного аппарата плечевого пояса, а также усталость.

При сварке происходит разбрызгивание расплавленного металла, которые создают возможность ожогов открытых частей тела рабочего и поражения глаз, а также повышается возможность пожара.

В процессе сварки используется большое количество баллонов и систем, работающих под давлением. При организации рабочего процесса ряда устройств и установок, важным, с точки зрения безопасности, является принцип герметичности. [17]


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.