Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Характеристики виробу, матеріалу та технологія зварювання

1.1 Характеристика виробу та матеріалу та режими зварювання

1.2 Характеристика способу зварювання

1.3 Розрахунок параметрів режиму зварювання безперервним оплавленням

1.4 Розрахунок вихідних даних для технічного завдання на проектування машини

2. Технічне завдання на проектування

3. Обґрунтування структури установки та конструкція основних її вузлів та пристроїв

3.1 Конструкція основних вузлів та пристроїв установки

3.2 Розрахунок вторинного контуру зварювальної машини

3.3 Розрахунок однофазного зварювального трансформатора змінного струму для контактної машини

4. Електрична схема машини

4.1 Розробка функціональної схеми установки

4.2 Циклограма роботи елементів установки

4.3 Опис складу і порядку роботи електричної частини установки

5. Порядок роботи оператора установки

Список літератури

Вступ

Диплом присвячено розробці установки для контактного стикового зварювання безперервним оплавленням стрічкових пилок.

Матеріал, з якого виготовляються пилки - сталь 65Г. Вона може бути з'єднана широкою гамою способів зварювання плавленням та тиском.

Однак зварювання плавленням потребує застосування додаткових витратних матеріалів, а характеристики зварного з'єднання різняться від ланки до ланки.

При зварюванні безперервним оплавленням в межах партії однотипних виробів якість з'єднань стабільна за умови, що параметри режиму були витримані у певних межах. Загалом, цей спосіб не потребує створення додаткової оснастки для складання і зварювання виробу, особливі вимоги до підготовки торців деталей не висуваються. Єдиною додатковою операцією є видалення грата.

Для реалізації цього способу розробили машину для контактного стикового зварювання пилок. Для машини розраховано параметри зварювального трансформатора. Розроблено електричну схему установки.

У ході виконання проекту розроблено структуру установки, конструкцію вузлів машини для стикового зварювання.

Дипломний проект включає в себе:

1. Пояснювальну записку, в якій розглянуто такі питання:

- характеристику виробу, матеріалу, режими зварювання. Розглянуто конструктивні особливості зварюваних виробів, технологію зварювання пилок безперервним оплавленням. Визначено основні параметри режиму зварювання;

- технічне завдання на проектування установки;

- опис конструкції основних вузлів установки. Розглянуто конструкцію зварювальної машини. Проведено розрахунок зварювального трансформатора;

- опис електричної частини установки. Розглянуто склад та роботу електричної схеми установки;

- питання охорони праці. Проаналізовано шкідливі та небезпечні фактори, які створюються при роботі установки;

- техніко-економічне обґрунтування. Проведено відповідні розрахунки та обґрунтовано доцільність створення установки.

2. Графічну частину, яка містить:

- плакат "Технологія зварювання стрічкових пилок";

- загальний вигляд установки;

- складальне креслення зварювальної машини;

- складальне креслення зварювальної головки;

- складальне креслення привода;

- складальне креслення механізму затискання;

- складальне креслення зварювального трансформатора;

- функціональну схему установки;

- електричні схеми установки.

3. Додатки:

- список літератури;

- специфікації до складальних креслень;

- списки елементів до електричних принципових схем.

1. Характеристики виробу, матеріалу та технологія зварювання

1.1 Характеристика виробу та матеріалу та режими зварювання

Матеріалом виробу є сталь 65Г. Відповідно до діючих стандартів сталь 65Г відноситься до пружинних сталей. Склад сталі 65Г за ГОСТ 14959-79 наведено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1. Хімічний склад сталі 65Г

С	Mn	Si
0,62 - 0,70 %	0,80 - 1,20 %	0,17 - 0,37 %

Фізико-механічні властивості сталі 65Г такі [1, 3]:

- питомий електричний опір = 21 Омм 10-8

- теплопровідність = 0,04 кВт/(мК);

- температура плавлення Т = 1753С;

- густина при 20С = 7,85 кг/м3 103;

- границя міцності = 130 - 220 МПа;

- відносне звуження = 5 - 23%;

- теплоємність при 20С с = 0,48 кДж/(кг К).

За умовною класифікацією сталей і сплавів з точки зору з'єднання способами контактного зварювання сталь 65Г відноситься до групи 2 “Середньовуглецеві та низьколеговані сталі” (сталі, у яких сумарний вміст легуючих елементів не перевищує 2,5 %). Такі сталі мають широкий інтервал крихкості та схильні до утворення кристалізаційних тріщин. Підвищений вміст вуглецю дещо пригальмовує окислювальні процеси. Високовуглецеві сталі схильні до загартування, тому загальною рекомендацією є застосування після зварювальної термічної обробки зварного з'єднання.

1.2 Характеристика способу зварювання

Контактне стикове зварювання безперервним оплавленням є найдоцiльнiшим способом зварювання стрічкових пилок. Процес при цьому способi зварювання складається iз двох основних стадiй: оплавлення та осадки. Торцi деталей, що з'єднуються, при цьому способi зварювання спочатку лише торкаються один одного. Слабке осьове зусилля, яке прикладається до деталей, не забезпечує щiльного контакту, i опiр протiканню струму через виступи дуже великий, внаслiдок чого сталь поблизу цих точок нагрiвається дуже iнтенсивно. При руйнуваннi рiдких перемичок вiдбувається зменшення довжини деталей та замикання нових локальних дiлянок через безперервне зближення деталей. Процес утворення нових перемичок з наступним їх вибухом стає все iнтенсивнiшим, а iз зростанням кiлькостi таких вибухiв переходить у стiйкий вибухо-iскровий процес. Iскровий розряд утворюється внаслiдок iонiзацiї зазорiв, що виникають при розривi рiдких перемичок пiд дією високої температури розжарених парiв металу. Це призводить до зниження густини струму та обмежує можливiсть переходу в дуговий розряд. При стiйкому процесi оплавлення, що протiкає з високою iнтенсивнiстю, протягом кожного перiоду напруги мережi живлення (0,02 с) вiдбувається близько п'яти вибухiв, кожний тривалiстю близько 0,001 с.

Для отримання якiсного з'єднання необхiдно, щоб оплавлення протiкало iнтенсивно й безперервно до осадки. Осадка повинна здiйснюватись швидко i з достатнiм зусиллям, щоб попередити потрапляння повiтря у стик, а також щоб не дати поверхневому шаровi закристалiзуватись. Величина осадки тим бiльша, чим бiльший переріз зварюваних деталей. Заданий виріб відноситься до виробів із компактним перерізом. Форма поперечного перерізу - прямокутна. Тому припуск на зварювання обирають в межах однієї товщини деталі.

Осадка при всiх методах стикового зварювання складається iз двох етапiв: пiд струмом та при вимкненому струмi (проковка). На першому етапi осадки приконтактнi зони продовжують iнтенсивно нагрiватись, таким чином попереджується передчасне переривання оплавлення, а також остигання розплавленого металу. Рiдкий метал вiдносно легко видавлюється iз зазору на цiй стадiї та при наступнiй осадцi без струму. Тривалiсть осадки пiд струмом значно впливає на якiсть зварювання, тому що визначає вплив термомеханiчного циклу зварювання на властивостi металу.

Якщо весь процес осадки вести пiд струмом, то метал у стику перегрiється i може навiть виплавитись, тому її закiнчують при вимкненому струмi. Другий етап осадки необхiдний для видалення з торцiв деталей розплавленого металу, покритого оксидами i нерiдко рихлотами та iншими дефектами, а також для видалення дiлянок, збiднених на вуглець. Окрiм того, осадка на другому етапi виконується з метою досягнення пластичної деформацiї безпосередньо поблизу стику i для покращення структури металу. Пiд час осадки пiд струмом витрати електричної потужностi рiзко зростають.

Вище було зазначено, що для отримання з'єдання, яке б за своїми властивостями було максимально близьким до вихідного матеріалу, для сталі 65Г необхідно проводити після зварювальну термічну обробку. Рекомендований спосіб термічної обробки - відпал. Він дозволяє частково позбавитись структур загартування у зоні термічного впливу, зняти зварювальні напруженні та запобігти втраті пластичності металу зони зварювання. Зважаючи на призначення та умови роботи виробу - стрічкової пилки - наявність крихкого прошарку може виявитись слабким місцем та призвести до швидкого виходу виробу з ладу.

Обладнання для контактного стикового зварювання дозволяє проводити термічну обробку одразу після зварювання, не знімаючи зварений виріб із затискачів машини.

Стабiлiзацiя якостi зварних з'єднань в межах партiї можлива при забезпеченнi повторюваностi процесу зварювання кожного з них. Тому при стиковому зварюваннi оплавленням широко застосовують програмне керування. Кiлькiсть регульованих параметрiв при цьому повинна бути зведена до мiнiмуму. Такi системи жорсткого керування не вiдпрацьовують багатьох збурень, що впливають на процес оплавлення. Практично регулювання оплавлення обмежене можливiстю змiни за заданою програмою швидкостi перемiщення плити машини або вторинної напруги. У даному випадку найбільш доцільним буде використання програмного керування за переміщенням рухомого затискача машини.

За рекомендаціями [1] при зварюванні оплавленням для попередження окислення легуючих елементів підвищують швидкість оплавлення до 5 - 6 мм/с і тиск осадки до 75 - 100 МПа. Пластичність з'єднання підвищують підігрівом деталей і повільним охолодженням або швидким охолодженням із наступним відпусканням.

1.3 Розрахунок параметрів режиму зварювання безперервним оплавленням

Основними параметрами режиму контактного стикового зварювання безперервним оплавленням є густина та сила зварювального струму, швидкості зближення деталей під час оплавлення, перед осадкою та на початку осадки, припуски на зварювання, оплавлення та осадку, тривалості оплавлення та осадки, зусилля осадки та затискання деталей. Вихідними даними до розрахунку є матеріал зварюваних деталей та геометричні характеристики їхніх перерізів.

Розрахунок електричних параметрів режиму базується на визначенні зварювального струму і напруги з рівняння теплової потужності оплавлення qопл. Величину її визначають із виразу [2]:

, (1.1)

де Q, Дж/кг - енергія, що необхідна для оплавлення одиниці маси металу; Vопл, м/с - середня кінцева швидкість оплавлення (для високовуглецевих сталей приймають у межах (5...6).10-3 м/с); F, м2 - площа поперечного перерізу зварюваної деталі; , кг/м3 - щільність матеріалу.

З урахуванням несинусоїдальної форми кривої зварювального струму, усереднена потужність машини визначається за формулою [3]:

(1.2)

де U - вторинна напруга трансформатора, В; І - зварювальний струм, А; - коефіцієнт, що дорівнює відношенню першої гармоніки струму до його діючого значення; cos - зсув фаз між напругою і першою гармонікою струму; - ККД зварювальної машини.

Прирівнюючи qопл до Р, одержуємо вираз для визначення зварювального струму [3]:

(1.3)

При проведенні розрахунків для більшості зварюваних деталей U приймається в межах від 5,5 до 8,0 В (напруга зростає зі збільшенням перерізу деталей), а вираз

.

Призначаємо середню кінцеву швидкість оплавлення Vопл = 5,0 мм/с.

За графіком рис. 5 [3] визначаємо необхідну енергію оплавлення: Q = 2,0 106 Дж/кг.

Призначаємо вторинну напругу трансформатора U = 5 В;

Обираємо значення виразу

.

Обчислюємо найбільшу площу перерізу деталі:

мм2.

Визначаємо величину зварювального струму і потужність зварювальної машини за формулами (1.3) та (1.2) відповідно:

А.

Вт.

Густина струму при оплавленні складе:

.

Для визначення струму і його густини на початку процесу оплавлення отримані розрахункові I та j слід збільшити у 2,5 - 3,0 рази, тобто: І = 1620 А, j = 27 А/мм2.

Еквівалентний опір між електродами при оплавленні можна прирівняти до опору оплавлення. Опір оплавлення визначається наближено за емпіричною формулою [2]:

(1.4)

де Vопл - швидкість оплавлення, cм/с; F - площа перерізу деталей, cм2; j - густина зварювального струму, А/мм2; k - коефіцієнт, що враховує властивості сталі (для високовуглецевих сталей k = 1,1).

Отже, опір оплавлення (1.4):

Ом.

Геометричні параметри процесу зварювання проілюстровано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема процесу стикового зварювання оплавленням

Припуск на зварювання обирають у залежності від площі поперечного перерізу деталей за табл. 11 [3]. Обираємо припуск на зварювання зв = 15 мм

Інші припуски [3]:

- на осадку: (1.5)

- на осадку під струмом: (1.6)

- на оплавлення: (1.7)

Обчислюємо припуски за формулами (1.5) - (1.7):

- на осадку: ос= (0,2...0,3)зв = (0,2...0,3)15 = 3…4,5 мм;

- на осадку під струмом: ос.с.= (0,5...0,8)ос = (0,5...0,8)(3...4,5) = = 1,5…3,6 мм;

- на оплавлення: опл= (0,7...0,8)зв = (0,7...0,8)15 = 10,5…12 мм.

Визначимо кінематичні параметри процесу зварювання. Швидкість оплавлення Vопл (табл. 10 [3]) повинна збільшуватись наприкінці процесу та досягати максимального значення перед осадкою. Низька початкова швидкість оплавлення збільшує глибину прогрівання деталей, а висока кінцева швидкість оплавлення попереджує окислення металу на торцях деталей і забезпечує наявність шару розплавленого металу на них. Початкова швидкість осадки Vос.поч повинна бути не нижчою за певне значення, яке зростає зі збільшенням схильності металу до окислення (табл. 10 [3]).

Середня швидкість осадки визначається як Vос.сер.=0,75Vос.поч.

Отже, кінематичні параметри процесу зварювання:

- середня кінцева швидкість оплавлення: Vопл = 5,0 мм/с;

- початкова швидкість осадки (табл. 10 [3]): Vос.поч = 50 мм/с;

- середня швидкість осадки: Vос.сер = 0,75 Vос.поч = 38 мм/с.

Тривалість процесів визначається за формулами [3]:

- оплавлення: (1.8)

- осадки: (1.9)

- зварювання: (1.10)

Визначимо тривалість процесів:

- оплавлення:

 с;

- осадки:

с;

- зварювання:

с.

Зусилля осадки, Н, визначають за формулою [3]:

(1.11)

де р, МПа - тиск осадки (табл. 12 [3]).

Тоді зусилля затискання, Н, складатиме [3]:

(1.12)

де Кзат - коефіцієнт затискання, визначають за табл. 13 [3].

Визначаємо зусилля затискання та осадки:

- тиск осадки (табл. 12 [3]): Р = 100 МПа;

- зусилля осадки (1.11):

Н;

- коефіцієнт затискання (табл. 13 [3]): Кзат = 2,0;

- зусилля затискання (1.12):

Н.

1.4 Розрахунок вихідних даних для технічного завдання на проектування машини

Приймаємо тривалість увімкнення:

Номінальною вважатимемо ступінь трансформатора, на якій забезпечується режим зварювання із найвищим значенням струму у вторинному контурі, а саме:

Тоді номінальний тривалий вторинний струм становитиме:

.

2. Технічне завдання на проектування

Найменування та галузь використання

Установка для контактного стикового зварювання пилок ЗА72.02.0000.000 (далі Установка) призначається для потреб народного господарства.

Установка призначена для використання у цехових умовах.

Підстава для розробки

Підставою для розробки є завдання на дипломний проект згідно наказу по НТУУ "КПІ" №

Мета і призначення розробки

Необхідність даної розробки спричинена підвищенням вимог до якості зварних стиків та збільшенням їх кількості.

Установка призначається для автоматичного стикового зварювання.

Установка, що розробляється, є модернізацією.

Установка призначена для виготовлення у кількості 8 шт.

Джерела розробки

Перелік основних документів за результатами раніше проведених робіт, які необхідно використовувати при розробці.

Установка для зварювання пилок К170.

Установка для контактного стикового зварювання К872.

Технічні вимоги

Технічні вимоги до зварюваного виробу

Зварюваний виріб - стрічкова пилка.

Матеріал виробу - сталь 65Г.

Розміри пилки:

- товщина пилки - до 1 мм;

- ширина пилки - до 60 мм.

Вимоги до якості підготовки деталей

Зовнішня поверхня стрічки у місцях підведення струму повинна бути зачищена до металевого блиску.

Додаткових вимог до кромок деталей немає.

Вимоги до якості швів

Вимоги визначаються додатково.

Склад установки та вимоги до її конструкції

Установка складається з наступних складових частин, що наведені у табл. 2.1.

Таблиця 2.1. Складові частини установки

Найменування	Кількість	Призначення	Примітки
1. Машина зварювальна	1
2. Механізм видалення грату	1
3. Ножиці	1

Установка виконує різання заготовок, контактне стикове зварювання пилок і зрізання грату відповідно до циклограми (див. плакат).

Режими роботи установки:

- автоматичний;

- ручний.

Тривалість включень - 50 %.

Задана продуктивність установки - 20 стиків на годину.

Технічні характеристики зварювальної машини

- номінальний тривалий вторинний струм - 1200 А

- зусилля осадки - 6 кН

- максимальне зусилля затискання - 12 кН

- привод оплавлення - електромеханічний

- привод осадки - пружинний

- механізм затискання - пружинний

- кількість ступенів трансформатора - 4

- номер номінального ступеня - 3.

Машина повинна забезпечувати зварювання у таких режимах:

- зварювання без термічної обробки;

- зварювання з подальшою термічною обробкою.

Вимоги до конструкції та технічні характеристики вузлів

Кліматичне виконання - УХЛ3 за ГОСТ15150-69:

- температура повітря, градус Цельсія - від -40 до +45;

- верхнє та нижнє значення відносної вологості повітря при температурі +25С - 98 %

- категорія розміщення при експлуатації - виробничі приміщення, які опалюються і мають вентиляцію.

Зона обробки повинна бути закрита захисним щитком.

Установка повинна працювати від цехової мережі змінного струму напругою 380 В. Коливання напруги мережі живлення повинні бути в межах від -5 % до + 10 % від номіналу згідно ГОСТ 1309-67.

Ступінь захисту:

- ніш та шаф із електроапаратурою - не нижче ІР54 за ГОСТ 14254-80;

- пультів - не нижче ІР44 за ГОСТ 14254-80;

- елементів, що виділяють велику кількість теплоти (трансформатор, і т. д.) - не нижче Р23 за ГОСТ 14254-80.

Опір ізоляції електричних кіл блоків управління і кабелів повинен бути не менше 5 МОм при нормальних умовах.

Вимоги до охорони праці та довкілля наведені у розділі 6.

Економічні показники

Коефіцієнт технічного рівня установки, повна собівартість та лімітна ціна визначені у розділі 7.

зварювання режим оплавлення контур

3. Обґрунтування структури установки та конструкція основних її вузлів та пристроїв

3.1 Конструкція основних вузлів та пристроїв установки

Загальний вигляд установки ЗА72.02.0000.000.ВЗ.

Установка для зварювання стрічкових пилок складається із зварювальної машини, гратознімача та ножиць. За допомогою ножиць здійснюється порізка стрічки на мірні довжини.

Гратознімач забезпечує видалення грату із звареного виробу.

Машина забезпечує виконання процесів зварювання та термічної обробки.

Складальне креслення зварювальної машини ЗА72.02.0100.000.СК.

Основною несучою конструкцією машини є каркас 3. На каркасі закріплено зварювальну головку, пульт керування 4, зварювальний трансформатор 5, привод 9 та кулачок 13. Трансформатор із зварювальною головкою з'єднується двома гнучкими шинами 18 та 19.

Складальне креслення зварювальної головки ЗА72.02.0200.000.СК.

Зварювальна головка складається із двох частин: рухомої та нерухомої. Кожна з них містить коректор положення (1 та 2) та механізм затискання (7 та 8). На нерухомій частині також закріплено блок вимикачів 3 із кулачком 4, які разом утворюють командоапарат. Обертання кулачка здійснює привод.

Наближення рухомої частини до нерухомої здійснюється за допомогою пружини 17. Під час оплавлення швидкому зближенню затискачів протидіє кулачок 13 (див. ЗА72.02.0100.000.СК). Під час осадки кулачок повертається так, що звільняє пружину 17. При цьому відбувається швидке (не повільніше 100 мм/с) зближення деталей та притискання їх одна до одної.

Складальне креслення механізму затискання ЗА72.02.0300.000.СК.

Механізм затискання пружинний. Він складається із корпусів 1 і 2, між якими розміщено пружину 6 в обоймі 10. Для більш точного встановлення деталі у механізмі затискання передбачено ніж 8. Затискання оператор виконує за допомогою рукоятки 14.

Складальне креслення зварювального трансформатора ЗА72.02.0105.000.СК.

Зварювальний трансформатор складається із котушки первинної обмотки з відпайками 1 та вторинного витка 2. Магніто провід трансформатора набрано із пластин 6 та 7 і стягнуто шпильками 3 між рамами 4. Схему вмикання обмоток та порядок шихтовки магнітопровода наведено на кресленні.

Складальне креслення привода ЗА72.02.0109.000.СК.

Привод призначений для повороту кулачка командоапарата під час зварювання. Привод складається із двигуна, черв'ячної пари (колесо 6, черв'як 7) та шестерні 18.

3.2 Розрахунок вторинного контуру зварювальної машини

Вторинний контур зварювальної машини призначений для підводу зварювального струму до виробів, що зварюються, від джерела живлення і містить у собі всі жорсткі і гнучкі струмоведучі шини, технологічну оснастку і джерело живлення. Схему вторинного контуру показано на рис. 3.1.



Рис. 3.1. Схема вторинного контуру зварювальної машини

3.1.1 Розрахунок активного опору зварювального контуру

Активний опір контуру (без урахування опору трансформатора) розраховується за формулою:

(3.1)

де RД - опір шин, Ом;

Rn -перехідний опір між деталями, Ом

1. Розрахунок активного опору шин 1, 2.

Опір окремого елемента контуру

(3.2)

де сі - питомий опір матеріалу елемента контуру, ;

li - довжина елемента, м;

qs -площа поперечного перетину елемента, м2 ;

Kni -коефіцієнт поверхневого ефекту.

Шини виконані з міді М1, отже:

.

Площу поперечного перерізу шин визначимо, виходячи з допустимої густини струму в деталі контуру та величини номінального тривалого вторинного струму. Для мідних шин із повітряним охолодженням, які прикріплені до охолоджуваних водою колодок, допустиме значення густини струму можна прийняти:

Тоді площа поперечного перерізу шин становитиме:

.

Товщину та ширину шин відповідно приймаємо:

Довжини шин:

;

Коефіцієнт Kn вибирається в залежності від підготовки контактних кінців. Оскільки кінці шини зварні - вибираємо Kn=1,3.

.

2. Розрахунок активного опору струмопідводів.

З огляду на масивність і відносно невеликі розміри даних деталей опір кожної з них (з урахуванням усіх перехідних опорів) можна прийняти:

.

3. Розрахунок перехідних опорів.

У даному контурі є чотири перехідні опори.

З огляду на площу перехідних контактів приймаємо:

.

Сума перехідних опорів:

.

3.1.2 Розрахунок індуктивного опору контуру

Скористаємось способом визначення індуктивного опору контуру за сумарною випрямленою довжиною елементів контуру. Вона становить:

.

Індуктивний опір знаходимо за формулою:

, (3.3)

де С - коефіцієнт, який залежить від умов роботи устаткування. Приймаємо С=1,26. Тоді:

.

3.1.3 Розрахунок повного опору зварювального контуру і напруги холостого ходу

Активний опір контуру

.

Індуктивний опір контуру

.

Для попереднього розрахунку зварювального контуру приймаємо опори зварювального трансформатора

, Ом

, Ом

Таким чином, повний опір зварювального контуру в режимі котрого замикання:

.

Напруга холостого ходу на номінальній ступені трансформатора становитиме:

Для номінальної ступені:

- косинус машини:

;

- потужність машини:

.

3.3 Розрахунок однофазного зварювального трансформатора змінного струму для контактної машини

Вихідні дані для проектування трансформатора:

- номінальний зварювальний струм , А (струм у вторинному контурі машини на номінальному ступені при номінальному вильоті, розхилі і при еквівалентному опорі деталей, що зварюються

;

- номінальний тривалий вторинний струм , А (умовне еквівалентне значення струму, при безупинному проходженні якого через вторинний контур складові частини останнього будуть нагріті до тієї ж температури, що і при проходженні реального струму у повторно-короткочасному режимі):

- номінальна вторинна напруга:

;

- число ступенів регулювання : за технічними умовами N=4;

- номінальний ступінь регулювання : за технічними умовами і=3;

- первинна напруга , В. Оскільки в машині передбачається застосувати тиристорний контактор, розрахункова напруга повинна бути знижена на значення падіння напруги в контакторі. Отже:

,

якщо напруга мережі живлення дорівнює ;

- межі регулювання вторинної напруги: обираємо від 4,5 до 5,5 В із кроком 0,5 В.

Схему регулювання вторинної напруги в трансформаторі наведено на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема регулювання вторинної напруги

3.3.1 Визначення вторинної напруги трансформатора по ступенях регулювання

Схему з'єднання первинних обмоток наведено на рис. 3.2.

Число витків первинної обмотки на номінальному ступені визначаємо за формулою:

(3.4)

де - число витків у вторинній обмотці трансформатора: приймаємо .



Напруга неробочого ходу трансформатора по ступеням регулювання становитиме:

- для четвертого ступеня регулювання:

;

для третього (номінального):

;

для другого:

;

для першого:

.

Число витків:

- на останньому ступені регулювання:

- на другому:

- на першому:

3.2.2 Визначення перетину обмоток

Перетин первинної і вторинної обмоток визначають відповідно тривалим (еквівалентним) струмам і , А:

, (3.5)

де коефіцієнт трансформації;

- коефіцієнт, що враховує струм холостого ходу;

(3.6)

де - струм холостого ходу, % від номінального тривалого первинного струму, задається ГОСТ 297-73 і складає: 20%

.

Розрахункові перетини первинної і вторинної обмоток відповідно знаходимо за формулами:

(3.7)

(3.8),

де j1 та j2 - густина струму відповідно у первинній та вторинній обмотках.

Первинна обмотка має чотири секції. Кількість витків у секціях становить:

- у першій - 67 шт.;

- у другій - 7 шт.;

- у третій - 8 шт.;

- у четвертій - 10 шт.

Поклавши:

;

,

обчислимо:

- первинна обмотка:

;

- вторинна обмотка:

.

Обчислимо сумарний переріз міді первинної обмотки:

Тоді сумарний переріз міді первинної та вторинної обмоток становитиме:

3.2.3 Розрахунок магнітопровода

Переріз стержня магнітопроводу трансформатора S, м2 визначають за формулою [3]:

(3.9)

де Е1, В - ЕРС первинної обмотки трансформатора, приймають у межах (0,97…0,99).U1; f, Гц - частота змінного струму; В, Тл - індукція в осерді трансформатора.

З урахуванням ізоляції листів магнітопроводу лаком і нещільності складання, геометричний переріз стержня магнітної системи буде більше активного, розрахованого за формулою (3.9), на величину, що визначається коефіцієнтом заповнення Кз [3]:

. (3.10)

Визначимо переріз стержня магнітопровода, поклавши В = 1,3 (табл. 21 [3]) (3.9):

.

Прийнявши коефіцієнт заповнення КЗ = 0,95 (табл. 22 [3]), уточнимо переріз стержня магнітопровода (3.10):

.

Приймаємо орієнтовну площу вікна магнітної системи 4500 мм2 (табл. 22 [3]). Обираємо осердя магнітопровода із такими параметрами:

площа вікна ;

ширина вікна ;

висота вікна ;

ширина стержня .

Товщина набору пластин магнітопровода:

.

Ескіз магнітопровода наведено на рис. 3.3.



Рис. 3.3 Варіант складання магнітопроводу

Складальне креслення трансформатора ЗА72.02.0105.000.СК.

4. Електрична схема машини

4.1 Розробка функціональної схеми установки

Відповідно до технології зварювання пилок установка повинна забезпечувати виконання таких операцій:

- роздільне затискання кінців заготовки;

- корекція положення торців зварюваного виробу перед початком зварювання;

- підведення до заготовки зварювальної напруги;

- переміщення заготовки під час оплавлення із заданою швидкістю;

- автоматичний перехід до процесу осадки;

- зближення деталей під час осадки із заданою швидкістю;

- нагрівання звареного виробу під час термічної обробки;

- можливість роботи в режимі наладки виконавчих пристроїв установки;

- можливість перемикання режимів роботи (зварювання, термічна обробка, зварювання із термічною обробкою).

Відповідно до перелічених вище вимог було підібрано виконавчі пристрої. Функціональну схему установки наведено на кресленні ЗА72.02.0000.000.301.

Установка включає в себе такі основні блоки:

1. блок керування;

2. зварювальний трансформатор;

3. тиристорний контактор;

4. механізми затискання (окремі);

5. механізм оплавлення та осадки;

6. датчик струму;

7. блок живлення;

8. командоапарат;

9. блок вимикання струму при термообробці;

10. пульт керування.

Блок керування містить малопотужну та силову частини. Він забезпечує керування порядком вмикання та вимикання виконавчих пристроїв установки. Команди про початок та завершення зварювання, а також керування пристроями установки у режимі налагодження здійснюється з пульта керування.

Механізми затискання містяться на стійках машини. Одна стійка закріплена нерухомо, інша - переміщується під дією механізмів оплавлення та осадки. Механізми затискання забезпечують фіксацію деталей під час зварювання.

Підведення зварювального струму до деталей здійснюється від електромережі через тиристорний контактор та зварювальний трансформатор. Тиристорний контактор дає можливість змінювати діюче значення зварювального струму за рахунок зміни кута відкриття тиристорів.

Командоапарат забезпечує слідкування за ходом процесу зварювання. Програмування процесу відбувається за пройденим шляхом рухомого затискача.

Блок вимикання струму при термообробці забезпечує програмування процесу відпалу звареного виробу. Слідкування за ходом процесу термообробки відбувається за силою струму, який протікає через деталі.

4.2 Циклограма роботи елементів установки

Циклограму роботи установки для зварювання стрічкових пилок наведено на плакаті.

Вихідним положенням виконавчих механізмів установки вважатимемо таке: механізми затискання розтиснені, механізми оплавлення та осадки вимкнені, тиристорний контактор вимкнений.

Першою стадією процесу зварювання є встановлення та затискання деталей. Механізми затискання роздільні. Затискання оператор виконує вручну.

Корекцію положення торців один відносно іншого також оператор виконує вручну за допомогою коректорів: горизонтального та вертикального.

Автоматичний цикл зварювання починається вмиканням механізму оплавлення та осадки.

Після зближення деталей на деяку задану відстань (виплавлено припуск на оплавлення) до системи керування надходить сигнал від командоапарата. При цьому вмикається привод осадки, деталі зближуються із великою швидкістю, а зварювальний струм через деякий заданий час вимикається.

Після завершення процесу осадки вмикається зварювальний трансформатор і протягом деякого заданого часу відбувається нагрівання звареного виробу. При досягненні струмом заданого значення до блока керування надходить команда від блока вимикання струму. Трансформатор при цьому вимикається.

Розкріплення виробу відбувається вручну. Після цього виконавчі механізми машини повертаються у вихідне положення.

4.3 Опис складу і порядку роботи електричної частини установки

Електрична принципова схема установки ЗА72.02.0000.000.201.

При увімкненні автоматичного вимикача QF1 на силове коло і схему керування подається напруга 380 В. При цьому загоряється світлодіод HV1.

Перемикачем SA1 вибираємо режим роботи установки: налагодження або зварювання.

Для більш глибокого регулювання напруги зварювання призначений перемикач SA2, що комутує первинну напругу з 380В на 220В.

Перед початком зварювання губки треба установити у вихідне положення. При спрацьовуванні мікровимикача SQ9 "вихідне зварювання" загоряється світлодіод HV2.

Після цього необхідно затиснути краї пилки механізмами затискання. Кнопкою SB1 "пуск зварювання" вмикається магнітний пускач КМ1, що своїм контактом блокує кнопку SB1 і запускає двигун командоаппарата.

Кнопка SB2 призначена для зупинки зварювального процесу у разі необхідності.

При обертанні кулачка спрацьовує мікровимикач SQ10, що подає напруга на котушку пускача КМ2. При цьому через силові контакти пускача подається напруга на зварювальний трансформатор. Процес зварювання переривається при спрацьовуванні кінцевого вимикача SQ11, загоряється світлодіод HV4. Двигун командоаппарата вимикається при спрацьовуванні кінцевика SQ14.

Натисканням кнопки SB4 "пуск термообробка" подаємо напругу термообробки на зварювальний трансформатор через силові контакти КМ3 і модуль МТОТО. Змінним резистором R1 виставляємо потрібне значення струму термообробки. Після цього натисканням кнопки SB5 через KV1 вмикаємо реле часу КТ1, що після закінчення часу термообробки відключає магнітний пускач КМ3.

Після звільнення і зняття пилки губки встановлюються у вихідне положення натисканням кнопки SB1.

5. Порядок роботи оператора установки

До завдань оператора установки входить:

1. Слідкування за подачею деталей - стрічок - до машини.

2. Затискання заготовки у механізмах затискання.

3. Подавання команди про початок зварювання.

4. Слідкування за процесом зварювання, в разі необхідності зупиняючи його кнопкою Аварійний стоп.

5. Подавання команди про початок термічної обробки.

6. Розкріплення виробу після завершення зварювання та термічної обробки.

7. Вивантаження готового виробу із машини.

6. Охорона праці й навколишнього середовища

Темою дипломного проекту є розробка машини для зварювання пилок. Переріз виробу від 0,620 до 1,060 мм2. Матеріал виробу - сталь 65Г (високовуглецева). Спосіб контактного стикового зварювання оплавленням забезпечує високу продуктивність зварювання, хороші умови формування з'єднання, тому саме цей спосіб було обрано для подальшої розробки технології зварювання.

6.1 Характеристика процесу та приміщення

Для реалізації технологічних процесів спосіб потребує наступні елементи:

- механізм оплавлення;

- механізм осадки (зазвичай комбінований із механізмом оплавлення);

- зварювальний трансформатор;

- механізми затискання деталей.

При проведенні зварювання оплавленням присутні наступні шкідливі фактори:

- рухомі частини механізмів та гідравлічні пристрої;

- викидання в повітря бризок розплавленого металу та аерозолів;

- інфрачервоне та ультрафіолетове випромінення;

- шум і вібрація;

- магнітні поля;

- небезпека ураження електричним струмом.

Планування виробничого приміщення наведено на рис.6.1.



Рис. 6.1. Планування робочої ділянки

Загальна площа, яку займає установка становить близько 3 м2. За технічними вимогами до монтування установки та її поточного обслуговування вона не може бути встановлена в приміщенні, висота якого менша за 4 м. Таким чином, на одного працівника (оператора установки) виділено площу близько 3 м2, об'єм приміщення при цьому складає щонайменше 12 м3. Порівняно із нормою площі та об'єму робочого приміщення на одного працівника згідно СН 245-71 та ОНТП 24-86 (3 м2 та 12 м3 відповідно) приміщення відповідає вимогам нормативних документів.

6.2 Аналіз шкідливих та небезпечних факторів, розробка рішень по їх нормалізації

6.2.1 Шкідливі речовини

При зварюванні оплавленням в ході іскрового процесу відбувається викидання в повітря парів металів, які утворюють аерозоль. У таблиці 6.1 наведені їхні характеристики згідно ГОСТ 12.1.005-88.

Таблиця 6.1. Аналіз речовин, які виділяються при зварюванні [4]

Назва речовини	СГДК, мг/м3
Зварювальний аерозоль	0,3
Чадний газ	20,0
Оксид заліза	6,0
Оксид хрому	0,01
Оксид марганцю	0,2

На утворення зварювального аерозолю піде приблизно 3% від маси розплавленого металу. Припуск на оплавлення становить 10 мм для однієї деталі. З урахуванням продуктивності машини 20 стиків на годину:

.

Враховуючи об'єм робочої зони - 12 м3 - маємо:

;

Для очищення повітря робочої зони використовується природна та штучна вентиляція. Для притока повітря ззовні використовують проєми в зовнішніх стінах, низ яких розташований на висоті:

- в теплий період року - 1,5м від підлоги;

- в холодний період року - 3 м від підлоги, виходячи з висоти цеху 5м.

6.2.2 Шум та вібрації

Рівні звукового тиску в октавних смугах частот і рівень звуку на робочому місці оператора повинні відповідати ГОСТ 12.1.003-76 і "Гігієнічним нормам припустимих рівнів звукового тиску і рівнів звуку на робочих місцях", № 1004-73.

Джерелами шуму є:

а) шум трансформатора;

б) вироби, що зварюються;

в) гратознімач.

Вимір шуму на робочих місцях варто проводити за ГОСТ 20445-75.

Визначення шумових характеристик машин слід проводити за ГОСТ 8.055-73.

Основними методами боротьби із шумом є:

а) технічні засоби (зменшення шуму машин у джерелі в процесі проектування технологічних процесів і машин і ін.);

б) застосування дистанційного керування гучними машинами чи вузлами;

в) будівельно-акустичні заходи;

г) застосування засобів індивідуального захисту за ГОСТ 15762-70;

д) організаційні заходи (вибір раціонального режиму для праці і відпочинку, скорочення часу перебування в гучних умовах, лікувально-профілактичні й інші заходи).

Рівень вібрації, який створюється машиною, на робочому місці оператора, повинен відповідати "Санітарним нормам і правилам по обмеженню вібрації робочих місць" № 627-66; "Санітарним нормам і правилам при роботі з інструментами, механізмами й устаткуванням, що створює вібрації, передані на руки працюючих" № 626-66, СН 245-71 і ГОСТ 17770-72 (Машини ручні. Припустимі рівні вібрації).

Вимір вібрації машин проводиться відповідно до вимог санітарних норм і правил № 626-66, ГОСТ 16519-70, 13731-68 (у стендових чи виробничих умовах) і ГОСТ I2.4.0I2-75, (Засоби виміру і контролю вібрації на робочих місцях).

Джерелом вібрації є: зварювальний трансформатор, привід подачі, затискні пристрої, гратознімач і виріб, що зварюється.

Усунення вібрації при обрубці грата досягається за рахунок застосування механічних гратознімачів.

Зниження вібрації, переданої на робочі місця, досягається за рахунок застосування площадок з пасивною пружинною ізоляцією чи віброгаснучих настилів (гумові, поролонові й ін.).

6.2.3 Захист від випромінювання в оптичному діапазоні

При контактному стиковому зварюванні оплавленням має місце ультрафіолетове випромінювання.

Інтенсивність опромінення не повинна перевищувати 20 Вт/м2.

Захист від ультрафіолетової енергії при контактному зварюванні може бути здійснений за рахунок екранування зони зварювання.

Контактне стикове зварювання оплавленням є джерелом інфрачервоного випромінювання.

Інтенсивність інфрачервоного опромінення не повинна перевищувати 350 Вт/м2. Захист від інфрачервоного випромінення при контактному зварюванні може бути здійснений за рахунок екранування зони зварювання.

Місця укладання нагрітих виробів необхідно екранувати (ізолювати від робочого місця).

6.2.4 Захист від електромагнітних полів радіочастотного діапазону

При контактному електрозварюванні продукується електромагнітне поле частотою 50 Гц.

Відповідно до ДСН 476-02 інтенсивність опромінення не повинна перевищувати по магнітній складовій для частот 50 Гц і безупинному опроміненні - 1400 А/м.

Джерелами електромагнітних полів є: губки, установча довжина виробів незамкнутої форми, що зварюються, струмопідводи, трансформатор;

Зниження інтенсивності опромінення електромагнітним полем може бути досягнуте за рахунок застосування інженерно-технічних засобів захисту (захист часом, відстанню, екранування джерел чи випромінювання робітників місць, вибір раціональних режимів чи зварювання раціональної конструкції зварювальних машин і окремих вузлів і т. д.) і організаційних заходів (раціональне розміщення зварювальних машин, тривалість праці і відпочинку і т. д.).

До заходів раціонального розміщення зварювальних машин відноситься виділення таких зон у приміщенні зварювальних і складально-зварювальних цехів, щоб виключити вплив магнітного полю на робітників інших професій. Мінімальна відстань від електродів до інших робочих місць повинна складати не менш 2 м при стиковому зварюванні.

6.2.5 Рухомі механізми

При проведенні налагоджувальних операцій відкриті дверцята механічної частини машини, і оператор має доступ до привода оплавлення. Для попередження потрапляння одягу або кінцівок людини до рухомих частин передбачено блокуючий кінцевий на дверцятах. Коли вони відкриті, робота усіх приводів машини заблокована. Тип блокування - електричне.

Подання команд про затискання деталей та початок зварювання відбувається з пульта оператора. Конструктивно він розміщений так, щоб при затисканні деталей людина не знаходилась поруч із затискними пристроями.

6.3 Електробезпека

Машинобудівні цехи та виробничі приміщення відповідно до ПУЕ-86, розділ І за ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом відносять до групи особливо небезпечних. Напруга установки - до 1000 В, режим нейтралі - ізольована.

Ураження людини електричним струмом може відбутись у випадку торкання неструмоведучих частин установки, на яких з'явилась напруга в аварійному режимі (коло протікання струму: рука - тіло - земля), або торкання малопотужних кіл керування під час нормальної роботи установки. В останньому випадку напруга торкання не перевищує 5 В постійного струму. У випадку виникнення аварійного збою в режимі роботи установки (наприклад, при проведенні налагоджувальних операцій) створюється напруга торкання 380 В. Рід струму, що уражує людину - змінний, промислової частоти.

Рівні напруг, які використовуються в установці:

- у силових колах живлення - 380В;

- у колах живлення реле - 24В;

- у колах живлення блоків керування - 220В.

Для аварійного вимикання елементів установки передбачено автоматичні вимикачі:

- АВ 10Б із двома полюсами (напруга 380 В, номінальний струм 1000 А) - на пункті живлення силового трансформатора;

- АВ 10Б із трьома полюсами - на пункті живлення трифазного двигуна та насосної станції;

- АБ-25 із двома полюсами (напруга 220 В, номінальний струм 25 А) - на пункті живлення малопотужних систем керування.

Безпека при роботі електроустановок забезпечується такими заходами:

- використання ізоляції;

- відведенням струмоведучих частин у недосяжне місце;

- блокуваннями;

- ізоляцією електричних мереж від землі;

- використанням ізолюючих майданчиків.

Ізоляція. Електрична ізоляція - це шар діелектрика або конструкція, зроблена із діелектрика, за допомогою якої струмоведучі частини покриваються або відділяються від інших конструктивних частин. Згідно ГОСТ 12.1.009-76 в даній установці достатнім є використання подвійної ізоляції: робочої та додаткової, яка захищає від ураження електричним струмом при пошкодженні робочої.

При подвійній ізоляції окрім основної використовують шар ізоляції, який ізолює людину від металічних неструмоведучих елементів, які можуть опинитись під напругою в разі пошкодження основної ізоляції. В даній установці додаткова ізоляція використовується на частинах корпуса машини, які можуть безпосередньо контактувати із струмоведучими елементами. Електрична проводка повинна відповідати вимогам СНиП ІІІ-И.6-87.

Блокування. В установці передбачено блокування силових елементів (силового трансформатора та електродвигуна компресора), якщо оператор знаходиться у зоні можливого ураження струмом. Блокування відбувається внаслідок розмикання кінцевих вимикачів дверцят на спрацьовування кіл майданчика безпеки. Вид блокування - електричне.

Орієнтація людини. Засоби орієнтації допомагають персоналу орієнтуватись при виконанні робіт та попереджують помилкові дії. Орієнтація в даній установці забезпечується:

- сигнальними світлодіодами на пульті керування;

- відповідне розташування та колір неізольованих струмоведучих частин, а саме: шин вторинного контуру.

Захист персоналу. Навчання персоналу безпечним прийомам роботи мають проводитись відповідно до ГОСТ 12.0.004-79 та глави Э.1.3 “Правил технической эксплуатации электроустановок”, а саме:

- нові робітники навчаються безпечним методам та прийомам праці під керівництвом висококваліфікованого робітника, бригадира або іншого спеціаліста, який має необхідну підготовку;

- допуск до самостійної роботи повинен бути зафіксований датою та підписом інструктора в журналі реєстрації інструктажу на робочому місці;

- повторний інструктаж проводиться не рідше ніж через 6 місяців незалежно від кваліфікації, освіти і стажу роботи.

6.4 Пожежна безпека

Категорія приміщення за пожежною небезпекою (ОНТП 24-86) - Г (в приміщенні знаходяться негорючі речовини в гарячому стані).

У складі установки використано конструктивні елементи, характеристику яких наведено в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2. Коротка характеристика матеріалів

Матеріал	Тепловитривалість, С	Коротка характеристика
Лаки та фарби	105	На всіх елементах установки окрім поверхонь тертя.
Ізоляція класу В	130	Нанесено на поверхню всіх струмоведучих елементів.
Ебоніт	85	Ізоляція між котушками первинної та вторинної обмоток трансформатора
Мідні та алюмінієві шини	70	Допустимі температури нагрівання при протіканні струму.
Дроти та кабелі із резиновою ізоляцією	65

Для дотримання нормального режиму роботи силових струмоведучих елементів передбачено систему водяного охолодження із блокуючою апаратурою.

При експлуатації установки можливе виникнення пожежі двох видів:

- В - неметалічні матеріали, зокрема ізоляція струмоведучих шин;

- Е - пожежа, викликана збоями в роботі електроустановок.

Причинами виникнення пожеж можуть стати:

- іскріння в контактах струмоведучих кіл;

- перегрівання та загоряння ізоляційних матеріалів;

Вимоги до дільниці за пожежною безпекою регламентовано ГОСТ 12.1.004-85.

Ступінь вогнестійкості будівлі повинна бути не нижче ІІІ (несучі конструкції незгоряємі, а ненесучі - важкозгоряємі).

Ступінь захисту оболонок електричних шаф, апаратів, приладів відповідно до класу пожежної небезпеки приміщення - 1Р44.

Для гасіння пожеж потрібно користуватись вогнегасниками:

- для пожежі типу В - хімічний пінний ОХП-10, повітряно-пінний ОВП-10, хімічно-повітряний пінний ОХВП-10;

- для пожежі типу Е - порошкові ОП-5, ОП-10.

6.4.1 Нормалізація екологічної ситуації

Для забезпечення охорони навколишнього середовища передбачається: очистка повітря від викиду двохступінчастою фільтрацією; на першому ступені фільтруючий матеріал - лавсон 200, на другому - тканина ФПП-15, ефективність очистки становить 0,99, що дозволяє знизити екологічний збиток на 20-25%.

Проектом передбачається також очистка води для запобігання шкідливих викидів у стічні води, яка здійснюється хімічним методом.

Некондиційні фракції: окалина, шлак від зачистки та вирубки швів підлягають утилізації. Енергетичні забруднення знижують за рахунок екранування зовнішнього простору стінами із залізобетонних конструкцій.

7. Економічна частина дипломного проекту

У розділі визначено техніко-економічні показники установки для зварювання пилок. Зокрема визначено коефіцієнт технічного рівня, собівартість та лімітну ціну установки.

Проблема зварювання пилок набула актуальності у зв'язку із рядом контрактів із країнами ближнього зарубіжжя. Вирішенням її є створення комплексу обладнання, частиною якого має стати машина для стикового зварювання безперервним оплавленням. За базовий варіант було прийнято машину типу К170.

Ціни, тарифи і нормативи прийнято відповідно даних Інженерного центра ІЕЗ ім. Є.О.Патона станом на 28 вересня 2009 р.

Серійна установка потребувала таких модернізацій для переходу на зварювання указаних виробів:

1. зниження потужності зварювального трансформатора;

2. комплектації системи керування на базі промислового комп'ютера;

3. введення у конструкцію машини елементів, які б дозволили вбудувати її у поточну виробничу лінію.

Порівняльні характеристики базового варіанту та нової моделі обладнання показані в таблиці 7.1.

Таблиця 7.1. Порівняльні характеристики машин для контактного стикового зварювання.

№	Назва параметру	Одиниці виміру	Базовий варіант	Нова модель
1.	Номінальна напруга мережі живлення	В	380	380
2.	Продуктивність	стик/год	15	20
3.	Сумарна потужність, що споживається	кВА	300	250
4.	Номінальний зварювальний струм	А	2500	1700
6.	Габаритні розміри, не більш	мм
	довжина		2000	2000
	ширина		1300	1300
	висота		2200	2200
7.	Маса установки, не більш	кг	3000	3300

7.1 Оцінка рівня якості установки

Рівень якості продукції визначають в такій послідовності:

Спочатку обчислюють відносні значення одиничних показників якості, потім - комплексні показники групи одиничних показників якості, далі - узагальнений показник, що характеризує рівень якості, коефіцієнт технічного рівня

(7.1)

де n - кількість параметрів виробів, qi - відносне значення і-го одиничного показника якості, і - коефіцієнт вагомості і-го показника якості.

Відносні значення одиничних показників якості до аналога визначають за формулою:

; , (7.2)

де qi - відносне значення i-го показника якості

Пн.і - абсолютне значення i-го показника якості продукції, що оцінюється.

Пб.і - абсолютне значення i-го показника якості аналога.

З приведених формул, обирають ту, при якій збільшення відносного показника відповідає покращенню якості обладнання.

Отже, відносні показники якості становитимуть:

- за продуктивністю:

;

- за споживаною потужністю:

;

- за масою установки:

.

Коефіцієнт вагомості параметрів визначимо за результатами експертної оцінки. Дані опитування експертів зведено в таблицю 7.2. При цьому прийнято позначення:

- х1 -продуктивність роботи установки;

- х2 - споживана потужність;

- х3 - маса установки.

Таблиця 7.2. Попарне порівняння параметрів.

Параметри	Експерти	Підсумкова оцінка	Числові значення коефіцієнтів переваги (аіj)
	1	2	3	4	5
х1 і х2 х1 і х3	> <	< <	= =	> =	> =	> =	1,5 1,0
х2 і х3	>	<	>	>	>	>	1,5

Cкладаємо квадратну матрицю А=/аіj/ і на основі числових значень коефіцієнтів переваги розраховуємо коефіцієнти вагомості параметрів.

Коефіцієнти вагомості (пріоритетність) кожного параметра визначають за формулами:

,

,

де Ві - вагомість і-го параметра за результатами оцінок експертів; n - кількість параметрів виробу.

Відносну оцінку на другій та наступних ітераціях отримують за формулами:

Bi=ai1 B1+ ai2 B2+…+ ain Bn.

Отримані на останній ітерації Pi приймають за коефіцієнт вагомості i-го параметру. Результати розрахунків зведено в таблицю 7.3.

Таблиця 7.3. Розрахунок коефіцієнтів вагомості параметрів.

j/i	Параметри	Перша ітерація	Друга ітерація
	х1	х2	х3	Ві	Рі	Віґ	Ріґ
х1 х2 х3	1,0 0,5 1,0	1,5 1,0 0,5	1,0 1,5 1,0	3,5 3,0 2,5	0,39 0,33 0,28	10,5 8,5 7,5	0,39 0,32 0,29
Всього	9,0	1,0	26,5	1,0

.

7.2 Розрахунок собівартості установки

Установка для стикового зварювання оплавленням деталей із сортового прокату складається із таких основних елементів:

- зварювальна машина типу К165 із силовими елементами системи керування;

- зварювальний трансформатор;

- знімач грату;

- промисловий комп'ютер;

- тиристорний контактор КТ-12.

Вартість складових визначимо за прайсами підприємства-виробника (дослідний завод зварювального обладнання ІЕЗ ім. Є. О. Патона).

Витрати на сировину та матеріали наведені в табл. 7.4.

Таблиця 7.4. Витрати на сировину та матеріали

Назва	Норма витрат на 1 виріб	Ціна за од., грн.	Сума, грн.
Матеріали
Стрічка (сталь 3413), 60 мм	300 м	1,15	345,00
Дріт мідний ПЭВ-2, 7,52 мм	40 м	25,00	1000,00
Дріт мідний ПЭВ-2, 82 мм	80 м	23,00	1840,00
Мідь М1, лист 8 мм	100 дм2	20,00	2000,00
Мідь М1, лист 20 мм	0,05 дм2	50,00	2,50
Трубка мідна, 10 мм	4,5 м	30,00	135,00
Пруток (Сталь 45), 10 мм	1 м	10,00	10,00
Кутник 2525	4 м	15,00	60,00
Текстоліт, 3 мм	200 дм2	4,00	800,00
Всього				6192,50
Невраховані матеріали, 10% від загальної суми витрат на матеріали	619,25
Транспортно заготівельні витрати, 5% від загальної суми витрат на матеріали	309,63
ЗАГАЛОМ				7121,38

Витрати на куповані вироби та напівфабрикати наведені в табл. 7.5.

Таблиця 7.5. Витрати на куповані вироби та напівфабрикати