Виробництво зварних конструкцій

Вибір обладнання для зварювання кільцевих швів теплообмінника і його закріплення на обладнанні. Перевірочний розрахунок найбільш навантажених вузлів пристрою. Розробка схеми технологічних процесів для виготовлення виробу і визначення режимів зварювання.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 28.01.2012
Размер файла 401,7 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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Чернігівський державний технологічний університет

Пояснювальна записка
до курсового проекту
Виробництво зварних конструкцій
Виконавець: ст. Квач А.В.

Чернігів 2005

Завдання

В даному курсову проекті потрібно виконати вибір обладнання для зварювання кільцевих швів теплообмінника і його закріплення на обраному обладнанні, провести перевірочний розрахунок найбільш навантажених вузлів пристрою, а також скласти схему технологічних процесів для виготовлення виробу і визначити режими зварювання.

Рисунок 1 - Конструкція, що розробляється

Зміст

  • Завдання
  • 1. технічний опис конструкції
    • 1.1 Призначення, характер та умови праці теплообмінника.
    • 1.2 Відомості про основний метал
    • 1.3 Аналіз конструктивного оформлення з'єднань
    • 1.4 Характеристика технологічності вузла
  • 2 Аналіз варіантів виготовлення конструкції
    • 2.1 Аналіз технологій виготовлення конструкції, що зварюється
    • 2.2 Вимоги до зварної конструкції
  • 3 Технологічний розділ
    • 3.1 Технологія виготовлення теплообмінника
      • 3.1.1 Підготовчі операції
      • 3.1.2 Виготовлення патрубків та днищ
      • 3.1.3 Приварка патрубків до днища
      • 3.1.4 Приварка фланця до обечайки
      • 3.1.6 Виготовлення опор
      • 3.1.7 Приварка опор та фланців до обечайки
    • 3.2 Контроль якості зварювання
  • 4 конструкторський розділ
    • 4.1 Уточнення вибору основного та допоміжного зварювального обладнання
    • 4.2 Розрахунок роликового стенду
  • Висновки
  • перелік посилань

Вступ

Механізація та автоматизація зварного виробництва є важливим засобом підвищення продуктивності праці, якості зварних з'єднань та поліпшення умов праці.

Зварне виробництво - комплексне виробництво, яке включає в себе основні операції (збирання, зварювання, правку, термообробку ); допоміжні операції (транспортувальні, налагоджувальні, контроль і т. п.) та операції обслуговування (ремонтні, тощо).

При здійсненні зварювальних операцій, в тому числі при застосуванні механізованих методів зварювання, виконуються допоміжні прийоми по установці та кантовці виробу під зварювання, обробці кромок і швів, збору флюсу, установці автомата на початку шва, відводу автомата чи переміщенні виробу та інше. На виконання цих прийомів витрачається в середньому 35% трудоємності зварювальної операції. Звідси маємо, що комплексна механізація зварювального виробництва має важливе значення, т. я. механізація лише зварювального процесу не в змозі забезпечити високий рівень механізації зварювального цеху.

Застосування нових прогресивних технологій і автоматизація виробництва, нового високоефективного устаткування дозволяє різко підвищити продуктивність праці, поліпшити якість продукції.

В даному курсовому проекті запропонована технологія виготовлення теплообмінника з використанням нових прогресивних технологій.

1. технічний опис конструкції

1.1 Призначення, характер та умови праці теплообмінника

В курсовому проекті розглядається конструкція типу теплообмінник.

Загальна вага теплообмінника складає 2 т. Матеріал - Сталь 12Х18Н10Т.

Кожухотрубчатий теплообмінник з плаваючим компенсатором відноситься до хімічної апаратури. Складається він з комбінації труб, пластин та оболонок.

Зварні шви повинні бути стійкими до атмосферної корозії та рівноміцними з основним металом.

1 - патрубок; 2 -опора;3 - зсумішувач; 4 - патрубок; 5- днище;

6- обичайка; 7-перегородка; 8- трубна дошка; 9-фланець; 10- труби;

11- обичайка; 12- фланець; 13- обичайка; 14-днище;

15- ізоляційна прокладка; 16-ізоляційна прокладка

Рисунок 1.1 - Теплообмінник

1.2 Відомості про основний метал

Теплообмінник виготовлено з високолегованої сталі марки 12Х18Н10Т, що володіє поганою здатністю до зварювання.

Механічні властивості:

- границя текучості уТ=196 МПа;

- тимчасовий опір уВ=510 МПа;

- відносне подовження д5=40%;

- відносне звуження Ш=55%;

Рекомендовані режими термічної обробки заготівок:

закалка з температурою 1020-1100*С, охолодження в повітрі, в маслі або у воді. Рекомендована температура застосування - 600*С. Ця марка сталі переважно використовується у виробництві деталей вихлопних систем, труб, деталей з листа та сорту.

1.3 Аналіз конструктивного оформлення з'єднань

Теплообмінник складається з багатьох позицій. Так три обичайки зварюються між собою кільцевими швами. До них приварюються два днища також кільцевими швами. Частіше за все в якості допоміжного механічного обладнання використовують роликовий стенд. Збирання трубного пучка починають зі збирання каркаса. В зібраний каркас послідовно заводять U- образні трубки.

1.4 Характеристика технологічності вузла

Технологічність -- це відповідність продукції, що випускається, вимогам економної технології її виготовлення. Технологічна конструкція -- це конструкція, яку можна виготовити при заданій програмі випуску, заданих експлуатаційних характеристиках із мінімальними затратами труда, часу та матеріалу.

Технологічність конструкції забезпечується:

- простотою компонування;

- досконалістю форми;

- зручністю в експлуатації;

- мінімальною трудомісткістю при її виготовленні та ремонті;

- використанням в нових конструкціях деталей і вузлів, які вже показали свою ефективність в подібних конструкціях (принципи типізації та уніфікації);

- можливість використання трьох варіантів зварювання.

Форма даного теплообмінника є оптимальною для конструкцій аналогічного типу з точки зору міцності і жорсткості. Однак з іншого боку, деякі вузли представляють собою деяку складність у складанні до зварювання і, безпосередньо, їх зварювання.

2. Аналіз варіантів виготовлення конструкції

2.1 Аналіз технологій виготовлення конструкції, що зварюється

У загальному випадку розрізняють три варіанти складання та зварювання конструкцій:

послідовне складання та зварювання - використовується переважно в індивідуальному виробництві;

загальне складання та зварювання - частіше використовується в умовах серійного та крупносерійного виробництва;

повузлове складання та зварювання - використовується переважно в умовах крупносерійного виробництва для технологічних конструкцій.

Для даного варіанту розробимо одну технологію виготовлення.

1 - патрубок; 2 -опора;3 - зсумішувач; 4 - патрубок; 5- днище;

6- обичайка; 7-перегородка; 8- трубна дошка; 9-фланець; 10- труби;

11- обичайка; 12- фланець; 13- обичайка; 14-днище;

15- ізоляційна прокладка; 16-ізоляційна прокладка

Рисунок 1.1 -- Теплообмінник

Варіант складання та зварювання:

1) виготовлення патрубків (перше робоче місце);

2) приварка патрубка 4 до днища 14- вузел №1 (друге робоче місце);

3) приварка фланця до обичайки - вузел №2 (третє робоче місце);

4) зварювання вузла №1 та №2- вузел №2а(четверте робоче місце);

5) приварка фланців 12 і 9 до обичайки 11- вузел №3 (п'яте робоче

місце);

6) виготовлення опори (шосте робоче місце);

7) приварка опори 2 до вузла №3- вузел №4 (сьоме робоче місце);

8) приварка люків до вузла №4- вузел №5 (восьме робоче місце);

9) приварка фланців 8 до обичайки 6 (дев'яте робоче місце);

10) приварка вузла 6 до днища 5- вузел №7 (десяте робоче місце);

11) приварка патрубків до вузла 7- вузел №8 (одинадцяте робоче місце);

12) загальне збирання вузлів 8, 9, 5, 2а.

Із-за великої кількості деталей конструкції та операцій щодо їх збирання та зварювання запропоновано лише одну схему.

2.2 Вимоги до зварної конструкції

Умови експлуатації та вимоги, що пред'являються до конструкції, що зварюється викладені в технічних вимогах на зварну конструкцію:

а) зварні шви повинні бути стійкими до вібро- та ударних навантажень, до значних перепадів температур

б) термін експлуатації не менше 35 років;

в) зварні шви повинні бути стійкими до атмосферної корозії;

г) зварні шви повинні бути рівноміцні основному матеріалу.

Зварювання обичайок та днищ виконується електродуговим зварюванням в середовищі СО2.

Приварювання всіх складових частин теплообмінника здійснюється електродуговим зварюванням в середовищі СО2 або контактним зварюванням оплавленням.

3. Технологічний розділ

3.1 Технологія виготовлення теплообмінника

Виготовлення теплообмінника включає в себе наступні технологічні операції:

1) Підготовчі операції;

2) Виготовлення заготівок - патрубків та днищ;

3) Приварка патрубків до днища;

4) Збирання та зварювання фланців з обечайками;

5) Складання та зварювання обичайок з фланцями та днищ з патрубками;

6) Виготовлення опор;

7) Приварка опор та фланців до обечайки;

8) Приварка патрубків;

9) Загальне збирання теплообмінника;

3.1.1 Підготовчі операції

Включають в себе розмітку, вирізання, правку, очищення.

Розмітку виконують з врахуванням напусків на різання, а саме різання виконують газополум"яневим способом з необхідною точністю різу. Правку листа виконують на пресі. Після правки проводять очищення дробеструйними машинами та правка після різання - абразивним кругом.

3.1.2 Виготовлення патрубків та днищ

При серійному виготовленні сосудів днища виконують штампуванням цілком, при чому висхідна листова заготівка може бути зварною. В мілко серійному виробництві днища великих розмірів нерідко збирають та зварюють з окремих штампованих елементів. Патрубки збираються та зварюються на окремих робочих місцях та поставляються в готовому вигляді.

3.1.3 Приварка патрубків до днища

Вказана операція виконується на маніпуляторі. Маніпулятор складається з поворотної рами, планшайби, опорної рами зі стійками. Маніпулятор забезпечує обертання днища з швидкістю зварювання.

3.1.4 Приварка фланця до обечайки

Вказана операція виконується на маніпуляторі. Робоче місце оснащене поворотною колоною, на якій закріплено зварювальну головку типу АБ. Даний вузол зварюється з нахилом під кутом 450 для забезпечення положення в “човник”.

3.1.5 Складання та зварювання обичайок з фланцями та днищ з патрубками

На даному етапі виробництва конструкції використовуємо маніпулятор, здійснюємо електродугове зварювання ступиці з ребрами в середовищі СО2. Режими зварювання наведено в таблиці 3.2.

3.1.6 Виготовлення опор

Виготовлення опор виконуємо в кондукторі.

3.1.7 Приварка опор та фланців до обечайки

Дана операція виконується з допомогою роликового стенду, ПК-1.

3.1.8 Приварка патрубків

Дана операція виконується з використанням кондуктора для зварювання.

3.2 Контроль якості зварювання

Ультразвукова дефектоскопія - один із сучасних методів контролю. Ультразвукові коливання, поширюючись в металі, відбиваються від дефектів, якщо їх розміри не більше довжини ультразвукової хвилі. Цим методом виявляють пори, тріщини та непровари.

Вибираємо ультразвуковий контроль за допомогою установки ДУК-314ИН. Цей метод дешевий та високопродуктивний.

4. конструкторський розділ

4.1 Уточнення вибору основного та допоміжного зварювального обладнання

4.1.1 Вибір зварювального обладнання

В якості основного зварювального обладнання вибираємо напівавтомат А-547У та випрямляч ВДГМ-1601 для електродуговогго зварюванням в середовищі СО2.

4.1.2 Вибір технологічного обладнання

В якості допоміжного зварювального обладнання вибираємо роликовий стенд Т15-4Б, призначений для установки виробу , що зварюється, у зручне положення .

4.2 Розрахунок роликового стенду

Рисунок 4.1 - Розрахункова схема роликового стенда

На рисунку 4.1 представлена розрахункова схема роликового стенду

Активне зовнішнє навантаження стенду складається з центральної сили G, рівної вазі виробу, що обертається, і вантажного моменту Мкр = G*e.

У статичному стані стенда при е = 0 сила G створює на роликоопорах опорні реакції Q, які залежать від кута б:

(4.1)

Цю ж величину можна виразити залежно від діаметру виробу D, поперечної відстані між роликоопорами L і діаметру роликів Dp:

, (4,2)

Під час обертання виробу на приводних роликах виникає окружне зусилля Т1.. Щоб оцінити вплив цього зусилля на опорні реакції роликів Q, прикладемо до центру барабана, що обертається, О дві рівні і прямо протилежні сили Т1. Одна з них, в парі з окружним зусиллям на роликах, утворює момент Т1*R, обертаючий барабан навколо осі О. Другу силу розкладаємо по напрямах опорних реакцій на дві складових Т3 і Т4. Отже, під дією окружного зусилля Т1 до основних опорних реакцій роликів Q [див. формулу (4,1)] додаються сили; ± Т3 -- на ведучі роликоопори і Т4 -- на ведені. Аналогічну дію робить сила Т2, додаючи до опорних реакцій сили Т3" і Т4" . Таким чином, сумарні опорні реакції на приводних і холостих роликах роликоопор будуть відповідно:

Q1 = Q + T3; Q2 = Q + T4 (4.3)

По рисунку 4.1 маємо:

T3 = - T1/tg б; T4 = T1/sin б; T3 = T2/sin б; T4 = - T2/tg б

Підставивши у формули (4,3) знайдені значення Q, Т3 і T4, одержимо наступні вирази для опорних реакцій:

(4.4)

Величина окружного зусилля Т1 на приводних роликах визначиться з умови подолання (урівноваження), по-перше, вантажного моменту Мкр = G*е, а по-друге, опори обертанню холостих роликоопор Т2.

Умова рівноваги моментів щодо осі барабана, що обертається, запишеться як

T1*R = G*e + T2*R, звідки

T1 = G*e/R + T2, (4.5)

де R -- радіус барабана, що обертається; Т2 -- опір обертанню холостих роликів. Опір обертанню холостих роликоопор, приведене до їх кола, визначається як

(4,6)

де dр -- діаметр осі ролика в підшипниках; f -- коефіцієнт тертя в підшипниках роликоопор (для підшипників ковзання f = 0,1, для підшипників кочення при конічних роликопідшипниках f = 0,02); м -- коефіцієнт тертя кочення (для сталевих роликів м = 0,06 - 0,08 см, для покритих гумою м = 0,25 - 0,35 см).

Підставивши значення Т2 з формули (4,6) у вираз (4,5), одержимо:

(4.6")

Замінивши в цій формулі величину Q2 його значенням з формули (4,4), після деяких перетворень одержимо остаточний вираз для величини необхідного окружного зусилля Т1 на приводних роликоопорах

При обертанні збалансованих барабанів, для яких е = 0, формула набуває вигляд

. (4.7)

(4,7")

Підставивши отримане значення у формулу (4,4), отримаємо кінцевий вираз для опорних реакцій роликоопор під навантаженням:

(4.8)

Знаючи величину окружних і радіальних зусиль, діючих на ролікоопори, неважко визначити розрахункове навантаження роликів.

, (4,9)

де Р1 -- навантаження на одну ведучу роликоопору; Р2 -- теж, на холосту; ip -- число роликоопор в одному ряду; кр -- коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження на роликоопорах (для покритих гумою роликів при iр = 2 кр = 1; при I >3, кр = 1,2-1,3).

По найбільшій з величин Р1 і Р2 підбираються нормалізовані роликоопори і грузошини до них відповідно до діючого сортаменту і каталогів.

Крутний момент на валу рівний:

(4,10)

де dв -- діаметр валу в підшипниках.

Необхідна потужність на приводному валу роликоопор, кВт, визначається по формулі:

(4,11)

де пм -- частота обертання валу при маршовій швидкості, об/хв. У даному прикладі Необхідна потужність приводного електродвигуна N = Nb0,

де Ю0 -- загальний ККД приводного механізму.

В нашому випадку: Dp =76,5 см; f = 0,02; dp = 8 см;м = 0.3; G = 2000 кг.

Виходячи з розрахунків (Р = 0,7 т) обираю роликоопору типу Т-15-4Б вантажопідємністю 15 т на одну спарену роликоопору.

Загальна потужність повинна складати не менше 3 кВт.

Висновки

При виконанні курсового проекту були вирішені задачі:

Розроблено технологію виготовлення теплообмінника.

Вибрано типове основне і допоміжне обладнання, а саме -- маніпулятор У-191М, ПК-1, головку АБ; установку для електрошлакового зварювання типу ПГС-500,напівавтомат А-547У та ВДГМ-1601.

Розроблено маршрутну технологію виготовлення конструкції.

Розраховані:

- форма та розміри пристосування з умов міцності;

- вузол кріплення колеса в пристосуванні;

- вузол кріплення пристосування до планшайби маніпулятора.

Вибрано метод контролю якості зварювання.

Розроблено план дільниці для збирання-зварювання теплообмінника.

перелік посилань

зварювання теплообмінник режим кільцевий шов

Анурьев В.И. и др. Справочник конструктора - машиностоителя. - М.: Машиностроение, 1973.

Гитлевич А.Д., Этингоф Л.А. Механизация и автоматизация сварочного производства. Учебное пособие для ВТУЗов. - М.: Машиностроение, 1979. - 280 с.

Детали машин. Расчет и конструирование. Справочник под ред. Н.С. Ачеркана. Т.1-3. - М: Машиностроение, 1968.

Конструирование и расчет механического сварочного оборудования / Севбо П.И. - К.: Наукова думка, 1978. - 470 с.

Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцев Б.С. Расчеті деталей машин.: Справ. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 400 с.

Мойзель В.С., Навроцкий Д.И. Сварные конструкции. Учебн. пособие для техникумов. - Л.: Машиностроение, 1972. - 374 с.

Николоаев Г.А., Винокуров В.А., Куркин С.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, автоматизация производства и проектирования сварных конструкций: Учебн. пособие. - М.: Высшая школа, 1983. - 344 с.

Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. - М.: Машиностроение, 1977.

Пешков О.И. Технология изготовления металлических конструкций. - М.: Изд-во литературы для строительства, 1971. - 273 с.

Проектирование сварных конструкций в машиностроении. Под ред. С.А. Куркина. - М.: Машиностроение, 1975. - 376 с.

Прох Л.Ц., Шпаков Б.М., Яворская Н.М. Справочник по сварочному оборудованию. - К. Техника, 1978. - 152 с.

Рыморов Е.В. Конструирование и расчет сварочных приспособлений. Учебн. пособие. - Брянск: Вид. БИТМ, 1987. - 88 с.

Рыморов Е.В. Новые сварочные приспособления. - Л.: Стройиздат, 1988. - 125 с.

Терликова Т.Ф. и др. Основы конструирования приспособлений: Учебн. пособие для машиностроительных ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1980. - 170 с.

Элементы и устройства пневмоавтоматики. Каталог - справочник. - М.: Машиностроение, 1973. - 336 с.

Размещено на Allbest


Подобные документы

  • Заготівельні операції виробництва прокату: розмічування, різання, обробка крайок, гнуття та очищення. Технологія виготовлення конструкції цистерни. Розрахунок режимів зварювання швів. Зменшення зварювальних напружень. Аналіз дефектів зварних з'єднань.

    курсовая работа [624,0 K], добавлен 16.01.2014

  • Характеристика виробу і матеріалу. Аналіз технологічності конструкції і технології виготовлення виробу. Вибір маршрутної схеми, зварювальних матеріалів і обладнання. Обґрунтування вибору способу та режиму зварювання. Контроль якості зварних з'єднань.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.11.2015

  • Коротка характеристика виробу, його призначення і матеріал, оцінка зварюваності. Вибір зварювальних матеріалів та обладнання. Порядок і технологія виконання швів, критерії оцінки їх якості. Розрахунок витрати матеріалів. Правила безпеки та охорона праці.

    курсовая работа [515,0 K], добавлен 24.05.2014

  • Технологічний аналіз операцій по виготовленню газового балону з низьколегованої сталі 14ХГС. Вибір складально-зварювального устаткування та способу зварювання. Розрахунок режиму зварювання, технологічної собівартості, вибір швів та підготовка кромок.

    курсовая работа [347,4 K], добавлен 10.12.2014

  • Характеристики виробу, матеріали та режими зварювання. Обгрунтування обраного способу зварювання мостових ортотропних плит. Розробка структури установки та конструкції основних її вузлів та пристроїв. Розробка електричної схеми установки та її блоків.

    дипломная работа [241,0 K], добавлен 23.09.2012

  • Характеристика виробу та матеріалу та режими зварювання. Розрахунок параметрів режиму зварювання безперервним оплавленням. Обґрунтування структури установки та конструкція основних її вузлів та пристроїв. Розрахунок вторинного контуру зварювальної машини.

    дипломная работа [256,9 K], добавлен 23.09.2012

  • Технологічний процес виготовлення ножа для бульдозера. Підготовка деталей до зварювання. Основні небезпеки при зварюванні. Захист від ураження електричним струмом. Основи теорії дугоконтактного зварювання: обладнання, технологія. Зразки з'єднань труб.

    курсовая работа [7,6 M], добавлен 12.09.2013

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