Проектирование технологии сборки и сварки балки

автомат.cdw

Балка.cdw

Сварные швы по ГОСТ14771-76
допускается сварку производить
*Размеры для справок.
Сварку производить сварочной проволокой СВ-08Г2С(О)
Предельные отклонения размеров
Покрытие наружних поверхностей бака
ГФ-021 ГОСТ 25129-82 - 1 слой. Эмаль ХВ-124 светло-серая
ГОСТ 10144-89 - два слоя..
Клеймить клеймом сварщика
дефектоскописта и порядковый
номер балки. Клеймение производить ударным способом.

traversa.cdw

*Размеры для справок
Сигнальные цвета в соотвествии с ГОСТ Р 12.4.026-2001.
-металлоконструкция траверсы -цвет черный;
крюк поз.6-цвет черный.
Нагрузку траверсы производить симметрично.
Траверса грузовая Q=1

автомат.cdw

Балка.cdw

Сварные швы по ГОСТ14771-76
допускается сварку производить
*Размеры для справок.
Сварку производить сварочной проволокой СВ-08Г2С(О)
Предельные отклонения размеров
Покрытие наружних поверхностей бака
ГФ-021 ГОСТ 25129-82 - 1 слой. Эмаль ХВ-124 светло-серая
ГОСТ 10144-89 - два слоя..
Клеймить клеймом сварщика
дефектоскописта и порядковый
номер балки. Клеймение производить ударным способом.

traversa.cdw

*Размеры для справок
Сигнальные цвета в соотвествии с ГОСТ Р 12.4.026-2001.
-металлоконструкция траверсы -цвет черный;
крюк поз.6-цвет черный.
Нагрузку траверсы производить симметрично.
Траверса грузовая Q=1

Балка.dwg

Сварные швы по ГОСТ14771-76
допускается сварку производить
*Размеры для справок.
Сварку производить сварочной проволокой СВ-08Г2С(О)
Предельные отклонения размеров
Покрытие наружних поверхностей бака
ГФ-021 ГОСТ 25129-82 - 1 слой. Эмаль ХВ-124 светло-серая
ГОСТ 10144-89 - два слоя..
Клеймить клеймом сварщика
дефектоскописта и порядковый
номер балки. Клеймение производить ударным способом.

traversa.dwg

*Размеры для справок
Сигнальные цвета в соотвествии с ГОСТ Р 12.4.026-2001.
-металлоконструкция траверсы -цвет черный;
крюк поз.6-цвет черный.
Нагрузку траверсы производить симметрично.
Траверса грузовая Q=1

Записка 4.02.2016.doc

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВНИЯ
1 Назначение конструкции и описание конструкции ..5
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1 Обоснование выбора основных материалов ..6
2 Химический состав и механические свойства материалов 6
3 Оценка свариваемости сталей 7
4 Выбор способов сварки 7
5 Выбор сварочных материалов .9
6 Расчет режимов сварки ..10
7 Критический анализ базовой технологии 13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
1 Технологический процесс изготовления стенок ..14
2 Технологический процесс изготовления полки . ..14
4 Общие требования к сборке конструкции 14
СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
1 Оборудование для па сварки 16
2 Оборудование для РДС .. 17
3 Оборудование для АСФ ..18
1 Расчет пневмоцилиндра кондуктора .21
2 Кондуктор для сборки балки .22
ЭКОНИМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ..25
Список литературы 46
В настоящем проекте рассмотрены следующие вопросы:
- назначение описание балки рассмотрены ее технические характеристики;
- подобран материал (с изучением его химических и механических свойств) для изготовления балки;
- на основе сравнения выбраны методы и способы сварки с расчетом сварных соединений;
- выбраны сварочные материалы обеспечивающие высокое качество сварных соединений;
- подобрано сборочно-сварочное оборудование необходимое для изготовления балки;
- произведен расчет норм времени и экономических показателей.
Целью проекта является проектирование технологии сборки и сварки балки отвечающей современным требованиям рыночной экономики и современного уровня сварочного производства.
Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- выполнить анализ недостатков базовой технологии изготовления и разработать новый вариант;
- обосновать выбор способа сварки формы разделок выбор сварочных материалов;
- определить параметры режима сварки позволяющие обеспечить высокую технологическую прочность сварных соединений;
- произвести выбор современного сварочного оборудования;
В качестве исходных данных для проектирования использованы:
- конструкторская документация;
- технические условия на изготовление;
- производственно-технологическая документация;
1 Описание конструкции
Рама тележки служит для передачи вертикальной нагрузки и распределения ее между отдельными колесными парами и колесами при помощи рессорного подвешивания а также для восприятия сил тяги или торможения развиваемых отдельными колесными парами и передачи их на автосцепные устройства установленные на раме кузова или рамах тележек.
Рамы кроме того воспринимают боковые усилия возникающие при проследовании кривых участков пути.
На раме тележек размещено и укреплено все необходимое оборудование ходовой части электровоза. Рамы воспринимают вес кузова и оборудования расположенного в нем вес тяговых двигателей системы рессорного подвешивания и тормозного оборудования а также передают эти веса на оси колесных пар.
1 Обоснование выбора основных материалов
Для изготовления балки необходимо чтобы конструкционный материал сохранял свои механические свойства при знакопеременных нагрузках имел максимально возможную прочность (так как это снижает металлоемкость изделия) хорошо сваривался не обладал слишком высокой стоимостью. Поэтому применительно к конструкции балки электровоза предлагается использовать для корпуса сталь Ст3 (сталь не дорогая механические и химические свойства полностью соответствуют требованиям и она предпочтительна для производства данной конструкций.
Данная сталь относится к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества (ГОСТ 380-94). Данная сталь предназначена для несущих элементов сварных и не сварных конструкций и деталей работающих при положительных температурах.
2 Химический и механические свойства
Химический состав и механические свойства сталей приведены в таблицах 1 2.
Таблица 1 - Химический состав стали Ст3пс ГОСТ 380-94:
Таблица 2 - Механические свойства стали Ст3пс ГОСТ 380-94:
Прокат горячекатаный
Таблица 3 - Ударная вязкость KCU Джсм2 при температуре 0С:
после механического старения
3 Оценка свариваемости
Свариваемость – свойство металла образовывать при установленной технологии сварки сварное соединение отвечающее требованиям обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. При анализе свариваемости дифференцированно оценивают сопротивление сварки соединений образованию ХТ и ГТ. Формулы для определения показателей свариваемости углеродистых и низколегированных сталей имеют вид:
Углеродный эквивалент
При Сэ045% сталь не склонна к ХТ.
Выбранная сталь сваривается всеми видами сварки имеет удовлетворительную структуру металла шва и зоны термического влияния. Сварные швы не склонны к образованию горячих трещин. Но склонны к образованию трещин повторного нагрева
4 Обоснование выбора способов сварки
По базовой технологии изготовления балки применяютя ручная дуговая сварка и сварка полуавтоматическая в углекислом газе:
Ручная дуговая сварка - обладает очень низкой производительностью. Повышение скорости плавления металла возможно за счет увеличения диаметра электродной проволоки и тока что очень нежелательно так как при этом нарушаются нормальные соотношения количества расплавленного основного и электродного металла а это ухудшает формирование шва образует прожоги деталей из тонколистового проката затрудняет сварку в вертикальном и потолочном положениях.
Полуавтоматическая механизированная сварка сплошной проволокой в среде защитного газа - относится к способам которые в настоящее время наиболее интенсивно вытесняют ручную сварку штучными электродами. В основном проводятся в среде углекислого газа с целью улучшения формирования внешнего вида некоторого повышения производительности и значительного уменьшения разбрызгивания. Процесс сварки выполняется с высокой степенью концентрации энергии дуги что увеличивает глубину проплавления свариваемых соединений а с учетом повышенных скоростей сварки создает относительно небольшую зону структурных превращений и вызывает меньшие деформации конструкций. При полуавтоматической сварке можно выполнять швы без перерывов (в отличие от сварки штучными электродами).
Для повышения производительности сварки для продольных швов предлагается использовать автоматическую сварку под флюсов сварочным трактором.
При АСФ сварке вылет электрода значительно меньше чем при РДС. Поэтому можно не опасаться перегрева электрода и отделения защитного покрытия в несколько раз увеличить силу тока. Производительность сварки под флюсом в 10-15 раз выше чем при РДС. Это достигается за счет: повышения величины и плотности сварочного тока повышения коэффициента наплавки увеличения глубины проплавления свариваемого металла повышения скорости сварки снижения машинного времени сварки. Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом надежно защищающим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва без пор и шлаковых включений с высокими механическими свойствами и однородностью металла шва по химическому составу. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Улучшаются условия труда сварщика т.е. при сварке под флюсом отпадает необходимость в защите сварщика от воздействия дуги. Сокращается время освоения сварки под флюсом по сравнению с РДС.
Поэтому проанализировав базовые методы сварки и предлагаемый метод принимаем в качестве основных:
- па сварка в среде защитных газов для сварки вертикальных стыков
- РДС для слесарной сборки.
- АСФ сварочным трактором для продольных протяженных швов.
5 Выбор сварочных материалов
Сварочные материалы должны удовлетворять следующим требованиям:
- должны соответствовать требованиям стандартов технических условий и паспортов и иметь сертификаты.
- сварочные материалы следует хранить рассортированными по партиям.
Выбираем сварочные материалы:
РДС – электроды УОНИИ-1355 (3 – 5 мм).
Проволоку Св-08ГА PITTARG( 32 мм).
Проволока Св-08Г2С(О) ( 12мм).
Защитная среда в смеси СО2(углекислого газа).
Таблица 4 - Состав сварочного флюса
Таблица 5 - Химический состав сварочной проволоки
Таблица 6 - Химический состав проволоки Св-08Г2С ГОСТ 2246-70 %
Таблица 7 - Характеристика защитного газа
Содержание примесей %
Объемное содержание чистого газа %
Рабочее давление кгссм2
Содержание водяных паров 0178
6 Расчет режимов сварки
а) Площадь наплавляемого металла:
Общая площадь наплавленного металла Fн = 182 мм2.
Рисунок 1- Сварное соединение под АСФ
Определяем количество проходов в наружной части шва. Ориентировочно количество проходов (n1) определяется по формуле
принимаем 3 прохода (2.1)
где: FС1 – ориентировочная площадь поперечного сечения каждого из последующих проходов. Ориентировочно площадь поперечного сечения последующих проходов принимаем FС1 = 60 .80 мм2
в) Выбираем диаметр электрода dэ зная величину проплавления g и допустимые плотности тока j для данного диаметра.
г) Определяем величину сварочного тока:
I св = g × 100 Кд (2.2)
где Кд – коэффициент проплавления:
Тогда: I св = 4 × 100 11 » 364 А.
Плотность тока зависит от диаметра электрода поэтому для определения его примерного значения пользуются усредненной плотностью тока iср = 50 Амм2.
принимаем диаметр равный 3мм
д) Определяем напряжение дуги:
Принимаем UД = 34 В.
е) Определяем скорость сварки:
л) Скорость подачи проволоки:
V пп = 4×aн ×I св(p×dэ2×g) (2.5) V пп = 4×1493 ×364(p×42×785) = 568 мч.
Принимаем V пп = 57 мч .
м) По току выбираем параметры флюса:
Высоту слоя флюса: 35 – 40 мм и его грануляцию а гр = 04 – 25 м
l эл » 10 × dэ (2.6)
l эл » 10 × 3 » 30 мм.
Расчет РДС для установки электроприхваток
Силу сварочного тока определяют по формуле:
Iсв = ( · d2эл 4) · j
dэл – диаметр электрода мм;
j – допустимая плотность тока Амм2.
Плотность тока выбирается в пределах рекомендуемых табл. 8.
Таблица 8 - Допустимая плотность тока в электроде при РДС
Диаметр стержня электрода мм
Iсв = (314 · 32 4) · 15=105А
Для данной стали ток берем на 20% меньше
Напряжение будем рассчитывать по формуле :
Uсв=12+04×Iсв4 =12+04×854=205В
Принимаем UСВ = 21 В.
7 Критический анализ базовой технологии
В базовой технологией использовалась одна ручная дуговая сварка и полуавтоматическая сварка в СО2 предлагается внедрить автоматическую сварку под слоем флюса что повышает качество сварных соединений и уменьшает время сварки а также происходит снижение сварочных деформаций по сравнению с ручной дуговой сваркой. Так же применение специальной сварочной оснастки уменьшает время сборки балки и повышает геометрию изделия.
1 Технологический процесс изготовления стенок
Стенки балки изготавливаем из листового проката=20мм.
Сначала осуществляют входной контроль. Затем из стали марки Ст3 укладывают на настил плитный. Проверяют маркировку листа. Термической резкой вырезают из листа заготовки габаритом L×260. Осуществляют контроль геометрических размеров проводят очистку металла после резки правку вырезанной детали. Проводят маркировку заготовки и отправляют на дальнейшую сборку
2 Технологический процесс изготовления полки
Полки балки изготавливаем из листового проката=40мм.
Сначала осуществляют входной контроль. Затем заготовку из стали марки Ст3 укладывают на настил плитный. Проверяют маркировку листа. Термической резкой вырезают из листа заготовки габаритом L×75. Осуществляют контроль геометрических размеров проводят очистку металла после резки правку вырезанной детали. Проводят маркировку заготовки и отправляют на дальнейшую механическую обработку(фрезеровку).
3 Общие требования к сборке конструкции
- Все поступившие на сборку детали и сборочные единицы должны иметь маркировку и сопроводительную документацию подтверждающую их приемку службой технического контроля. Способ маркировки определяется ПТД предприятия изготовителя.
- Для выполнения прихваток и приварки временных технологических креплений разрешается применять дуговую сварку покрытыми электродами
- Прихватки должны выполнять сварщики допущенные к сварке соединения на котором проводится прихватка. Дефектные прихватки должны быть удалены механической обработкой. Наложение прихваток в местах пересечения или сопряжения двух или нескольких подлежащих сварке соединений не допускается.
- Если зазор между подлежащими сварке кромками собираемых деталей не удовлетворяет установленным требованиям и конструкторской документацией не оговорены более жесткие требования допускают применение присадочных материалов используемых для заварки корневой части шва данного соединения.
1 Оборудование для па сварки в защитном газе
Для полуавтоматической сварки выбираем полуавтомат МС-400М который является сложной высокотехнологичной установкой с инверторным источником питания основой которого служат высокочастотные преобразователи последнего поколения.
Таблица 11 - Основные технические характеристики полуавтомата МС-400М.
Напряжение питающей сети В
Частота питающей сети Гц
Потребляемая мощность кВт
Напряжение холостого хода В
Диапазон регулирования сварочного напряжения
Диапазон регулирования сварочного тока А
Скорость подачи сварочной проволоки ммин
Диаметр сварочной проволоки мм
Габаритные размеры источника питания мм
Масса источника питания кг
Габаритные размеры подающего механизма мм
Масса подающего механизма кг
Сварочныйполуавтомат предназначен для работы в закрытых помещениях с соблюдением следующих условий:температура окружающей среды от -20С до +40С;
Рисунок 2– Сварочный полуавтомат
2 Оборудование для РДС
Предлагается произвести модернизацию оборудования и ввести источник тока для РДС марки CRONOS 350.
Сварочный инвертор серии CRONOS 350 – источник питания новейшего поколения выполненные на базе технологии IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) что обеспечивает заметное снижение энергопотребления. Силовая часть заключена в новый защитный корпус туннельного типа. Внутри корпуса находятся все силовые элементы которые с двух сторон охлаждаются вентиляторами для обеспечения максимального охлаждения. При этом электронные компоненты надежно защищены от попадания пыли влаги; корпус сделан из металла и ударостойкого пластика.
Таблица 9 - Техническая характеристика источника Cronos 350
Технические характеристики
Допустимый диапазон перепада сети
Диапазон регулирования тока
ПВ при 400С (ММАРДС)
ПВ при 400С (TIGРАД)
Напряжение холостого хода
Горячий старт антиприлипание форсаж дуги
Рисунок 3- Общий вид источника
3 Оборудование для АСФ
Для выполнения наружных сварных швов соединений стенок балки выбираем автомат для сварки под флюсом МС-1000А.
Автомат имеет очень высокие динамические характеристики из-за наличия IGBT силового модуля микрокристаллического плавленого магнитного сердечника и быстро восстанавливаемого силового диода используемого для трансформации и передачи энергии. Время срабатывания по изменению сварочного тока менее 1 миллисекунды. Процесс сварки контролируется и управляется с высокой скоростью на всех этапах в том числе и моменты переноса металла присадочной проволоки в сварочную ванну.
Технические характеристики источника питания представлены в таблице 10.
Таблица 10- Технические характеристики источника питания
Номинальный ток питающей сети А
Номинальная потребляемая мощность кВт
Диапазон регулирования сварочного напряжения В
Воздушное при принудительное
Габаритные размеры мм
Сварочный трактор является частью автомата МС-1000А и предназначен для осуществления процесса сварки под флюсом изделий различного типа (преимущественно плоских пространственных) с разделкой и без разделки кромок.
Управление работой трактора и настройка режима осуществляется посредством панели управления.
Основные технические характеристики трактора приведены в таблице 11.
Таблица 11 -Технические характеристики сварочного трактора
Напряжение питания В
Скорость сварки мчас
Перемещение сварочной горелки «вниз-вверх» мм
Перемещение стойки «вниз-вверх» мм
Горизонтальное перемещение стойки мм
Поворот стойки вокруг оси град
Перемещение поперечины мм
Наклон сварочной головки град
Масса сварочной проволоки кг
1 Расчет пневмоцилиндра кондуктора
В сборочно-сварочном производстве нашли широкое применение различные зажимные устройства действующие от пневматического привода. Такой привод (ГОСТ 18460-81) прост по конструкции и в управлении является быстродействующим надёжен и имеет сравнительно малую стоимость.
Так в стенде для сборки балки используются пневмоцилиндры двустороннего действия.
В пневмоцилиндрах двустороннего действия поршень перемещается сжатым воздухом в обе стороны. На рис. 4 показано устройство цилиндра с креплением на проушине. Поршень 3 выполнен из двух половин для облегчения установки манжет 4. В цилиндрах с внутренним диаметром D больше 100 мм поршни изготовляют цельными. Для уплотнения неподвижных соединений между крышками 1 и гильзой 5 пневмоцилиндра а также между штоком 6 и поршнем используют круглые резиновые кольца 2 и 11. Воздух в обе полости цилиндра подводится через отверстия в крышках. Для уплотнения штока в передней крышке установлена резиновая манжета воротникового типа 8 прижимаемая крышкой 9. Для уменьшения трения и предотвращения задиров на штоке в переднюю крышку запрессовывают бронзовую втулку7. Крышку 1 соединяют с гильзой длинными стяжками 10.
Манжеты уплотняют пневмоцилиндр за счет сжатого воздуха распирающего кромки и прижимающего их к гильзе пневмоцилиндра и к поршню.
Основные размеры пневмоцилиндров — внутренний диаметр D и ход поршня L. Диаметр D определяется необходимым усилием. Для пневмоцилиндра двустороннего действия усилие на штоке Q в кгс и диаметр D в см находятся в следующей зависимости:
где p – давление сжатого воздуха; - КПД учитывающий потери в пневмоцилиндре = 085÷090.
Для требуемого усилия Q = 4кгс находим диаметр поршня D.
Полученное значение диаметра пневмоцилиндра округляем до ближайшего большего и принимаем по ГОСТ 15608-81 D=105мм
Рисунок 4- Пневмоцилиндр двустороннего действия
2 Кондуктор для сборки и сварки балки
Для сборки и сварки балки используем специальный кондуктор и грузовую траверсу.
Кондуктор представляет собой плиту поз.1 с пазом и двумя прижимными пневмоцилиндрами поз.2 по торцам. Нижняя плита устанавливается в паз затем на нее ставятся стенки которые поджимаются и фиксируются пневмоцилиндрами. Затем по разметке устанавливаются перегородки внутри.
Для кантования и перевозки балки спроектирована специальная траверса которая позволяет производить манипуляции с балкой в любых пространственных положениях.
Рисунок 5- Стенд для сборки балки
В технически обоснованную норму времени на выполнение сварочных операций входят основное время tо вспомогательное время tВ время на обслуживание рабочего места tо6с время на отдых и личные надобности tотд подготовительно–заключительное время tпз :
t = tО + tВ + tо6с + tотд + tпз
Основное время включает время затрачиваемое на образование сварочного шва. Вспомогательное время подразделяется на две части: связанное с каждым швом tВ1 – смена электродов зачистка шва и кромок зачистка околошовной зоны осмотр шва и др.; связанное со свариваемым изделием tВ2 – перемещение детали переход сварщика вдоль шва.
Время на обслуживание рабочего места включает время необходимое для поддержания рабочего места в состоянии обеспечивающем высокопроизводительную работу (протирка оборудования удаление отходов и др.).
Время на отдых и личные надобности включает обязательные перерывы время на личную гигиену и др.
Подготовительно-заключительное время включает время на подготовку к работе (получение задания подготовка и наладка оборудования) и время на сдачу выполненной работы .
Норма штучного времени tшт на изготовление сварных конструкций чаще всего определяется по формуле:
где а и b – соответственно проценты которые составляют tо6с и tотд к оперативному времени tоп.
Штучно-калькуляционное время на каждый шов tшк можно рассчитать по формуле:
где n – количество сварных деталей в партии (стыков участков шва).
Нормирование ручной дуговой электросварки
Основное время при ручной дуговой сварке определяется по формуле:
где: F – площадь поперечного сечения наплавленного металла мм2;
g=78 гсм3 - плотность наплавленного металла;
aН =95 гАч - коэффициент наплавки;
I - сила сварочного тока А.
Вспомогательное время связанное с выполнением сварных швов вычисляется по формуле :
где tЭ – время на смену электродов и осмотр шва мин;
tИО – время на измерение и осмотр шва мин;
tЗ – время на зачистку швов и кромок мин;
tК – время на установку клейма мин.
Время на смену электродов определим по формуле 25:
tЭ=005t=005×18=09 мин
где 005 – время в мин в расчете на 1 мм2 площади поперечного сечения наплавленного металла.
Определим время на измерение и осмотр шва 25:
tИО = 035 l=035×22=077 мин
где 035 – время в мин на 1м нижнего вертикального и горизонтальною шва.
Определим время на зачистку швов и кромок:
tЗ=I [06+12 (nС – 1)]=22 [06+12 (1 – 1)]=132 мин
где nс – количество слоев наплавки;
– время в мин на зачистку 1 м промежуточного слоя;
– время на зачистку 1 м последнею шва мин.
Время на установку клейма принимается равным 003 мин на один знак:
tк=003k=003×15=045 мин.
Определим вспомогательное время:
tВ1= tВ1=tЭ+tИО+tЗ+tК=09+077+132+045=344 мин.
Вспомогательное время связанное со сварным изделием определяется по формуле:
где tуп – время на установку поворот и снятие деталей мин (принимаем равной 22);
tпер – время на переходы сварщика мин
Время на установку поворот и снятие деталей зависит от их массы. Нормативы tуп в мин приведены в табл. 12.
Таблица 12 – Нормативы времени на установку поворот и снятие деталей мин.
Установка или поворот
Снятие и транспортировка
Время перехода сварщика tПЕР принимается ориентировочно равным 02 мин на один шов.
При сварке швов время перехода сварщика следует умножать на количество проходов а время на установку поворот и снятие деталей на количество деталей :
tВ2=22×1+02×15=52 мин.
Определим оперативное время:
tоп = t0 + tВ=18+864=266мин.
Время обслуживания рабочего места при ручной дуговой электросварке составляет 3 – 5% от оперативного времени :
tобс=004 tоп=004×266=106мин.
Время на отдых и личные надобности при РДС 7% от оперативного времени:
tотд=007 tоп=007×266=182 мин.
Подготовительно-заключительное время принимается равным 3% от оперативного времени 25:
tпз=003 tоп=003×266=08 мин.
Норма времени на выполнение сварочных операций РДС составляет:
t = tО + tВ + tо6с + tотд + tпз=266+106+182+08=303 мин. (6.11)
Определим норму штучного времени tшт на изготовление сварных конструкций:
где a=4% - процент составляющий tобс к оперативному времени;
b=7% - процент составляющий tотд к оперативному времени.
Рассчитаем штучно-калькуляционное время на каждый шов
где n – количество сварных деталей в партии (n=15).
Нормирование полуавтоматической сварки
Основное время при полуавтоматической в среде защитных газов рассчитывается по формуле:
где VСВ – скорость сварки (задается режимом сварки) мчас
n – количество проходов.
Вспомогательное время tв1 при полуавтоматической сварке в среде защитных газов включает время на зачистку свариваемых кромок от ржавчины зачистку шва от шлака после каждого прохода осмотр измерение и клеймение шва смену кассет с электродной проволокой. В зависимости от толщины свариваемого металла вида соединений и сварных швов tв1 изменяется в широких пределах. Принимаем tв1 =3 мин на 1 метр одного прохода.
Вспомогательное время tв2 затрачивается на установку поворот и снятие изделий закрепление и открепление деталей перемещение сварщика.
tВ2=tУП+tПЕР=22×2+02×8=6мин.
Время вспомогательное:
tоп = t0 + tВ=36+276=636мин.
Время обслуживания рабочего места время на отдых и личные надобности согласно таблице 13.
Таблица 13 – Время обслуживания отдых и личные надобности
В % от оперативного времени
Стационарные установки
Переносные автоматы полуавтоматы
Время обслуживания рабочего места:
tобс=006×636=38 мин.
Время на отдых и личные надобности:
tотд=005×636=32 мин.
Подготовительно-заключительное время tпз как правило составляет 4% от оперативного времени:
tпз=004×636=254 мин.
где a=6% - процент составляющий tобс к оперативному времени;
b=5% - процент составляющий tотд к оперативному времени.
Нормирование автоматической сварки под флюсом
Основное время при АСФ рассчитывается по формуле:
Количество проходов при АСФ рассчитывается по формуле :
где F – площадь поперечного сечения наплавленного металла шва мм2;
F1 – площадь поперечного сечения первого прохода шва мм2;
Fn – площадь поперечного сечения одного последующего прохода мм2.
Вспомогательное время tв1 при АСФ включает время на зачистку свариваемых кромок от ржавчины зачистку шва от шлака после каждого прохода осмотр измерение и клеймение шва смену кассет с электродной проволокой. В зависимости от толщины свариваемого металла вида соединений и сварных швов tв1 изменяется в широких пределах. Принимаем tв1 =3 мин на 1 метр одного прохода.
tоп = t0 + tВ=124+149=273мин.
Время обслуживания рабочего места время на отдых и личные надобности согласно таблице 14.
Таблица 14 – Время обслуживания отдых и личные надобности
Переносные автоматы
tотд=005×273=136 мин.
tпз=004×273=109 мин.
Общее время всех сборочно-сварочных работ равно
tобщ = 2675+64+2753=11828мин.
Таблица13 – Стоимость оборудования
Сварочный трактор МС-1000
Тарифные ставки рабочих:
Сварщик РДС и АСФ (6 разряда)
Наладчик (7 разряда)
Производственная площадь
Расчет стоимости основных производственных фондов участка
Общая сумма основных фондов участка Фуч:
Фуч =Фоб+Фпл+Фос+Фин
Стоимость оборудования определяется количеством каждого вида оборудования Кмi и затратами на приобретение и монтаж единицы оборудования Цбi :
=530000+153000+280000=963000 руб.
Стоимость технологической оснастки принимаем 8% а производственно-хозяйственного инвентаря 1% от стоимости оборудовании участка :
Стоимость производственных помещений (площадей) Фпл зависит от кубатуры V и стоимости 1 м3 здания Цзд :
Фпл=V Цзд=Fпр h kд Цзд
где Fпр – производственная площадь участка м2 (Fпр=2040 м2);
h – высота пролетов (принимается h= 18 м.);
kд – коэффициент учитывающий дополнительную площадь (принимается kд = 15)
Фпл=2040×18×15×1000=55080000 руб.
Определим общую сумму основных фондов участка:
Фуч =55080000+963000+770+9630=56053400руб.
Фонды заработной платы рассчитываются отдельно по каждой категории работников.
Основная и дополнительная заработная плата сварщиков приходящаяся на одно изделие рассчитывается по формуле:
– штучно-калькуляционное время на каждый сварной шов мин.;
Kзд=13 – коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату
Фонд заработной платы сварщиков рассчитаем по формуле:
где: Nг – годовая программа выпуска изделий (принимаем 4000) шт.
=3585×4000=1434160 руб.
Фонд заработной платы вспомогательных рабочих повременщиков рассчитывается по формуле:
где Фдр – действительный фонд времени одного рабочего ч. принимается равным 1780 ч.;
kвспi- численность вспомогательных рабочих чел.
=1780×130×13×1=300820руб.
Заработная плата вспомогательных рабочих приходящаяся на i-е изделие:
=3008204000×2=1504руб.
Фонд заработной платы инженерно-технических работников (ИТР) руководства участка:
Мг – число месяцев работы в году (принимается Мг =112);
lокi – месячный оклад i-й категории работников руб.
Lитр=112×35000×1=392000 руб.
Заработная плата ИТР и руководителей приходящаяся на i-е изделие:
=3920004000×1=98 руб.
Технологическая себестоимость сварочных работ включает затраты на основные материалы См сварочные материалы Ссв технологическую электроэнергию Сэ заработную плату Сзп расходы по содержанию и эксплуатации оборудования Со6 расходы на технологическое оснащение и инструмент целевого назначения Сос :
где Nг – производственная программа выпуска изделий шт.
Затраты на основные материалы рассчитываются по формуле:
kтз – коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы (можно принять kтз =105);
Цоi – цена 1 т отходов Цoj=7000 руб.
См=(067×40000×105)–5956=27545руб.
Затраты на сварочные материалы включают стоимость электродов Сэл сварочной проволоки Ссвп защитного газа и флюса Сг.
Затраты на электроды при ручной дуговой сварке и на сварочную проволоку при автоматической и сварке определяются по формуле:
где Qн – масса наплавленного металла кг;
qэл – расход электродов или сварочной проволоки на 1кг наплавленного металла (для РДС принимаем равным 15) кг;
Цэл – цена 1 кг электродов или сварочной проволоки руб.
Затраты на электроды при РДС и сварочную проволоку:
Масса наплавленного металла рассчитывается по формуле:
Ссв пр=17×15×110=2805 руб.
Затраты на флюс рассчитывается по формуле:
Ссв= Qэ1+Спр+Сфлюса =427+2805+900=4134 руб.
Затраты на защитный газ рассчитывается по формуле:
где Цг - цена на м³ газовой смеси К-2 руб (принимаем Цг=600);
Vг - объем необходимого газа.
Объем необходимого газа рассчитывается по формуле:
Затраты на технологическую электроэнергию определяются по формуле:
где qэ – удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла кВт×чкг;
Цэ – цена 1 кВт×ч электроэнергии для предприятий
Удельный расход электроэнергии при дуговых способах сварки определяется двумя методами
где U – напряжение на дуге В (согласно расчетам Uсв=28 В);
aн – коэффициент наплавки гА×ч (aн=95).
hустРДС – КПД источника питания для ручной дуговой сварки покрытыми электродами (принимаем 07);
При автоматической сварке:
где hуст – КПД сварочной установки (принимается равным 085);
Vсв – скорость сварки (Vсв=10 мч);
Wд – мощность сварочной дуги (определяется по режиму).
СЭ1=40×42×423=711 руб.
СЭ2=14×611×423=3612 руб.
СЭ=711+3612=4323руб.
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования включают амортизационные отчисления Са затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования Со и прочие расходы Спр :
Амортизационные отчисления определяются по формуле:
hзi – коэффициент загрузки оборудования (принять 08).
Затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования можно принять в размере 20% от стоимости оборудования тогда:
Со=02×963000=192600руб.
Прочие расходы связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования как правило составляют 6– 7 % от всех предыдущих затрат т.е.:
Спрч=007(222+192600)=13497 руб.
Соб = Са+Со+Спр=222+192600+13497=206319руб.
Расходы на оснастку и инструмент целевого назначения в сварном производстве составляют 12–15 % от стоимости производственного оборудования участка Фоб:
Сос=015×963000=144450 руб.
Определим технологическую себестоимость сварочных работ:
Ст=(См+Ссв+Сэ+Сзп)N+Соб+Сос
Ст= (27545+4390+4323+6069)4000+206319+144450=147810769руб.
- выбрана сталь марки Ст3 в качестве основного конструкционного материала заданная заводом изготовителем.
- выбраны сварочные материалы обеспечивающие высокое качество сварных швов;
- подобрано и внедрено в результате критического анализа базовой технологии современное отечественное автоматическое и полуавтоматическое сварочное оборудование;
- разработана и показана графически принципиальная технология изготовления балки;
- подобраны оптимальные режимы сварки.
- в результате патентного пойска произведена модернизация сварочного полуавтомат МС-400 и автомата МС-1000.
- внедрений специального стенда для сборки рамы позволило ускорить процесс сборки а также повысить качество при сборки балки.
Сорокин В.Г. и др. Марочник сталей и сплавов. М. Машиностроение 1989. – 640 с.;
Сварка и свариваемые материалы. В 3-х т. Т.1 II. . Справ. изд. Под ред. Э.Л. Макарова – М. Металлургия 1991 528 с.;
Монография. — Под ред. А.И. Чвертко. — М.: Машиностроение 1981. — 264 с.: ил.;
Николаев Г.А. Куркин С.А. Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирования сварных конструкций: Учеб. пособие - М.: Высш. школа 1983 г.;
В.Г. Геворкян “Основы сварочного дела”. М. ”Высшая школа" 2000 год.;
Журнал инженерно-технологический сервис: Электросварочное оборудование и оснастка 2013. – 24 с.;
Сварочные работы. Современное оборудование и технология работ (2009) АСТ Астрель.
Комплект документов на технологический процесс изготовления балки.