Изготовление сварной конструкции - фермы
Описание сварной конструкции (фермы), ее назначение и обоснование выбора материала. Выбор и обоснование методов сборки и сварки, ее режима. Расчёт количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии. Методы контроля качества.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.03.2015 |
| Размер файла | 512,7 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- 1. Технологический раздел
- 1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение
- 1.2 Обоснование материала сварной конструкции
- 1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции
- 1.4 Определение типа производства
- 1.5 Выбор и обоснование методов сборки и сварки
- 1.6 Режимы сварки
- 1.7 Выбор сварочных материалов
- 1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента
- 1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку
- 1.10 Расчёт количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии
- 1.11 Расчёт количества оборудования и его загрузки
- 1.12 Расчёт количества работающих
- 1.13 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
- 1.14 Методы борьбы со сварочными деформациями
- 1.15 Выбор методов контроля качества
- 1.16 Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды
- Заключение
- Список литературы
1. Технологический раздел
1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение
Область применения
Фермы широко используются в современном строительстве, в основном для перекрытия больших пролётов: мосты, стропильные системы промышленных зданий, спортивные сооружения. Также данная конструкция может использоваться специалистами при производстве различных видов павильонов, сценических конструкций, тентов и подиумов.
Принцип работы
Если произвольным образом скрепить на шарнирах несколько стержней, то они будут беспорядочно крутиться вокруг друг друга, и подобная конструкция будет, как говорят в строительной механике, "изменяемой", то есть если на неё надавить, то она сложится, как складываются стенки спичечного коробка. Совсем другое дело, если Вы составите из стерженьков обычный треугольник. Теперь, сколько бы Вы ни давили, конструкция сможет сложиться, только если сломать один из стержней, или оторвать его от других. Это конструкция уже "неизменяемая". Конструкция фермы содержит в себе эти треугольники. И стрела башенного крана и сложные опоры, все они состоят из маленьких и больших треугольников.
Важно знать, что так как любые стержни лучше работают на сжатие-растяжение, чем на излом, то нагрузку к ферме следует прикладывать в точках соединения стержней.
Фактически стержни фермы обычно соединяют между собой не через шарниры, а жёстко. То есть, если взять два любых стержня и отрезать их от остальной конструкции, то они не будут вращаться относительно друг друга. Однако, в простейших расчётах этим пренебрегают и считают, что шарнир имеется.
Конструкция элементов и узлов ферм.
Элементы ферм, как правило, выполняются из парных профилей. Это позволяет осуществить сопряжение их в узлах с помощью так называемых фасонок или косынок - стальных листов, к которым каждый элемент фермы прикрепляется способом заклёпок или сварки. Применение сварки позволяет всегда заметно уменьшить вес стропильных ферм. Сечение элементов, количество заклёпок, длина сварных швов определяются расчётом на прочность и зависят от действующих в элементах усилий нагрузки на ферму и от её пролёта.
Верхний пояс выполняют обычно в виде таврового сечения из двух неравнобоких уголков размером от 100 х 75 мм до 200 х 120 мм, составленных узкими полками, нижний пояс - из равнобоких уголков размером от 65 х 65 мм до 150 х 150 мм, но могут применяться и неравнобокие уголки. В тех случаях, когда пояса несут нагрузку в пределах панели и потому изгибаются, их делают из парных швеллеров №№ 14 - 22.
Элементы решётки конструируют обычно таврового или крестообразного сечения из равнобоких уголков размером от 60 х 60 мм, до 80 х 80 мм. Для упрощения производства работ желательно, чтобы все элементы фермы были подобраны не более чем из 5 - 6 различных профилей.
Пояса ферм имеют, как правило, длину, значительно превышающую максимальную длину прокатных профилей (12 - 15 м). Кроме того, на заводе нецелесообразно изготовлять целиком фермы длиной в 20 - 30 м, которые было бы неудобно транспортировать к месту постройки. Поэтому фермы большей частью изготовляют из двух половин, устраивая в поясах по середине пролёта стыки.
Для того чтобы в стержнях ферм не возникали дополнительные напряжения от изгиба, оси всех стержней в узле должны сходиться в одной точке или, как говорят, центрироваться (показано пунктиром). Стержни сварных ферм центрируются по центрам тяжести элементов, а стержни клёпаных ферм - по линиям размещения заклёпок, называемых рисками.
Сталь 17ГС (жаропрочная низколегированная) применяется: для изготовления корпусов аппаратов, днищ, емкостного оборудования, фланцев и других сварных деталей, работающих под давлением при температурах от - 40°С до +475°С; деталей и элементов трубопроводов пара и горячей воды атомных станций (АС), с расчётной температурой среды не выше +350°С при рабочем давлении менее 2,2 МПа (22 кгс/см2); электросварных прямошовных труб группы прочности К52 для строительства газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов; прямошовных электросварных экспандированных труб, предназначенных для строительства трубопроводов высокого давления.
Наименование конструкции - ферма. Класс стали сварной конструкции - 17ГС. Материал стержней - сталь С345, материал фасонок - сталь С345.
Размеры: Длина - 24 м.;
Высота - 3,7м.;
Ширина - 0,35 м.
Масса конструкции - 1952 кг.
1.2 Обоснование материала сварной конструкции
Обоснование материала сварной конструкции производить с учетом следующих основных требований:
обеспечение прочности и жесткости при наименьших затратах ее изготовления с учетом максимальной экономии металла;
гарантирования условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;
обеспечение надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, при переменных температурах в агрессивных средах.
Определение структуры стали осуществляется по диаграмме Шеффлера.
сварная конструкция ферма сварка
Сварка конструкции происходит из стали марки 17ГС. Механические свойства стали 17ГС приведены в таблице 1. Химический состав свариваемого материала приведен в таблице 2.
Таблица 1 - Механические свойства сталей
|
Марка Стали |
ГОСТ |
Временное сопротивление разрыву, МПа |
Предел текучести, Мпа |
Относительное удлинение, % |
Ударная вязкость, Дж/см2 |
|||
|
при t испытания,°С |
||||||||
|
-20 |
-40 |
-70 |
||||||
|
17ГС |
19281-89 |
320-345 |
490-510 |
19-23 |
34-44 |
Таблица 2 - Химический состав стали
|
Марка стали |
ГОСТ |
Содержание элементов, % |
|||||||
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Cu |
Другие элементы |
|||
|
17ГС |
19281-89 |
0,14-0, 20 |
0,40-0,60 |
1,0-1,4 |
<0.3 |
<0.3 |
<0.3 |
Для этого первоначально для стали рассчитывается эквивалентное значение хрома:
Экв Cr = %Cr + %Mo + 2%Ti + 2%Al + %Nb + 1,5%Si + %V=
= 0,3+0+0+0+0+1,50,6+0=1,2 % (1)
А затем рассчитывается эквивалентное значение никеля:
Экв Ni = %Ni + 30%C + 30%N + 0,5Mn=
=0,3+300,2+300,008+0,51,4=7,24 % (2)
По значениям Экв Cr и Экв Ni на диаграмме Шеффлера (рисунок 1) наносится точка, соответствующая структуре стали.
Рисунок 1 - Диаграмма Шеффлера
1.3 Технические условия на изготовление сварной конструкции
Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.
В качестве основных материалов, применяемых для изготовления ответственных сварных конструкций, работающих при динамических нагрузках должны применяться легированные стали по ГОСТ 19281-89 или углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.
Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата - данными испытаний лабораторий завода.
При ручной дуговой сварке должны применяться электроды не ниже типа Э42А по ГОСТ 9467-75 со стержнем из проволоки Св-08 по ГОСТ 22496-70.
Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.
Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.
После вальцовки или гибки, детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.
Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали, допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1: 10, не более 2 мм.
Вмятины после правки и криволинейность свариваемых кромок не должны выходить за пределы установленных допусков на зазоры между свариваемыми деталями. Предельные отклонения угловых размеров, если они не оговорены в чертежах, должны соответствовать десятой степени точности ГОСТ 8908-81.
Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.
Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.
Детали, предназначенные для контактной сварки, в местах соединения должны быть с обеих сторон очищены от окалины, масла, ржавчины и других загрязнений.
Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися. при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.
Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.
При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.
Допускаемое смещение свариваемых кромок относительно друг друга и величина допустимых зазоров должны быть не более величин, устанавливаемых на основные типы, конструктивныё элементы и размеры сварных соединений по ГОСТ 14771-76, ГОСТ 235182-79, ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 14776-79, ГОСТ 15878-79, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75.
Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.
Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 3, угловые размеры по 10 степени точности ГОСТ 8908-81 при отсутствии на чертежах других требований к точности.
Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.
Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.
Сборка под сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.
К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики, имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.
Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.
Практический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.
Изготовление стальных сварных конструкций должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.
Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.
Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.
Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.
Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.
По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков и с плавным переходом к основному металлу.
По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.
При контактной точечной сварке глубина вдавливания электрода в основной металл сварочной точки не должна превышать 20% от толщины тонкой детали, но не более 0,4 мм.
Увеличение диаметра контактной поверхности электрода в процессе сварки не должно превышать 10% от установленного техпроцессом размера.
При сборке под точечную сварку зазор между соприкасающимися поверхностями в места расположения точек не должен превышать 0.5.0,8 мм.
При сварке штампованных деталей зазор не должен превышать 0,2.0,3 мм.
При контактной точечной сварке деталей разной толщины режим сварки следует устанавливать в соответствии с толщиной более тонкой детали.
После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14776-79.
Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТу 14776-79.
В процессе сборки и сварки ответственных сварных соединений должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.
Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.
В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.
После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.
Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.
Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.
Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.
Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.
Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.
1.4 Определение типа производства
Все предприятие, производящие металлическую конструкцию, относится к серийному типу производства.
Серийное производство значительно эффективнее, чем единичное, т.к. более полно используется оборудование, а специализация рабочих мест обеспечивает производительность труда. В зависимости от числа изделий в партии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Годовая программа 140 конструкций соответствует малосерийному производству при массе конструкции 17568 кг.
1.5 Выбор и обоснование методов сборки и сварки
Сборку сварных конструкций в единичном и мелкосерийном производстве можно производить по разметке с применением простейших универсальных приспособлений (струбцин, скоб с клиньями), с последующей прихваткой с использованием того же способа сварки, что и при выполнении сварных швов.
В условиях серийного производства сборка под сварку производится на универсальных плитах с пазами, снабжёнными упорами, фиксаторами с различными зажимами. На универсальных плитах сборку следует вести только в тех случаях, когда в проекте заданы однотипные, но различные по габаритам сварные конструкции. При помощи шаблонов можно собрать простые сварные конструкции.
Кроме того, сборочные приспособления обеспечивают сокращение длительности сборки и повышение производительности труда, облегчение условий труда, повышение точности работ и улучшение качества готовой сварной конструкции.
Собираемые под сварку детали крепятся в приспособлениях и на стендах с помощью различного рода винтовых, ручных, пневматических и других зажимов.
Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:
толщины свариваемого материала;
протяжённости сварных швов;
требований к качеству выпускаемой продукции;
химического состава металла;
предусматриваемой производительности;
себестоимости 1 кг наплавленного металла;
Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются.
ручная дуговая сварка;
полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;
автоматическая сварка в среде защитных газов и под флюсом.
Ручная дуговая сварка (РДС) из-за низкой производительности и высокой трудоёмкости не приемлема в серийном и массовом производствах. Она используется в основном в единичном и мелкосерийном производстве.
1.6 Режимы сварки
Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход защитного газа.
Параметры режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы сварки, исходя из толщин свариваемого металла, типа соединения и его положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки; но также и технологические факторы, как род и плотность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма соединения и величина зазора.
Расчёт режима сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения, толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюс, либо защитный газ, а также способ защиты от протекания расплавленного металла. Поэтому до начала расчёта следует установить по ГОСТ 8713-79, либо по ГОСТ 14771-76 конструктивные элементы заданного сварного соединения.
Для угловых швов глубина проплавления может быть принята:
НПР = 0,6д=0,65=3 мм (3)
1.7 Выбор сварочных материалов
Общие принципы выбора сварочных материалов характеризуются следующими основными условиями:
обеспечение требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определяемого уровня механических свойств материала шва в сочетании с основным металлом;
обеспечение необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);
отсутствием горячих трещин, т.е. получением металла шва с достаточной технологической прочностью;
получением комплекса специальных, свойств металла, шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости).
Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятым способом сварки.
Выбор и обоснование конкретных типов и марок сварочных материалов следует произвести на основании литературных источников с учётом требований.
Выбор стальной проволоки для механизированных способов сварки производится по ГОСТ 2246-70, который предусматривает выпуск стальной сварочной проволоки для сварки диаметром от 0,3 до 12 мм.
Сварочная проволока для сварки алюминия и его сплавов поставляется по ГОСТ 7881-75.
Таблица 3 - Соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей
|
Толщина свариваемых деталей, мм |
1-2 |
3-5 |
4-10 |
12-24 |
30-60 |
|
|
Диаметр этектрода, мм |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-8 |
Таблица 4 - Выбор электродов для сварки
|
Материал свариваемых заготовок |
Тип элект- рода |
Вид покрытия электрода |
Марка электрода |
Примечание |
|
|
Низкоуглеродистая |
Э42 |
А |
СМ-, УНЛ-1 |
Сварка на постоянном токе |
|
|
Б |
УОНИ-13/45,СМ-11 |
Ток постоянный и переменный |
|||
|
Среднеуглеродистая |
Э42А |
А |
УОНИ-13/45 |
Ток постоянный. Применяется для сварки неотвественных конструкций |
|
|
Э50 |
Б |
УОНИ-13/45 |
Ток постоянный. Для сварки ответственных конструкций |
||
|
Низкоуглеродистая, низколигерованные стали |
ЭХМ Э85 |
А |
ЦЛ-14 |
Для сварки теплоустойчивых сталей типа 12ХМ,15ХМ. Ток постоянный и переменный |
|
|
Б |
УОНИ-13/85 |
Для сварки сталей типа 15Х. Ток постоянный |
Тблица 5 - Материалы для сварных соединений стальных конструкций, выполняемых ручной электродуговой сваркой
|
Группы конструкций в климатических районах |
Стали |
||
|
покрытыми электродами типов поГОСТ 9467-75* |
|||
|
2, 3 и 4 - во всех районах, кроме I1, I2, II2 и II3 |
С235, С245, С255, С275, С285, 20, ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3сп |
Э42, Э46 |
|
|
С345, С345Т, С375, С375Т, С390, С390Т, С390К, С440, 16Г2АФ, 09Г2С |
Э50 |
||
|
1 - во всех районах; 2, 3 и 4 - в районахI1, I2, II2 и II3 |
С235, С245, С255, С275, С285, 20, ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3сп |
Э42А, Э46А |
|
|
С345, С345Т, С375, С375Т, 09Г2С |
Э50А |
||
|
С390, С390Т, С390К, С440, 16Г2АФ |
Э50А |
Следуя из таблиц 3,4,5, делаем выбор электрода:
Тип Э42
Марка УОНИ-13/45
Ток постоянный и переменный
Диаметр 5-6 мм
Группа конструкций в климатических районах 2,3 и 4 - во всех районах, кроме I1, I2, II2 и II3.
1.8 Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента
В соответствии с установленным технологическим процессом производят выбор сварочного оборудования. Основными условиями выбора служат:
техническая характеристика сварочного оборудования, отвечающая принятой технологии;
наименьшие габариты и вес;
наибольший КПД и наименьшее потребление электроэнергии;
минимальная стоимость.
Основным условием при выборе сварочного оборудования является тип производства.
Так, при единичном и мелкосерийном производстве из экономических соображений необходимо более дешевое сварочное оборудование - сварочные трансформаторы, выпрямители или сварочные полуавтоматы, отдавая предпочтение оборудованию, работающему в среде защитных газов с источником питания - выпрямителями.
Выбираем Выпрямитель сварочный ВД-313 предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми электродами изделий из стали на постоянном токе. Сварочный ток плавно регулируется с помощью механического перемещения магнитного шунта горизонтального исполнения. Градуировка тока дуги выпрямителя сварочного ВД-313 выполнена на внешней поверхности шунта. Оригинальный механизм шунтового регулирования резко уменьшает время, необходимое на смену режима сварки. Выпрямитель сварочный ВД-313 отличается простотой, надежностью конструкции, низким весом, мобильностью и по сварочным свойствам не уступает известному сварочному выпрямителю ВД-306. Выпускается ВД-313 в исполнении с приборами и без них.
Рисунок 2 - Выпрямитель сварочный ВД-313
Технические характеристики выпрямителя сварочного ВД-313:
Напряжение питающей сети, В 3х380 Пределы регулирования сварочного тока, А 60-315 Номинальный сварочный ток, А 315 Номинальный режим работы при продолжительности цикла сварки 10 мин., ПН, % 60 Номинальное рабочее напряжение, В 32 Напряжение холостого хода, В, не более 70 Первичная мощность, кВА, не более 26 Масса, кг 95 Габаритные размеры (ДхШхВ), мм 964х570х827
Выпрямитель сварочный ВД-313:
Плавная регулировка сварочного тока Отказ от подвижных обмоток Принудительное охлаждение
Есть выпрямительный блок (диодный мост) для данного сварочного выпрямителя.
1.9 Определение технических норм времени на сборку и сварку
Общее время на выполнение сварочной операции Тсв, час, определяется по формуле:
Tсв= tо+ tп. з. + tв+ tобс+ tп; где ч;
tп. з. = 10% tо=0,14,613=0,413 ч;
tв = tэ+ tкр+ tизд+ tкл=0,08+0,142+0,105+0,05=0,377ч;
tобс = (0,06…0,08) ·tо=0,323 ч.
Tсв=4,613+0,413+0,377+0,323+0,33=6,06 ч.
1.10 Расчёт количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии
Масса наплавленного металла , определяется по формуле:
кг;
При полуавтоматической сварке расход флюса на изделие Gф, кг, определяется по формуле:
Gэл = (1,4…1,6) · МУНМ=32,909 кг;
Таблица 3 - Сводная таблица расхода материалов
|
Наименование сборочной единицы |
Расход материала на узел, кг |
||||
|
электроды |
проволока |
флюс |
газ |
||
|
Ферма Ф1 |
32,909 |
- |
- |
- |
1.11 Расчёт количества оборудования и его загрузки
Требуемое количество оборудования рассчитывается по данным техпроцесса.
Определяем действительный фонд времени работы оборудования Фд, ч, по формуле:
ФД = (Дp·tn-Дпр·tc) ·Kпр ·Кс= (2538-91) 0,951=1914,25 ч;
Определяем общую трудоёмкость, программы То, н-ч, сварных конструкций по операциям техпроцесса:
сборочная: н-ч;
сварочная: н-ч;
слесарная: н-ч.
Таблица 4 - Ведомость трудоёмкости изготовления сварных конструкций
|
Наименование сварных конструкций |
Наименование операций |
Норма штучного времени, Тшт, мин |
Программа, В, шт |
Трудоёмкость, Т, н-ч |
|
|
Основная сварная конструкция |
Сборочная Сварочная Слесарная |
Тшт. сб. =120 Тшт. св. =280 Тшт. сл. =175 |
140 |
76300 |
Рассчитываем количество оборудования Ср по операциям техпроцесса:
шт;
шт;
шт;
принятое количество оборудования Сп=1,1,1шт.
Расчёт коэффициента загрузки оборудования.
По каждой операции:
, ,
Средний по расчёту:
1.12 Расчёт количества работающих
Определяем численность производственных рабочих (сборщиков, сварщиков). Численность основных рабочих Рор, определяется для каждой операции по формуле:
чел.;
чел.;
чел.;
определяем численность вспомогательных рабочих Рвр, по формуле:
чел;
определяем численность служащих Рсл, по формуле:
чел;
в том числе численность руководителей (мастеров) Ррук, по формуле:
чел;
Определяем численность специалистов (технологов) Рспец, по формуле:
чел;
Определяем численность технических исполнителей (табельщиков) Ртех. исп., по формуле:
чел.
Результаты расчётов занести в таблицу 16.
Таблица 5 - Численность работающих
|
Категории работающих |
Количество |
|
|
Основные: |
3 |
|
|
Вспомогательные рабочие: |
1 |
|
|
Служащие: мастера технологи табельщики |
1 1 1 |
|
|
Итого |
7 |
1.13 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Затраты на силовую электроэнергию Wсил, кВт ч., определяем по формуле:
кВт ч;
1.14 Методы борьбы со сварочными деформациями
Для борьбы с остаточными деформациями и напряжениями следует соблюдать следующие правила.
При сборке конструкций применять по возможности сборочные приспособления (стяжные планки, клинья и т.п.), обеспечивающие свободное перемещение свариваемых конструкций от усадки швов. Прихватки можно применять только для стыков деталей из тонкого металла (3-5 мм) и в нахлесточных соединениях. Следует строго соблюдать размеры притуплений, зазоров и соосность элементов.
Выполнять необходимую последовательность сварки швов; чередование слоев двухстороннего шва. Не допускать превышения величины тепловложення в шов (увеличения силы сварочного тока по сравнению с рекомендуемой для электродов применяемого типа и диаметра).
Использовать жесткое закрепление деталей перед сваркой для уменьшения их деформаций (если это предусмотрено технологической запиской или инструкцией) с помощью прихваток или приспособлений; использовать вибрацию конструкций в процессе сварки для уменьшения деформаций и напряжений.
При сварке пластических сталей и металлов использовать проковку слоев шва непосредственно за сваркой (если это предусмотрено технологической запиской).
Использовать предварительный обратный выгиб листовых деталей.
При сварке листовых резервуарных конструкций (днищ и корпусов) сперва сваривать стыки между листами, а потом стыки между полосами или поясами, при обратном порядке не исключены появление трещин в местах пересечений швов, а также увеличение коробления конструкций.
В необходимых случаях применять предварительный и сопутствующий подогревы.
Применять в необходимых случаях общую или местную термическую обработку сварных соединений.
Правка деформированных после сварки конструкций широко применяется на заводах и мастерских при недопустимом искажении формы и размеров конструкций.
Иногда применяют комбинированный термомеханический метод для ликвидации выпучины. Для этого нагревают до температуры 700-800°С по окружности эту выпучину, а затем простукивают ее равномерно деревянным молотком, подложив с другой стороны плиту или какую-нибудь другую поддержку, что облегчит пластическую деформацию металла и устранение выпучины.
1.15 Выбор методов контроля качества
Сварочные материалы перед использованием должны быть проконтролированы:
на наличие сертификата (на электроды, проволоку и флюс) с проверкой полноты приведенных в нем данных и их соответствия требованиям стандарта, технических условий или паспорта на конкретные сварочные материалы;
на наличие на каждом упаковочном месте (пачке, коробке, ящике, мотке, бухте и пр.) соответствующих этикеток (ярлыков) или бирок с проверкой указанных в них данных;
на отсутствие повреждений упаковок и самих материалов;
на наличие для баллонов с газом соответствующего документа, регламентированного стандартом.
Контроль качества сварных соединений стальных конструкций производится:
внешним осмотром с проверкой геометрических размеров и формы швов в объеме 100 %;
неразрушающими методами (радиографированием или ультразвуковой дефектоскопией) в объеме не менее 0,5 % длины швов. Увеличение объема контроля неразрушающими методами или контроль другими методами проводится в случае, если это предусмотрено чертежами КМ или НТД (ПТД).
Результаты контроля качества сварных соединений стальных конструкций должны отвечать требованиям СНиП 3.03.01-87 (пп.8.56-8.76), которые приведены в приложении 14.
Контроль размеров сварного шва и определение величины выявленных дефектов следует производить измерительным инструментом, имеющим точность измерения ±0,1 мм, или специальными шаблонами для проверки геометрических размеров швов. При внешнем осмотре рекомендуется применять лупу с 5-10-кратным увеличением.
Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений конструкций не допускаются и должны быть устранены с последующей заваркой и контролем.
Контроль швов сварных соединений конструкций неразрушающими методами следует проводить после исправления недопустимых дефектов, обнаруженных внешним осмотром.
Выборочному контролю швов сварных соединений, качество которых согласно проекту требуется проверять неразрушающими физическими методами, должны подлежать участки, где наружным осмотром выявлены дефекты, а также участки пересечения швов. Длина контролируемого участка не менее 100 мм.
В швах сварных соединений конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40°С до минус 65°С включительно допускаются внутренние дефекты, эквивалентная площадь которых не превышает половины значений допустимой оценочной площади. При этом наименьшую поисковую площадь необходимо уменьшить в два раза. Расстояние между дефектами должно быть не менее удвоенной длины оценочного участка.
В соединениях, доступных сварке с двух сторон, а также в соединениях на подкладках суммарная площадь дефектов (наружных, внутренних или тех и других одновременно) на оценочном участке не должна превышать 5 % площади продольного сечения сварного шва на этом участке.
В соединениях без подкладок, доступных сварке только с одной стороны, суммарная площадь всех дефектов на оценочном участке не должна превышать 10 % площади продольного сечения сварного шва на этом участке.
Сварные соединения, контролируемые при отрицательной температуре окружающего воздуха, следует просушить нагревом до полного удаления замерзшей воды.
1.16 Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды
Исходя из того, что человеческое тело обладает собственным сопротивлением, безопасное напряжение, воздействующее на человека не должно превышать 12 В. Следовательно, раз напряжение холостого хода при дуговой ручной сварке достигает 80 В, а при плазменной резке и сварке 200 В, обеспечение норм техники безопасности заключается в надежной изоляции токоподводящих кабелей и надежном заземлении источников сварочного тока. С целью избежания поражения электрическим током, оборудование должно комплектоваться автоматическими системами отключения электроэнергии в случае обрыва дуги. Так же и держатель электрода должен иметь изоляцию для предотвращения случайного контакта с изделиями и токоподводящими устройствами. Строго запрещается осуществлять контакт с клеммами цепей высокого напряжения.
Место, в котором находится сварочное оборудование, должно быть огорожено перегородкой из негорючего материала. Стены рекомендуется красить в матовые цвета для уменьшения эффекта отражения света.
При резке появляются брызги расплавленного металла, что является опасностью для сварочного оборудования. Следовательно, в местах расположения оборудования не допускается осуществлять складирование любых смазочных и легковоспламеняющихся материалов. При возникновении возгорания, оно может быть замечено не сразу, поэтому по окончании работ следует тщательно осмотреть место проведения работ на предмет возможного возгорания.
При ручной дуговой сварке атмосфера загрязняется, в основном, окисью углерода, азота, фтористого водорода, токсическими веществами-фторидами. При сварке легированных теплоустойчивых и высоколегированных сталей с особыми свойствами в сварочной пыли появляются соединения хрома, никеля, молибдена, которые загрязняют атмосферу и оседают на почве.
Расчет вентиляции на рабочих местах сборочно-сварочного участка.
Местные отсосы могут быть совмещены с технологическим оборудованием и не связаны с оборудованием. Они могут быть стационарными и нестационарными, подвижными и неподвижными.
Часовой объем вытяжки загрязненного воздуха Lв, определяется по формуле, м3/ч:
м3/ч;
Выбираем по таблице 17 вентилятор № 2 с воздухообменом 1000 м3/час, электродвигатель 4А100S2У3.
Освещение сборочно-сварочного участка
В сборочно-сварочных цехах целесообразно создание системы общего освещения локализованного или равномерного общего с использованием переносных светильников местного освещения. Уровни освещенности для сварочных работ установлены в соответствии с нормативными документами для люминесцентных ламп Еср=150 лк., для ламп накаливания Еср= 50 лк.
Число ламп Л, необходимых для освещения, подсчитывают по формуле
А= 12*21=252 м2;
шт.
Заключение
В данном курсовом проекте рассмотрена стальная конструкция ферма Ф1, изготовленная из конструкционной жаропрочной, низколегированной стали марки 17ГС. Элементы сварной конструкции соединены угловыми швами, установленные по ГОСТ 5264-80 "Ручная дугова сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры". Электроды марки УОНИ-13/45 были выбраны по ГОСТ 7881-75.
Был выбран Выпрямитель сварочный ВД-313, который удовлетворяет основным требованиям.
При расчете количества оборудования и его загрузки средний коэффициент загрузки составил 0,211, что говорит о возможности повышения загрузки производства и увеличении годовой программы.
Список литературы
1. Блинов А.Н. Сварные конструкции. - М.: Стройиздат, 1990. - 350 с.
2. Верховенко Л.В., Тунин А.Н. Справочник - сварщика.: Высшая школа, 1990. - 497 с.
3. Козвяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. - 255 с.
4. Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. - М.:. Высшая школа. 1991. - 397 с.
5. Михайлов А.И. Сварные конструкции. - М.: Стройиздзт. 1993. - 366 с.
6. Степанов Б.В. Справочник сварщика. - М.: Высшая школа, 1990. - 479с.
7. Э Белоконь В. М - Производство сварных конструкций. - Могилёв. 1998. - 139с.
8. Браудс М.Э. Охрана труда при сварке в машиностроении - М.: Машиностроение, 1978. - 186 с.
9. Белов С.В., Бринза В.Н. и др. Безопасность производственных процессов: Справочник - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор и обоснование выбора материала сварной конструкции. Определение типа производства. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций с выбором способа сборки, сварки, оборудования для сборки и сварки, режимов сварки, сварочных материалов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.05.2017Назначение, описание и условия работы сварной конструкции - стойка стенки пластинчатого накопителя. Обоснование выбора материала сварной конструкции и сварочных материалов. Расчет режимов сварки. Определение усилий, необходимых для прижима заготовок.
курсовая работа [669,9 K], добавлен 05.05.2014Характеристики и обоснование выбора марки стали сварной конструкции. Организация рабочего места, выбор источника питания, электродов и режима сварки. Определение расхода проката и сварочных материалов. Методы контроля качества и устранения дефектов.
курсовая работа [159,1 K], добавлен 15.01.2016Сварка как один из распространенных технологических процессов соединения материалов. Описание конструкции балки. Выбор и обоснование металла сварной конструкции. Выбор сварочного оборудования, способа сварки и методов контроля качества сварных соединений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.02.2014Назначение, особенности и условия эксплуатации сварной конструкции. Выбор и обоснование выбора способа сварки балки двутавровой. Определение расхода сварочных материалов. Определение параметров сварных швов и режимов сварки. Контроль качества продукции.
дипломная работа [643,9 K], добавлен 03.02.2016Описание и назначение конструкции "корпус питателя". Выбор материала для сварной конструкции, оборудования и инструментов. Обоснованный выбор способа сварки с учетом современных технологий. Технология изготовления и контроль качества сварной конструкции.
курсовая работа [460,8 K], добавлен 29.05.2013Назначение, описание, условия работы сварной конструкции. Обоснование материала сварной конструкции. Технологичность сварной конструкции. Критический анализ существующего на предприятии технологического процесса. Планировка участка цеха, выбор транспорта.
курсовая работа [149,6 K], добавлен 14.06.2009Выбор параметров технологического процесса изготовления сварной конструкции, в первую очередь заготовительных и сборочно-сварочных работ. Назначение и устройство стойки под балкон. Технологический процесс и операции газовой сварки алюминия и его сплавов.
курсовая работа [54,6 K], добавлен 19.01.2014Характеристика металла конструкции из стали 09Г2С: химический состав и механические свойства. Выбор сварочных материалов и оборудования. Методика расчета режимов механизированной сварки. Подготовка металла под сварку. Дефекты и контроль качества швов.
курсовая работа [161,4 K], добавлен 14.05.2013Описания проектируемой конструкции, способа сварки, сварочных материалов и оборудования. Обзор выбора типа электрода в зависимости от марки свариваемой стали, толщины листа, пространственного положения, условий сварки и эксплуатации сварной конструкции.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.12.2011
