Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

На даному етапі розвитку техніки та промисловості однією з нагальних проблем являється проблема перевезень вантажів та пасажирів. Вирішення цієї проблеми потребувало від людства будівництва різноманітних автомобільних та залізничних шляхів. Для забезпечення переправ через річки, канали та різноманітні перешкоди потрібно було розробити конструкцію, яка б дозволила безперешкодно їх долати.Такою конструкцією являється міст. Мостобудівництво набуває все більшого та більшого розвитку в прямій залежності від техногенного розвитку.

Одним з нових проектів у мостобудівництві, в м. Києві, являється залізничний міст на Подолі, через р. Дніпро. В проектному рішенні будівництва, були закладені нові рішення, щодо покращення якості та автоматизації зварювальних операцій.

Метою даного дипломного проекту являється вирішення проблем, пов'язаних зі збільшувальним зварюванням ортотропних плит. До місця зварювання вироби подаються у вигляді листів з ребрами жорсткості, їх розміри визначаються можливістю безперешкодного транспортування з місця виготовлення. Після зварювання ці плити використовуються, як складова частина несучої конструкції мосту.

Було проаналізовано особливості зварюваного матеріалу та конструктивні особливості виробу. Призначено спосіб зварювання - плавким електродом під шaром флюсу. На основі аналізу складено технічне завдання на проектування.

Розроблено конструкцію елементів та вузлів установки, зокрема пальника. Відповідно до завдання складено електричні принципові схеми установки та джерела живлення.

Проаналізовано основні шкідливі фактори, які виникають при роботі установки.

Виконано техніко-економічний аналіз розробленої установки.

1. Характеристики виробу, матеріали та режими зварювання

Виріб, що зварюється - мостова ортотропна плита - складається з полотнищ та ребер жорсткості.Спочатку до полотнища приварюють чотири поздовжні ребра жорсткості, потім полотнище зварюється встик із листів розмірами 120003200мм. Товщина листів 14 мм.

Полотнище виготовляється з листової низьколегованої сталі 09Г2СД за ГОСТ 380-71.

Зовнішній вигляд виробу подано на рис 1.1

Рис 1.1

До стикового шва полотнища висуваються такі вимоги: відсутність тріщин, підрізів та інших подібних дефектів, які можуть привести до руйнування з'єднання.

Низьколеговані сталі мають хорошу здатність до зварювання. За умови проведення зварювання на нефорсованому режимі метал навколошовної зони зазнає незначних структурних змін. Зміни хімічного складу, які виникають внаслідок нагрівання та плавлення металу, компенсують за рахунок введення легуючих елементів через флюс та електродний дріт.

Матеріал виробу - сталь 09Г2СД. Хімічний склад матеріалу наведено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1. Хімічний склад сталі 09Г2СД (ГОСТ 380-71)

C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Cu	N
			%, не більше
0.12	1,3 - 1,7	0,5 - 0,8	0,035	0,04	0,3	0,3	0,15-0,3	0,12

Низьколеговані сталі відносяться до числа матеріалів, які добре зварюються. Для цих сталей технологію зварювання вибирають з умов забезпечення комплексу вимог, головна з яких - досягнення рівноміцності зварного з'єднання з основним металом і відсутність дефектів у зварному з'єднанні. Для цього механічні властивості металу шва, навколошовної зони і зварного з'єднання в цілому повинні бути не нижчі від мінімальних механічних властивостей основного металу. У металі швів не повинно бути тріщин, непроварів, пор, підрізів і інших дефектів, зварне з'єднання повинне бути стійким проти переходу в крихкий стан.

Механічні властивості металу шва і зварного з'єднання залежать від його структури, обумовленої хімічним складом, умовами остигання зварної конструкції і термообробкою.Механічні властивості сталі наведено в таблиці 1.2

Таблиця 1.2. Механічні властивості сталі 09Г2СД при t=20 oС

sв,МПа	sT,МПа	d5,%	KCU, кДж / м2
500	350	21	650

При зварюванні низьколегованої сталі метал шва незначно відрізняється по складу від основного металу. Ця відмінність, в основному зводиться до зниження вмісту в металі шва вуглецю (оскільки електродний дріт містить менше вуглецю, ніж основний метал) і підвищенню змісту марганцю і кремнію. В зварній конструкції найнебезпечнішим місцем є зварний шов. В процесі експлуатації виробу у зварному шві можуть виникнути тріщини, корозія. Для зменшення можливості виникнення цих явищ потрібно, щоб метал шва і виробу по складу були максимально схожі.

Це можливо зробити підбором зварювального дроту, хімічний склад якого має бути схожим із хімічним складом виробу. Найбільш схожим за хімічним складом до сталі 09Г2СД є зварювальний дріт Св08ХМ, хімічний склад якого наведено у таблиці 1.3.

Поверхня електродного дроту повинна бути чистою, ржавий та забруднений дріт для зварювання не придатний.

Таблиця 1.4. Хімічний склад зварювального дроту Св08ХМ,%

C, %	0,06-0,1
Mn, %	0,35-0,6
Si, %	0,12-0,3
S, %	не більше 0,025
P, %	не більше 0,03
Мо, %	0,5-0,7
Ni, %	0.3

В залежності від хімічного складу зварюваних виробів,а також виходячи з марки зварювальної проволоки обираємо флюс для захисту зони зварювання. У випадку для низьколегованої сталі 09Г2СД та зварювальної проволоки СВ08ХМ обираємо флюс марки АН-47 (ТУ 05416923.049-99). Хімічний склад флюсу наведено в таблиці 1.4

Талиця 1.4 Хімічний склад флюсу АН-47,%

SiO2	CaO	MnO	Al2O3	CaF2	Fe2O3	S	P
28-33	13-17	11-18	9-13	8-13	0.5-3	0.05	0.08

2. Обґрунтування обраного способу зварювання мостових ортотропних плит

Для зварювання запропонованої конструкції можливим є використання широкої гами способів зварювання плавленням. Розглянемо основні з них з точки зору переваг та недоліків відносно заданої конструкції.

Ручне дугове зварювання металевими електродами з покриттям у даний час залишається одним з найпоширеніших методів, що застосовуються при виготовленні зварних конструкцій. Це пояснюється простотою і мобільністю застосовуваного устаткування, можливістю виконання зварювання в різних просторових положеннях і в місцях, важкодоступних для механізованих способів зварювання.

Істотним недоліком ручного дугового зварювання металевим електродом, так само як і інших способів ручного зварювання, є мала продуктивність процесу і залежність якості зварного шва від практичних навичок зварника, та економічна недоцільність.

У цілому якість ручного дугового зварювання залежить від правильності вибору параметрів режиму зварювання, складу і якості зварювальних матеріалів, стану поверхонь, що зварюються, якості підготовки і складання окрайок під зварювання.

При зварюванні у середовищі інертного газу забезпечується естетичний зовнішній вигляд шва та висока продуктивність зварювання. Однак обладнання для цього способу зварювання значно дорожче за розглянутий вище спосіб, а вартість аргону у декілька разів вища за вартість вуглекислого газу. Окрім цього, способу властиві такі недоліки, як порушення газового захисту зони шва та підвищена кількість азоту у з'єднанні.

Дугове зварювання порошковим дротом має такі переваги: якість шва досить висока, вартість обладнання - на рівні обладнання для зварювання у вуглекислому газі. Дуга при цьому способі відкрита, отже, є можливість стеження за процесом зварювання. Шихта дроту при розплавленні забезпечує надійний захист шва.

Недоліком способу є низька продуктивність, висока ціна дроту. Також при зварювання порошковим дротом рекомендовано застосовувати додатковий газовий захист, що приводить до додаткових витрат.

Дугове зварювання у середовищі захисного газу. Переваги дугового зварювання плавким електродом у середовищі вуглекислого газу такі. По-перше, обладнання для цього способу зварювання дешевше за обладнання для зварювання в інертних газах, але дорожче за устаткування для ручного дугового зварювання.

Зварювання можна проводити у будь-якому просторовому положенні, вміст кисню у шві - в допустимих межах.

Недоліки зварювання у середовищі вуглекислого газу: відсутній абсолютний захист зварювальної ванни від повітря. При протягах порушується газовий захист зони зварювання, а повітря “підсмоктується” в зону розплавленого металу. При цьому вміст азоту в шві може вийти за припустимі межі. Такий спосіб зварювання характеризується високим коефіцієнтом розбризкування.

Автоматичне зварювання під флюсом. При зварюванні під флюсом дуга закрита - вона захищена від повітря шаром флюсу товщиною 30 - 50 мм та плівкою шлаку, який утворюється при розплавленні частини флюсу, який знаходиться безпосередньо близько до зони дуги. Завдяки флюсовому захисту дуга невидима і горить між електродом і виробом у шлаковому пузирі, який заповнено парами та газами, які виділяються при горінні дуги. Розплавлений флюс спливає на поверхню зварювальної ванни і при застиганні утворює шлакову корку.

При зварюванні під флюсом забезпечується надійний захист зони зварювання. Розплавлений метал не контактує із атмосферою. Продуктивність зварювання висока, що забезпечує задану високу продуктивність виробництва. Ціна устаткування менша, ніж необхідна для зварювання в інертних газах. Зварювання ведеться закритою дугою, тому не потрібен додатковий захист очей робітника від випромінювання дуги.

Недоліком способу є громіздкість обладнання у порівнянні із напівавтоматичним та ручним зварюванням, більш жорсткі вимоги до якості підготовки кромок та складання виробу під зварювання. Даний спосіб рекомендовано застосовувати для зварювання деталей великих товщин та великої довжини швів.

Отже, виходячи з розглянутих вище способів зварювання доцільно для виготовлення заданого виробу застосовувати автоматичне дугове зварювання під захисним шаром флюсу.

Зварювання поздовжнього шва полотнища є завершальною стадією процесу зварювання мостової ортотропної плити.

За ГОСТ 14771-78 обираємо зварне з'єднання С21. Ескіз з'єднання наведено на рис. 1.1.

Рис. 1.1

Призначаємо параметри режиму зварювання в таких межах:

1. Діаметр дроту, мм 3

2. Рід зварювального струму постійний

3. Полярність пряма

4.1 В залежності від номера проходу призначимо такі основні режими зварювання:

І прохід(кореневий шов):

4.2 Сила зварювального струму, А 200-250

4.3 Зварювальна напруга, В 30-32

4.4 Швидкість зварюванні, м/год 10-12

ІІ прохід:

4.5 Сила зварювального струму, А 600-650

4.6 Зварювальна напруга, В 32-34

4.7 Швидкість зварюванні, м/год 28-30

ІІІ прохід:

4.5 Сила зварювального струму, А 700-750

4.6 Зварювальна напруга, В 38-40

4.7 Швидкість зварюванні, м/год 34-36

Призначаємо такі зварювальні матеріали: дріт Св08ХМ ГОСТ 2246-70, флюс АН-47 (ТУ 05416923.049-99).

3. Розробка технічного завдання на установку для зварювання мостових ортотропних плит

3.1 Аналіз технологічного процесу зварювання

У даному випадку усі операції, пов'язані із збудженням та підтриманням горіння дугового розряду будуть виконуватись зварювальним автоматом, який безперервно подає в зону дуги зварювальний дріт по мірі його плавлення. Переміщення дуги уздовж шва здійснюється за допомогою візка автомата із відповідним приводом. Таким чином, при автоматичному зварюванні виробу подача дроту в зону дуги, створення захисного середовища та переміщення уздовж шва відбуватимуться за рахунок автоматизованих елементів.

Робітник, який обслуговуватиме таку установку, не братиме безпосередньої участі у виконанні шва. Але при цьому робітник керує процесом зварювання за допомогою допоміжного обладнання - пульта керування.

Шов при зварюванні під шаром флюсу неширокий, на додачу до цього деталі складаються під зварювання без зазору.

У механізмі притискання листів застосовано датчики -положення шва, світлоуказчик шва, які розміщені на зварювальному тракторі та кінцеві вимикачі, розміщені на поворотних столах.

3.2 Технічне завдання на проектування

1. Найменування та галузь використання

1.1. Установка для зварювання мостових ортотропних плит ЗА75.21.0000.000 (далі: Установка) призначається для потреб мостобудівництва.

1.2. Установка призначена для виготовлення листової конструкції, що входить до конструкції мосту.

2. Підстава для розробки

2.1. Підставою для розробки є завдання на дипломний проект згідно наказу по НТУУ “КПІ”.

3. Мета і призначення розробки

3.1. Необхідність даної розробки спричинена підвищенням вимог до якості зварних стиків, збільшенням продуктивності установки та автоматизації процесу зварювання.

3.2. Установка призначається для автоматичного зварювання під шаром флюсу і призначена для роботи в умовах навколишнього середовища.

3.3. Установка, що розробляється, є новою розробкою.

3.4. Установка може виготовлятися, як серійно, так і одиничними екземплярами.

4. Джерела розробки

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

5. Технічні вимоги

5.1. Технічні вимоги до зварного виробу.

5.1.1. Зварювальний виріб складається із двох листів (див. плакат " ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ДАНІ ПРОЦЕСУ ЗВАРЮВАННЯ ВЕРХНЬОЇ ОРТОТРОПНОЇ ПЛИТИ МОСТУ.").

5.1.2. Матеріал виробу - низьколегована сталь 09Г2СД.

5.1.3. Розміри заготовок:

* листи: 12000х3200 мм, товщина 14 мм.

5.1.4. Вимоги до якості підготовки стику до зварювання.

5.1.4.1. Зварювальні кромки повинні бути механічно оброблені.

5.1.4.2. Деталі повинні складатись без зазору або з допустимим зазором 2 мм.

5.1.5. Вимоги до якості шва.

Зварювальні з'єднання повинні бути якісними (вимоги обговорюються додатково).

5.2. Склад установки та вимоги до її конструкції.

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

Таблиця 2.1. Склад установки, що проектується

Найменування	Кількість	Призначення	Примітки
1.Стіл для зварювання	1		-
2.Трактор зварювальний	1		-
3.Блок живлення	1		-
4.Джерело зварювального струму	1		-
5. Пульт керування	1		-
6.Механізм обертання	1		-
7.Механізм переміщення направляючої.	2		-

5.2.2. Технічні характеристики установки

- номінальний зварювальний струм, А - 200-750

- номінальна зварювальна напруга, В - 30-40

- швидкість зварювання, м/год - 30-36

- діаметр електрода, мм - 3.

- швидкість подачі зварювальної проволоки-380-650

5.3. Вимоги до конструкції і технічні характеристики збирально-зварювальної оснастки:

* направляюча повинна забезпечувати точне позиціонування зварювального трактора відносно зварювального виробу;

* завантаження-розвантаження здійснюється поворотними кранами

* конструктивно установка повинна забезпечувати безперешкодне подавання зварюваних виробів під зварювання та утримування силових кабелів у висячому положенні.

5.4. Вимоги до конструкції і технічні характеристики вузлів.

5.4.1. Вид кліматичного виконання обладнання УЗ.

При цьому номінальні значення кліматичних факторів умов експлуатації для виконання УЗ:

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

* верхнє значення відносної вологості повітря при температурі +25°С 98%;

* категорія розміщення при експлуатації - виробничі приміщення та в умовах навколишнього середовища.

5.4.2. 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.

5.4.3. 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.

5.4.4. Установка повинна забезпечувати роботу в таких режимах:

* ручний (налагоджувальний): повинне забезпечуватись вмикання від кнопок усіх виконавчих пристроїв системи керування в усьому діапазоні параметрів режиму;

* автоматичний: почергове вмикання-вимикання виконавчих елементів системи відповідно до циклограми процесу зварювання виробу.

5.4.5. Діаметр електродного дроту - 3 мм.

5.4.6. Корпус пальника повинен бути електрично ізольованим від інших механізмів.

5.4.7. В установці має бути застосовано систему слідкування положення зварюваного шва.

5.4.8. Робоче положення пальника - вертикальне .

5.4.9. Механізм коректування напрямку подачі електродного дроту повинен забезпечувати регулювання положення кінця дроту відносно ванни.

5.4.10. Кут зустрічі електродного дроту з виробом - не більше 15°.

5.4.11. Регулювання здійснюється вручну перед зварюванням.

5.4.12. Пульт керування установкою дублює основні органи управління трактора і забезпечує зручність роботи оператора.

5.4.13. Регулювання подачі дроту здійснює блок керування.

5.4.14. Зварювання виконується на постійному струмі, полярність пряма.

5.4.15. Опір ізоляції електричних кіл блоків управління і кабелів повинно бути не менше 5 МОм при нормальних умовах і не менше 3 МОм при крайніх значеннях кліматичних факторів.

5.4.16. Трактор укомплектований набором проводів для зварювального кола і кола керування, що зв'язують пульт керування трактора із джерелом зварювального струму і блоком живлення.

6. Вимоги до охорони праці та довкілля наведені у розділі 7.

7. Економічні показники.Коефіцієнт технічного рівня установки, повна собівартість та лімітна ціна визначені у розділі 8.

4. Розробка структури установки та конструкції основних її вузлів та пристроїв. Розрахунок редуктора механізму переміщення

4.1 Конструкція основних вузлів установки

Установка, призначена для роботи в умовах навколишнього середовища («польових умовах») на потреби народного господарства, загальний вигляд якої показано на кресленні 3А75.21.0000.000.ВЗ , складається з таких основних частин:

- стіл для зварювання призначений для забезпечення горизонтальності положення виробів, що зварюються, формування І проходу (корінного шва) з допомогою мідної підкладки, яка розміщена під зварюваними виробами, а також забезпечення величини зазору між виробами.

- трактор зварювальний (ЗА75.21.1000.000.СК) призначений для здійснення зварювальних та налагоджувальних переміщень пальника, для підведення у зону зварювання флюсу, електричного струму та електродного дроту. Трактор зварювальний складається із коректора, візка, приводу подачі електродного дроту, флюсового бункера, касети електродного дроту, пульту керування та пальника

- блок живлення призначений для перетворення змінної напруги мережі в знижену напругу живлення кола пульта керування.

- джерело зварювального струму для забезпечення операцій, пов'язаних із запалюванням, підтриманням горіння дуги та зварюванням.

- пульт керування призначений для розміщення основних керуючих пристроїв та вимірювальних приладів.

- механізм переміщення направляючої призначений для забезпечення коректного положення зваювального трактора відносно розроблених кромок виробу, та виведення за зону завантаження-розвантаження зварюваних виробів, направляючої і інших закріплених на ньому пристроїв

- Механізм обертання призначений для розвертання зварювального трактора після закінчення зварювальної операціїї та виведення його за зону завантаження-розвантаження зварюваних виробів.

4.2 Розміщення основних складових частин установки

Установка повинна бути розміщена на бетоннонній основі для забезпечення горизонтальності виробів що зварюються.

Основою столу для зварювання являються чотири вертикальні опорні балки жостко закріплені до бетонної основи римболтами. До опорних балок приварено несучі балки та п'ять направляючих балок, для механізму переміщення направляючої.Також на опорних балках за допомогою з'єднання «болт-гайка» розміщено лівий та правий поворотні столи, з мехнізмами обертання.

На несучих балках розміщується виріб,що зварюється по якому рухається зварювальний трактор.

По направляючим балкам на роликах рухається механізм перемішення направляючої до якого різьбовим з'єднанням приєднано направляюча. До середньго механізму перемішення направляючої приєднано поворотний кабелеутримувач, до двох крайніх - стійка для тросу, по якому рухається комплект силових кабелів та кабелів керування.

Поруч зі столом для зварювання розміщені пульт керування, блок живлення пульта керування та джерело зварювального струму.

4.3 Розрахунок редуктора механізму переміщення

Вихідні дані: Р2=3.4 кВт, n2=8 хв-1, u=8.3.

Мета розрахунку - визначення кількості зубів ведучого та веденого коліс та основних параметрів редуктора.

Розрахунок черв'ячної передачі

Потужність, що знімається, Р2=3.4 кВт;

Частота обертання веденого вала n2=8 хв-1;

Необхідне передаточне число u=8.3;

Ресурс роботи редуктора t=7000 год

Коефіцієнт перевантаження kn=2.2

3.3.1. Вид матеріалу й термообробка черв'яка

Черв'як нелінійний (zk); матеріалу- сталь 18ХГТ :

цементація й загартування до HRC 56...63: витки шліфовані й поліровані.

3.3.2. Обертаючий момент на колесі, Н*м;

T2=9550*p2/n2=9550*3.4/8 = 411

3.3.3. Швидкість ковзання , м/с, орієнтовно :

vc\=4.5*n2*u* 2/104 = 4.5*8*8.3* /104=2.22 м/с

3.3.4. Матеріал вінця черв'ячного колеса і його механічні характеристики :

Бронза Бр.АХ19-4(виливок у землю), в=400 мПа, т=200 мПа

3.3.5. Напруги, що допускаються, МПа :

- на контактну витривалість попередньо

[ н]\=300-25*vc\=300-25*2.22=244.5

- на витривалість при вигині

[ F]=0.25* т+0.08* в=0,25*200+0,08*400=82

- на контактну міцність при перевантаженнях :

[ н]max=2* т=2*200=400

- на міцність при вигині при перевантаженнях

[ F]max=0.8 т=0.8*200=160

3.3.6. Проектувальний розрахунок :

- число витків черв'яка

z1=4

- число зубів колеса

z2=z1*u\ = 4*8.3=33.2 34>28

- фактичне передаточне число

u=z2/z1=34/4=8.5

- початковий коефіцієнт концентрації напруг

KB=1H

- коефіцієнт концентрації напруг попередньо

KB\=0.5*(KB0+1)= 0.5*(1.4+1)= 1.2

- коефіцієнт динамічності попередньо Kv\=1

- розрахункова міжосьова відстань , мм

QN 610* (T2*KHB*Kv\)/[QH]2= 610* (411*1.2*1)/(244.5)2 =123.26

Приймаємо QN\=120 мм

- розрахунковий модуль передачі, мм

m\=(1.4...…17)*aw\/z2=(1.74…1.)*120/34=4.94…6

приймаємо m=5

- розрахунковий коефіцієнт діаметра черв'яка :

q=2*Qn\/m-z2 = 2*120/5-34=14>qmin

приймаємо q=14

- мінімальний коефіцієнт діаметра черв'яка за умовою твердості:

qmin=0.2/2*z2 =0.2/2*34=7.208<q

- фактична міжосьова відстань, мм :

aw=m*(z2+q)/2=5*(34+14)/2=120=aw\

остаточно приймаємо aw=120 мм

- коефіцієнт зсуву інструмента

x=aw/m-0.5*(z2+q)=120/5-0.5*(34+14)=0<1

- кут підйому лінії витка ділильний, град

j=arctg(z1/q)=arctg(4/14)=15.94

- кут підйому лінії витка початковий, град

jw=arctg(z1/(q+2*x))=arctg(4/(6+2*0))=15.94

- ділильний діаметр черв'яка, мм

d1=q*m=14*5=70

- діаметр вершин витків, мм :

dQ1=d1+2*m=70+2*5=80

- діаметр западин витків, мм :

aJ1=d1-2.4*m=70-2.4*5=58

- довжина нарізної частини черв'яка, мм :

b1\ (12.5+0.09*z2)*m=(12.5+0.09*34)*5=77.8

Приймаємо b1=105 мм

- ділильний діаметр черв'ячного колеса, мм :

d2=z2*m=34*5=170

- діаметр вершин зубів, мм :

dQ2=d2+2*(1+x)*m=170+2*(1+0)*5=180

- діаметр колеса найбільший, мм :

dQm2\ dQ2+6*m/(z1+2)=180+6*5/(4+2)=185

- діаметр западин зубів, мм :

df2=d2-2*m*(1.2-x)=170-2*5*(1.2-0)=158

- розрахункова ширина вінця колеса, мм :

b2= a*Qw

a=0.315 b2=0.3/5*120=37.8

приймаємо b2=40 мм

3.3.7. Перевірочний розрахунок передачі на контактну витривалість.

- окружна швидкість на черв'яку, м/с

v1= *d1*n1/60000= *d1*n2*u/60000=3.14*70*8*8.5/60000=0,249

- фактична швидкість ковзання, м/с

vc=v1/cosj=2.49/cos15.94=0,258

- допускаються напруження, що, у розрахунках на контактну витривалість,

уточненна, МПа :

[ н]=300-25*0.258=23.525

- ступінь точності передачі

ст=8

- коефіцієнт динамічності навантаження

Kv=0.3+0.1*ст+0.02*vc=0.3+0.1*8+0.02*258=1.15

- коефіцієнт деформації черв'яка

=123

- коефіцієнт режиму навантаження

х=(T2*0.7*t+0.8T2*0.3t)/T2*t=0.94

- коефіцієнт концентрації навантаження

KB=1+(z2/a)3*(1-x)=1+(34/123)3*(1-0.94)=1.00

- розрахункові контактні напруги, мпа

н=((5400*(q+2*x))/z2)* ((z2+q+2*x)/aw*(q+2*x))3*T2*KB*Kv =

=((5400*14)/34)* (34+14-0/120*14)3*411*1.2*1.0=238.4 [ н]=235.25

- перевантаження, %

=[(238.4-235.25)/235.25]*100%=1.3%

3.3.8. Коефіцієнт корисної дії передачі

=tgjw/tg(jw+ ), де =2020/ - град. тертя

=tg15.94/tg(15.94+2020/)=0.86

3.3.9. Сили в зачепленні, Н

- окружна на колесі й осьова черв'яка:

Ft2=Fa1=2*103*T2/d2=2*1000*411/170=4835 - осьова на колесі й окружна на черв'яку:

Fa2=Ft1=2*103*T2/(d1*u* )=2*103*411/(70*8.5*0.86)=16006

- радіальні на черв'яку й колесі:

Fr2=Fr1=0.364*Ft2=0.364*4835=1760

3.3.10. Перевірочний розрахунок зубів на витривалість при вигині.

- число зубів еквівалентного колеса

zv2=z2/cos3j=34/cos315.94=38.24. Приймаємо zv2=38

- коефіцієнт форми зубів

YF2=1.595 1.6

- розрахункові згинаючі напруги, МПа

F=(0.7*Ft2*KB*Kv/b2*m*cosj)*YF2=(0.7*4835*1.2*1.00/40*5*cos15.94)*1.6 =32.66<[ F]=82

3.3.11. Перевірочні розрахунки передачі на міцність при перевантаженнях:

- найбільші контактні напруги, МПа

нmax= н* Kn=238.4* 2.2=353.6 400=[ н]max

- найбільші згинаючі напруги, МПа

Fmax= F*Kn=32.66*2.2=71.852 [ F]max=160

3.3.12. Тепловий розрахунок редуктора :

- передана потужність, кВт:

P1=T2/ =3.4/0.86=3.95

- коефіцієнт теплопередачі, Вт(м2*с)

КТ=16

- площа поверхні охолодження редуктора, м2

А=12*aw1.7=12*0.1201.7=0.326 м2

- температура нагрівання масла без примусового охолодження, град.

tраб=(1-\)*b1/[(1+)*KT*A]+20=((1-0.86)*3.95*103)/(1+0.3)*16*0.326=

= 81.55 0C<[t]=95 0C

Лістинг програми розрахунку редуктора механізму переміщення та результати її виконання наведено в додатку А.

5. Розробка електричної схеми установки та її блоків

Виходячи із обраної технології та схеми компонування установки, запишемо основні операції. Установка повинна забезпечувати:

- переміщення пальника під час зварювання із заданою швидкістю;

- виконання у заданій послідовності операцій, необхідних для проведення зварювання заданим способом;

- можливість зміни положення зварювального трактора та супутних пристроїв і механізмів відносно виробу з метою полегшення складання та вивантаження виробу;

- можливість тестування окремих операцій циклу зварювання в режимі налагодження.

Основні операції процесу зварювання прямолінійних швів плавким електродом під флюсом такі:

- зварювальні переміщення трактора - виконується механізмом зварювального переміщення;

- розвертання зварювального трактора - реалізується поворотними столами;

- створення захисного середовища - реалізується системою подачі флюсу;

- створення напруги на дузі - реалізується зварювальним джерелом живлення;

- слідкування за стиком- реалізується світлоуказчиком ;

- визначення кінця шва - реалізується датчиком положення трактора.

Після завантаження деталей на стіл зварювання відбувається початкове створення захисного середовища - заповнення зони шва флюсом. Для запалювання дуги вмикається механізм подачі дроту одночасно із зварювальним джерелом живлення. Джерело живлення має працювати в режимі жорстких зовнішніх характеристик, тому при торканні дроту до виробу струм у колі зварювання різко зростає струм. Внаслідок невеликого діаметра дріт перегоряє, відбувається запалювання дуги.

Після встановлення у зварювальному колі струму заданої величини починається переміщення пальника із швидкістю зварювання уздовж лінії з'єднання, відбувається зварювання.

Після надходження з датчика положення пальника сигналу про те, що досягнуто кінця шва, зупиняється подача електродного дроту. Відбувається природний обрив дуги. Після завершення процесу вимикається джерело живлення .

Після завершення складальних операцій, для продовження зварювання слідуючого проходу вмикається механізм обертання, за допомогою якого реалізується коректне позицюювання зварювального трактора відносно зварюваного шва.

Електрична принципова схема ЗА75.21.0000.000.201

До складу електроустаткування входять:

Блок живлення у складі:

F - вимикач 2Р 10А АСКО 1шт.;

НL1 - арматура сигнальна 220 В 1шт;

Т1 - трансформатор ОСМ1-0,63 380/29-29/ 7.5 В 1шт;

VD1,VD2 - міст випрямний КВРС-3510 2шт;

кабелі підключення до джерела, трактору.

Трактор ЗА75.21 1000.000 у складі:

Трансформатор Тр1 перетворює змінну напругу ~24V у ряд необхідних напруг

~18 V

~10 V

~ 10V

~ 5 V

Напруга вторинної обмотки трансформатора ~10 V, выпрямлена використовується для живлення вольтметрів А3, А4, А5.

Напруга вторинної обмотки трансформатора ~5V, выпрямлена мостом VD5 і згладжена конденсатором - використовується для живлення лазерного светлопоказчика.

Привод А2 призначений для установки й підтримки заданої швидкості переміщення зварювального трактора.

Привод А1 призначений для установки й підтримки заданої швидкості подачі зварювального дроту.

Блоки А3-А5 призначені для вимірювання та індикаціїї основних технологічних характеристик

Блоки А6 та А7 призначені для керування приводами обертання та переміщення направляючої відповідно.

Призначення органів керування:

Кнопка SВ1 - перевірка зварювального джерела;

Кнопка SВ2 -Пуск;

Кнопка SВ3 -Стоп;

Кнопка SВ4 - подача дроту;

Тумблер SВ5 -ввімкнення лазерного светлодіоду;

Кнопка SВ6 -зварювальне переміщення;

Тумблер SА7 -ввімкнення освітлення;

Тумблер SA8 -реверс подачі дроту;

Тумблер SА9 -реверс зварювального руху.

Налагоджувальний режим

1 Увімкнути зварювальний випрямляч . Перевести на зварювальному випрямлячі тумблер «дистанційне - ручне керування» у режим «дистанційне».

2. Увімкнути пристрій керування тумблером SQ1, займеться цифровий індикатор. Виставити необхідну зварювальну напругу за допомогою потенціометра R2, нажавши кнопку SA1 - орієнтуючись на показання вольтметра на вимірник-регулятор ( А3 ). Після проробленої операції кнопку SВ1 віджати.

Перевірка ввімкнення зварювального джерела здійснюється за допомогою кнопки без фіксації SВ1 , при цьому вимірник (А3) буде показувати задане значення напруги зварювального джерела.

Для установки напруги заварки кратера необхідно натиснути одночасно дві кнопки SВ1 (перевірка джерела) і кнопку SВ2 (Стоп). Напруга заварки кратера встановлюється резистором R1, що перебуває усередині пристрою керування й контролюється за допомогою вольтметра А 3 на пристрої керування..

За допомогою потенціометра R4 виставляється робоча швидкість переміщення зварювального трактора, її значення відображається на вимірнику (А4) Перевірити цю швидкість можна, натиснувши кнопку SВ4.

Швидкість подачі зварювального дроту при порушенні дуги й заварці кратера запускається, при одночасному натисканні кнопки SВ4 і SВ2. Величина цієї швидкості подачі дроту виставляється за допомогою змінного резистора R3.

Цикл зварювання.

Для початку процесу зварювання необхідно натиснути кнопку “Пуск” SВ2 , при цьому:

запалюється светлодіод на кнопці SВ2 “Пуск”

вмикається зварювальний випрямляч Зварювальний трактор починає рухатися зі зварювальною швидкістю. починається подача зварювального дроту з Vзбуджувачем дуги. ;

запалюється зварювальна дуга; при цьому загоряється світлодіод на кнопці SВ3 «Стоп». Після цього необхідно відпустити кнопку SВ2 «Пуск».

При цьому режими зварювального трактора переходять у робочі. Відбувається процес зварювання в автоматичному режимі;

Під час зварювання існує можливість регулювання:

робочої швидкості переміщення зварювального трактора - потенціометр R7;

робочої швидкості подачі зварювального дроту - потенціометр R4;

напруга зварювальної дуги - потенціометр R2.

Зупинка автоматичного режиму зварювання відбувається при натисненні кнопки SВ3 “Стоп”, що втримується в натиснутому стані до загасання светлодіоду на кнопці SВ3 «Стоп». При цьому відбувається заварка кратера на зниженому режимі.

Для швидкої зупинки зварювального трактора у випадку непередбачених ситуацій, передбачена на пристрої керування кнопка з фіксацією SВ1 «Аварійний стоп».

Контроль за процесом зварювання в даному пристрої керування здійснюють датчики струму й напруги. При ситуаціях, коли невірно підібраний зварювальний режим (швидкість зварювального дроту й швидкість переміщення), при обриві зварювальної дуги, закінчені зварювального дроту - у всіх перерахованих ситуаціях відбудеться автоматичне відключення зварювального трактора й зварювального випрямляча.

Після закінчення роботи необхідно:

відключити блок живлення зварювального трактора;

відключити випрямляч зварювальний.

5.1 Електрична принципова схема випрямляча

Випрямляч складається з понижувального трифазного зварювального трансформатора Т1, випрямного блоку, дроселя L1,L2, елекровентилятора M1,M2, пускової апаратури, каркаса, кожуха й системи керування випрямлячем, куди входять:блок синхронізаціїї трансформаторів А1,блок синхронізації індикаторівА2 та блок індикації.

Трансформатор являє собою трифазну магнітну систему стрижневого типу з мінімальним магнітним розсіюванням.

У верхній частині передньої панелі на пульті керування розміщені: світловий індикатор МЕРЕЖА, кнопка "" ПУСК, кнопка "О" СТОП, перемикач режимів місцеве -"М" і дистанційне - "Д" керування випрямлячем, амперметр, вольтметр, три світлодіоду індикації наявності трьох фаз і роботи плати керування, перемикач сімейства характеристик випрямляча - крутоспадаючих (I) і твердих (U), змінний резистор «УСТАНОВКА» установки струму або напруги зварювання. Перемикач нахилу зовнішніх вольамперних характеристик джерела живлення (ВАХ) забезпечує регулювання нахилу ВАХ у діапазоні 0,01...0,06 В/А («НАХИЛ ХАРАКТЕРИСТИК»).

У середній частині каркаса з боку передньої панелі розміщена ізоляційна панель із установленими на ній клемами "+" і "-" для підключення дротів зварювального ланцюга

На задній стінці розташовані: автоматичний вимикач і клемна колодка підключення 3х380В.

зварювання мостовий ортотропний плита

6. Технічний опис установки для зварювання мостових ортотропних плит

Установка для зварювання мостових ортотропних плит з низьколегованої сталі(ЗА75.21.0000.000.ВЗ) складається з таких основних вузлів:

- стіл для зварювання;

- трактор зварювальний;

- блок живлення;

- джерело зварювального струму;

- пульт керування;

- механізм переміщення направляючої;

- механізм обертання

- захисне огородження.

Стіл для зварювання.

Стіл для зварювання забезпечує привильність збирання, та взаємного розташування деталей, що зварюються, горизонтальність їнього положення. На столі також розміщені усі основні складові частини установки які забезпечують правильність руху зварювального обладнання та безперешкодне знімання та подавання виробу, що зварюється.

Для формування І проходу (корінного шва) технологічним процесом було передбачено використання мідної підкладки, яка розміщена під зварюваними виробами.

Трактор зварювальний.

Трактор зварювальний (ЗА75.21.1000.000.СК) являє собою самохідний автомат, що складається з ходового механізму й приводу подачі електрода. Кожний із цих механізмів приводиться в рух двигуном з редуктором.

Ходовий механізм трактора є несучим. На ньому змонтовані за допомогою додаткових вузлів і деталей всі інші вузли, необхідні для виконання процесу зварювання.

Ходовий механізм забезпечує переміщення трактора в процесі налагодження й зварювання. Для переміщення трактора вручну необхідно вимкнути фрикційну муфту шляхом обертання маховичку, розташованого на валу по обидва боки механізму.

На ходовому механізмі закріплений коректор, що забезпечує відповідно коректування електрода поперек шва й по висоті, бункер для флюсу й касета.

На коректорі закріплений привод подачі електрода з механізмом притиску й пальником.

Зварювальний дріт, змотуючись із касети приводом подачі, пальником направляється в зону зварювання.

В зону зварювання з бункера, закріпленого на штанзі, при відкритому шибері по трубці та через пальник подається флюс.

Кронштейн із касетою кріпиться на стійці. На цій стійці закріплений і пристрій керування трактором.

Для вимірювання технологічних параметрів при зварюванні в пульті керування трактором установлені прилади, які забезпечують вимірювання і контроль напруги дуги, струму зварювання, швидкості зварювання й швидкості подачі зварювального дроту.

У пульті керування встановлені органи керування трактором у процесі налагодження й зварювання.

Механізм ходової являє собою черв'ячний редуктор. Він приводиться в дію двигуном з редуктором. На корпусі із двох сторін закріплені дві склянки, усередині яких проходить вал, на якому встановлені два колеса, що забезпечують переміщення трактора.

Регулювання швидкості переміщення плавне й здійснюються з пульта керування. Ввімкнення робочого і холостого ходів трактора здійснюється шляхом ввімкнення й вимикання муфти обертанням маховичків, розташованих із двох боків трактора.

До корпуса редуктора із двох боків кріпляться кронштейни, на яких установлені два холостих колеса.

Привод подачі зварювального дроту приводиться в рух двигуном з редуктором. Регулювання швидкості подачі плавне й здійснюється з блоку керування трактора.

Механізм притиску є проміжним вузлом. На ньому встановлений правильний механізм і пальник.

Комплекс цих вузлів забезпечує виправлення й надійну подачу зварювального дроту в зону зварювання.

Зусилля притиску холостого ролика, установленого на важелі до ролика, що подає, регулюється пружиною, стискання якої здійснюється обертанням маховичка в механізмі притиску.

Механізм правильний призначений для виправлення зварювального дроту після змотування її з касети.

Виправлення здійснюється роликами, два з них установлені жорстко, а один рухливий притискається після

Зварювальний пальник.

Зварювальний пальник зображено на кресленні ЗА75.21.1100.000.СК.

Пальник складається із корпусу 3 , всередині корпусу знаходиться втулка, яка виконує роль напрямного каналу. До корпусу через ізолятор 7, за допомогою тримача 6 під'єднань воронка,через яку здійснюється захист навколо шовної та дугової зон шляхом подавання в ці зони флюсу.

Корпус 3 зверху затиснений двома кронштейнами 5, за допомогою яких пальник кріпиться до зварювального трактора двома болтами 10.

У корпус 3 вкручено пристрій струмопідведення який складається з двох тримачів 2, пружини 9 та двох вкладишів 8, конструктивно виконаних з мідного сплаву, для покращення підведення струму,конструкцією вкладишів передбачено зміну поверхні контакту зі зварювальним дротом,що збільшує термін їх служби у два рази. Застосування пружини у пристрої струмопідведення покращує контакт вкладишів із зварювальним дротом та зменшує їх зношуваність внаслідок нерівностей поверхні дроту.

Блок живлення призначений для перетворення змінної напруги мережі в знижену напругу живлення кола пульта керування.

Джерело зварювального струму.

Джерело зварювального струму (надалі Випрямляч) забезпечує операції, пов'язані із запалюванням, підтриманням горіння дуги та заваркою. На передній панелі випрямляча розміщено вимірювальні прилади та кнопки і рукоятки налагодження параметрів режиму зварювання.

Для реалізації зазначених технологічних процесів випрямляч має спеціальні регульовані характеристики зварювального струму й напруги - тверді, регульовані пологопадаючі й крутопадаючі.

Випрямляч може експлуатуватися в атмосфері типу II ( промислова ) по ДЕРЖСТАНДАРТ 15150-69 зі змістом сірчистого газу не більше 250 мг/м2 сут (від 0, 025 до 0, 31 мг/м3).

Випрямляч забезпечує нормальне функціонування після впливу механічних факторів зовнішнього середовища, що відповідають групі умов експлуатації за ДСТ 17516. 1-90 і вібраційні навантаження, що включають у себе, у діапазоні частот від 0, 5 до 35Гц із максимальним прискоренням 4, 9 м/с2 (0, 5).

Живлення випрямляча - від трифазної мережі змінного струму з номінальною напругою 380 У, частотою 50-60 Гц. Якість електричної енергії за ДСТ 13109-81.

Основні параметри випрямляча відповідають значенням, зазначеним у табл.6.1.

Таблиця 6.1

Найменування параметра	Значення
1. Напруга живильної мережі трифазного змінного струму , В, при частоті 50 Гц	380
2. Номінальний зварювальний струм, А (НВ%)	1200
3. Межі регулювання зварювального струму, А	300-1200
3. Межі регулювання робочої напруги, В	22-60
4. Напруга холостого ходу, В	75
5. Первинний струм , А, не більше	160
6. Споживана електрична потужність, кВа, не більше	100
7. Коефіцієнт корисної дії, %	85
8. Маса, кг, не більше	650

Випрямляч складається з понижувального трифазного зварювального трансформатора, випрямного блоку, дроселя, электровентилятора, пускової апаратури, каркаса, кожуха й системи керування випрямлячем, куди входять: блок живлення, плата керування й контролю.

Пульт керування.

Пульт керування призначений для налагодження та керування процесом зварювання, дистанційної зміни параметрів і режимів зварювання, ввімкнення та вимкнення основних складових частин установки.

На пульті керування розміщені прилади, за допомогою яких відбувається спостереження за параметрами зварювальної дуги, тумблери вмикання - вимикання та регулювання виконавчих пристроїв та механізмів зварювального трактора. Також тут знаходяться кнопки аварійної зупинки процесу зварювання.

В верхній частині пульту керування розміщено амперметр М4602 1000А кл.1,5 ТУ25-04-1382-70 та вольтметр М4202 0-75В кл.1,5 ТУ25-04-1382-70. Саме за допомогою цих приладів і відбувається спостереження за параметрами дуги.

За допомогою резисторів змінної ємності R1, R2, R3 та R4, що також розміщені на пульту керування, стає можливим плавне регулювання швидкості руху транспортного візка, електродного дроту, частоти коливання коливача та плавного регулювання дуги відповідно. Кнопки з надписами СТОП та ПУСК відповідають за початок та зупинку зварювального процесу. Тумблер з надписом АВТ. - НАЛАГ. призначений для перемикання між автоматичним та налагоджувальним режимами.

Всі описані вище пристрої та прилади розміщені в спеціальному полезахисному корпусі з ступенем захисту IP22.

Встановлюється пульт на станині.

Механізм переміщення направляючої

Механізм переміщення направляючої, за допомогою направляючої, забезпечує коректне положення звалювального трактора відносно розроблених кромок, виробу та виведення за зону завантаження-розвантаження зварюваних виробів, направляючої, і інших закріплених на ньому пристроїв. На балках механізму переміщення направляючої закріплені складові частини кабелеутримувача, який забезпечує підведення до зварювального трактора електричних силових кабелів та кабелів керування, з урахуванням зміни положення автомата під час зварювання. Конструктивно кабелеутримувач складається з двох стійок на яких закріплений трос, механізму натягнення тросу та поворотного кабелеутримувача.

Механізм обертання

Механізм обертання складається з поворотного столу та механізму-приводу обертання .Знизу поворотного столу знаходиться шестерня діаметром 1900 мм яка входить в зачеплення з шестернею редуктора двигуна приводу, також наприкінці шестерні знаходяться кінцеві вимикачі котрі вимикають рух стола, при досягненні ним однієї з кінцевих точок обертання. На поверхні поворотного столу приварені два кутники котрі виконують роль направляючих.

Механізм обертання призначений для розвертання зварювального трактора після закінчення зварювальної операції та виведення його за зону завантаження-розвантаження зварюваних виробів. Також на столах обертання знаходяться кінцеві вимикачі, які подають інформацію на пульт керування про закінчення зварювальної операції.

Захисне огородження

Захисне огородження призначене для захисту обслуговуючого персоналу від рухомих частин установки, розміщення захисного загородження також дозволяє захистити робітників від впливу електромагнітних хвиль, що виникають в процесі зварювання та виконує роль додаткового захисту від струмонесучих частин установки.

Виконане захисне огородження у вигляді металічного загородження висотою 1.5м, на відстані 1.5-2 м від крайніх точок установки.

Збурення при технологічному процесі

В умовах виробництва технологічний процес зварювання зазнає збурень - впливів, які порушують нормальне протікання процесу і спричинюють відхилення показників якості зварного з`єднання від бажаних значень. Збурення впливають на всі без винятку параметри процесу зварювання.

Джерелом енергетичних і кінематичних збурень є промислова мережа і власне зварювальне устаткування: джерело живлення, апаратура керування переміщення та інше.

До контрольованих параметрів процесу дугового зварювання відносять напругу Uд і струм Iд дуги, глибину провару h. До регулюючих дій відносять напругу холостого ходу джерела живлення Uх.х.

Контроль якості зварного шва

Забезпечення якості зварних з'єднань досягається: точністю збирання; чистотою з'єднання, що досягається відсутністю речовин, які сприяють виникненню дефектів у зварному шві; точністю позиціювання пальника щодо стику, що зварюється; точністю відтворення режимів зварювання і деяких інших факторів.

Деталі, що зварюються, повинні перед зварюванням знежирюватися, тому що після штампування деталі покриті мастилом.

Дотримання рекомендацій і режимів дійсної роботи дозволяють одержувати якісні зварені з'єднання при дуговому зварюванні під флюсом.

7. Охорона праці

Темою дипломного проекту є розробка установки для зварювання мостових ортотропних плит. Матеріал виробу - сталь 09Г2СД (низьколегована). Оптимальною технологією зварювання, обрано спосіб дугового зварювання плавким електродом під флюсом, який забезпечує високу продуктивність зварювання, хороші умови формування з'єднання, тому саме цей спосіб було обрано для подальшої розробки технології зварювання. Зварювання під флюсом прогресивний процес не тільки за технічними, а й за гігієнічними характеристиками. При цьому процесі зварювальна дуга закрита шаром флюсу, внаслідок чого усувається шкідливий вплив випромінювання дуги, відсутні іскри та бризки розплавленого металу, рівень шуму дуги незначний і сама головна перевага рівень виділень зварювальних аерозолів на 1…2 порядки нижчий, ніж при зварюванні покритими електродами і в захисних газах.

7.1 Характеристика процесу та приміщення

Для реалізації технологічних процесів спосіб потребує наступні елементи:

- зварювальний автомат (трактор)

- зварювальне джерело живлення (випрямляч);

- джерело живлення зварювального трактора;

- механізми подачі деталей під зварювання.

При експлуатації установки, що проектується, присутні такі виробничі та шкідливі фактори:

- рухомі частини механізмів;

- викидання в повітря аерозолів;

- шум і вібрація;

- магнітні поля;

- небезпека ураження електричним струмом.

Планування виробничого приміщення наведено на рис. 7.1.

Рис. 7.1 Планування робочої ділянки

Загальна площа, яку займає установка становить близько 150 м2. За технічними вимогами до монтування установки та її поточного обслуговування вона не може бути встановлена в приміщенні, висота якого менша за 3 м. Таким чином, на одного працівника (оператора установки) виділено площу близько 150 м2, об'єм приміщення при цьому складає щонайменше 450 м3. Порівняно із нормою площі та об'єму робочого приміщення на одного працівника згідно СН 245-71 та ОНТП 24-86 (150 м2 та 450 м3 відповідно) приміщення відповідає вимогам нормативних документів.

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

7.2.1 Шкідливі речовини

Основним джерелом забруднення повітря робочої зони є зварювання під флюсом. При зварюванні чорних металів у повітря виділяються аерозолі, гази, та пил флюсу.

При зварюванні в ході процесу відбувається викидання в повітря аерозолів. Джерелами утворення зварювальних аерозолів є, переважно, сам флюс, а також електродний дріт. Разом з тим шар флюсу виконує роль фільтра, при проходженні через який основний потік ЗА осаджується і лише незначна частина розсіюється в навколишню атмосферу.У таблиці 7.2 наведені їхні характеристики згідно ГОСТ 12.1.005-88.

Таблиця 7.2. Рівні виділень ЗА при автоматичному зварюванні під флюсами дротом Св-08ХМ діаметром 3 мм, ІЗВ 600 … 650 А, UД 35 … 36 В

Марка флюсу	Інтенсивність утворення ЗА, мг/хв
	ЗА Si Fe Mn Al Mg Ca HF SiF4 NOх
АН-47	6,3 0,43 1,42 0,34 0,19 0,10 0,21 0,33 0,62 0,24

Таблиця 7.3. Питомі виділення ЗА та необхідний повітрообмін вентиляції при зварюванні під флюсами

Марка флюсу	Питомі виділення компонентів ЗА, які визначають токсичність, г/кг	Повітрообмін вентиляції, м3/кг дроту
	Mn	HF
АН-47 0,012…0,07 0,002…0,004 40…570

В зв'язку з тим, що роботи проводяться в умовах навколишнього середовища не виникає потреба в застосуванні засобів штучної вентиляції.

7.2.2 Шум та вібрація

Рівні звукового тиску в октавних смугах частот і рівень звуку на робочому місці оператора повинні відповідати ДСН 3.3.6.037-99 ”Санітарні норми виробничого шуму,ультразвуку та інфразвуку”.

Джерелами шуму є:

а) шум джерела живлення (випрямляча);

б) двигунів привода;

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) застосування засобів індивідуального захисту за ГОСТ 15762-70;

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

В таблиці 7.4 наведені допустимі (згідно “Санитарных норм допустимых уровней шума на рабочих местах”) та фактичні (за лабораторними вимірюваннями) рівні звукового тиску та шуму на робочому місці.

Таблиця 7.4. Рівні звукового тиску, рівні звука та еквівалентні рівні звуку на робочому місці

Показники	Рівні звукового тиску, дБ, в октавних смугах із середньогеометричними частотами, Гц	Рі-вень звук,дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Допустимі	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Фактичні	-	93,2	86	82	76,1	74	69,9	69,9	68	78

З таблиці видно, що додатковий захист від шуму не потрібен.

Рівень вібрацій на робочому місці згідно ДСН 3.3.6.039-99 не повинен перевищувати величин, наведених в таблиці 7.5.

Фактичні рівні вібрації на робочому місці наведені згідно результатів випробувань установки-прототипа.

Таблиця 7.5. Допустимі і фактичні рівні вібрації на робочому місці

Середньогеометричні частоти смуг, Гц	Значення нормованого параметра по віброшвидкості, дБ
	Допустимі	Фактичні
2,0	108	93
4,0	99	93
8,0	93	92,5
16,0	92	85
31,5	92	85
63,0	92	90

Головним джерелом вібрації є: двигуни приводу подачі.Зниження вібрації, переданої на робочі місця, досягається за рахунок застосування площадок з пасивною пружинною ізоляцією чи віброгаснучих настилів (гумові, поролонові й ін.).

7.2.3 Захист від електромагнітних полів радіочастотного діапазону

При дуговому зварюванні під флюсом продукується електромагнітне поле частотою 50 Гц.

Відповідно до ДСН 3.3.6.096-2002 інтенсивність опромінення не повинна перевищувати по магнітній складовій для частот 50 Гц і безупинному опроміненні - 1400 А/м.

Джерелами електромагнітних полів є: 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.).

Заходи захисту обслуговуючого персоналу від електромагнітних випромінювань у дипломному проекті здійснюються шляхом локалізації робочого місця за рахунок відгородження його захисним огородженням.

7.3 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.