Техпроцесс ремонта подкоса башенного крана

Содержание.docx

Введение 1 Анализ условий работы и дефектов телескопического подкоса башенного крана КБ-160.2
Анализ патентной и научно-технической литературы.
Выбор способов устранения дефектов и оборудования
Проектирование единичного технологического процесса восстановления телескопического подкоса
Расчёт технологических режимов и норм времени
Конструкторская разработка ..
Заключение и основные результаты
Список литературных источников ..
СДМ1 – 18.00.000 ПЗ
Техпроцесс ремонта подкоса башенного крана
Пояснительная записка

Министерство образования Республики Беларусь.doc

Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет транспортных коммуникаций
Кафедра «Строительные и дорожные машины»
по дисциплине «Технология производства
Тема: «Разработка технологического процесса ремонта телескопического подкоса башенного крана КБ-160.2»
Руководитель: М.М. Гарост

Лист №1 - Ремонтный чертеж.dwg

повторяемости дефекта
Трещины в сварных швах
Установить и приварить
Замена основной трубы
Срезать и приварить новую
Технолгический процесс: сварочная (Деф.3)
слесарно-механическая (Деф.1
Схема базирования при резке
Подкос телескопический
* Размеры для справок.
Сварные швы не обрабатывать
за исключением случаев
невозможности сбоки и эксплуатации изделия.
Ресурс восстановленного подкоса должен быть не менее 80%
от ресурса нового подкоса.
Места ремонта клеймить согласно карте на ремонт.
Подкос бракуется при изгибе
трещинах в основном металле и устаностном выкрашивании металла."

Техпроцесс.DOC

ГОСТ 3.1105-84 форма 2
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Руководитель М.М. Гарост
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО ПОДКОСА БАШЕННОГО КРАНА
ГОСТ 3.118-82 форма 1
Код наименование операции
Обозначение документации
Код наименование оборудования
Моечный аппарат высокого давления «Karcher HD 511 C 220V » щетка металлическая перчатки. 1-2
РМ 010 Дефектовочная
Стол дефектовщика дефектоскоп щетка металлическая перчатки штангельциркуль ШЦ -1-125-01 ГОСТ 165-80.
Газовая аппаратура резак ацетиленовый очки защитные.
Стол сварщика электродрель Makita 6408 сверло d=5 мм ГОСТ 9405-84 напильник линейка стальная.
РМ 025 Слесарно- механическая
Угловая шлифовальная машина Makita 9565 CV круг шлифовальный 180-25-5 «Bulflex» очки защитные наушники перчатки щетка металлическая
Наименование детали сборочной единицы или материала
Полуавтомат сварочный ПДГО-601С струбцины приспособление щетка металлическая
Полуавтомат сварочный ПДГО-601С струбцины щетка металлическая
.Компрессор КМ-500 краскопульт 005мм щетка металлическая.

ЛИСТ №2 - Маршрутный процесс восстановления.dwg

Наименование операции
Основное оборудование
- срезать проушины по
-засверлить концы трещин
Слесарно-механическая:
-разделать дефектные
сварные швы и рачистить
Машинка углошлифоваль-
Полуавтомат сварочный
- приварить накладку
на вмятину по контуру
- контролировать сварные
- окрасить подкос согласно
кран консольный Q=1.0т
Маршрутный технологический
процесс восстановления подкоса

записка.doc

В настоящее время ремонтное производство является достаточно крупной отраслью промышленности наряду с машиностроением призвано удовлетворять растущие потребности народного хозяйства страны в машинах агрегатах деталях. Благодаря ремонту срок службы машин и механизмов значительно повышается а парк машин участвующих в рабочем процессе намного увеличивается. Вторичное использование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей узлов и механизмов способствует успешному решению проблемы снабжения ремонтных предприятий запасными частями и даёт большую экономию различных материалов.
Целью курсовой работы является проектирование технологического процесса восстановления секции стрелы самоходного стрелового крана.
Основная задача курсовой работы по дисциплине "Основы технологии производства и ремонта машин" является закрепление углубление и обобщение теоретических знаний полученных из лекционного курса а также приобретение навыков проектирования технологических процессов восстановления деталей машин и пользования ГОСТами нормативной и другой справочной литературой.
Анализ условий работы и дефектов телескопического подкоса башенного крана КБ-160.2.
Башенные краны КБ-160.Х предназначаются для строительно-монтажных работ при возведении 7—8-этажных жилых и гражданских зданий из крупных панелей и объемных элементов весом до 8 т. Кран прошел приемочные испытания и принят к серийному производству.
Кран КБ-160.2 рис. 1 отличается от основной модели КБ-160.1 конструкцией башни и стрелы выполненными из трубчатых элементов а также способом монтажа.
Решетчатая конструкция башни и стрелы из цельнотянутых труб со сплющенными концами раскосов помимо снижения их веса на 20—25% по сравнению с решетчатой конструкцией из уголков дает возможность значительно снизить действующие ветровые нагрузки на кран что имеет особое значение при большой высоте крана.
Башня крана состоит из неподвижной секции (портала) и выдвижных секций. Для обеспечения возможности обслуживания зданий различной этажности башня крана имеет переменную высоту что достигается за счет изменения числа инвентарных секций.
Благодаря снижению высоты башни и как следствие уменьшению момента от ветровых нагрузок удается повысить грузовой момент крана.
Всего выдвижная секция включает в себя четыре инвентарных (длиной по 56 м) и одну головную секцию. Секции связаны между собой с помощью фланцевых соединений. Выдвижная секция опирается своим основанием на портал установленный на поворотной платформе и удерживаемый в вертикальном положении телескопическими подкосами. Портал в верхней своей части выполнен в виде обоймы с роликами в которой может перемещаться выдвижная секция в процессе ее наращивания. Для этого на поясах портала в двух ярусах установлено по восемь направляющих роликов (на эксцентриковых осях) на которые опирается башня при ее выдвижении.
Рисунок 1- Кран КБ-160.2:
а — общий вид; б — схема запасовкн канатов выдвижения башни
Краны в процессе эксплуатации помимо полнокомплектных ремонтов проводимых по результатам обследования должны подвергаться и капитально-восстановительному ремонту. При этом ремонте в процессе разборки должна проводиться дефектация всех элементов с ремонтом тех из них которые имеют дефекты превышающие допустимые.
Периодичность обследования и сроки проведения капитально-восстановительного ремонта следует принимать согласно Руководящего нормативного документа «МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН С ИСТЕКШИМ СРОКОМ СЛУЖБЫ
ЧАСТЬ 3. БАШЕННЫЕ СТРЕЛОВЫЕ НЕСАМОХОДНЫЕ И МАЧТОВЫЕ КРАНЫ КРАНЫ-ЛЕСОПОГРУЗЧИКИ» (РД 10.4.30-90).
Обследование состояния телескопического подкоса проводится в рамках обследования металлоконструкции крана в целом.
По результатам проверки и контроля оформляется журнал осмотра с указанием соответствующих дефектов и повреждений далее направляется вместе с краном на ремонтное предприятие в том случае если осмотр и диагностика проводилась вне ремонтного предприятия.
В процессе работы крана телескопический подкос испытывает ударные нагрузки в горизонтальной плоскости вследствие сил инерции возникающих от веса металлоконструкции крана и груза при разгоне крана и при его торможении.
В нашем случае после обследования выявлены следующие дефекты рис.1:
Вмятина на наружной поверхности подкоса;
Трещины в сварных швах ;
Рисунок 1 – Ремонтный чертеж телескопического подкоса.
Телескопический подкос выполнен сварным из листовой и прокатной стали марки сталь 3 ГОСТ 380-94.
Телескопический подкос бракуется при усталостном разрушении основного металла при изгибе.
Анализ патентной и научно-технической литературы.
Металлоконструкция кранов восстанавливается при помощи сварки. Проведем анализ основных способов сварки и свойств сварных швов.
Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения деталей путем применения местного нагрева.
Сварным соединением называется соединение двух деталей полученное при помощи сварки. Сварной шов — это часть сварного соединения которая образуется из расплавленного в процессе сварки и затем затвердевшего металла *(Это определение справедливо лишь для тех видов сварки у которых место соединения деталей доводится до расплавления. ).
Металлургический процесс при сварке и наплавке по сравнению с металлургическим процессом получения сплавов более сложен так как обладает рядом особенностей: кратковременностью процесса значительной скоростью охлаждения высокой температурой (до 2300° С) нагрева металла и др. Все это приводит к тому что химические реакции в зоне наплавки протекают мгновенно не успевают полностью завершиться до кристаллизации в результате создаются неравномерные структуры. Высокая температура провоцирует переход газов находящихся в воздухе (кислород азот водород) в атомарное состояние. Газы активно поглощаются металлом взаимодействуют с ним и легирующими элементами резко снижая механические характеристики наплавленного металла.
Газы попадают в сварочную ванну из воздуха флюсов обмазок электродов защитных газов адсорбированной на поверхности изделия влаги с остатками смазок ржавчиной и др.
При контакте кислорода с расплавленным металлом происходит растворение кислорода и образование окислов часть которых остается в сплаве после его кристаллизации. Азот растворяясь в металле со многими элементами образует нитриды. Поэтому во время сварки сталей при недостаточной защите наплавляемого металла совместное действие кислорода и азота вызывает резкое усиление хрупкости слоя наносимого на поверхность детали. Азот сильно снижает относительное удлинение способствует повышению пористости усиливает склонность металла к старению.
Водород подобно кислороду в процессе сварки поглощается жидким металлом. Но при остывании последнего (особенно в момент кристаллизации) растворимость водорода резко снижается. Выделение водорода не прекращается не только по окончании кристаллизации но даже при комнатной температуре. Диффундируя в объеме застывшего металла водород накапливается в микрополостях и создает такие значительные удельные давления что происходит разрушение наплавленного слоя.
Существенное влияние на растворимость газов оказывают погонная энергия (зависящая от способа и режимов сварки) размеры детали структура и состав металла восстанавливаемого изделия предварительный и сопутствующий нагревы и т.д.
При ремонте металлоконструкций сварке и наплавке подвергаются детали изготовленные в основном из конструкционных низкоуглеродистых средне- и низколегированных прокатных и литых сталей. Углерод и легирующие элементы входящие в состав стали оказывают существенное влияние на свариваемость и делят последнюю на четыре группы: хорошую удовлетворительную ограниченную и плохую свариваемость. Поэтому при разработке технологического процесса прежде всего нужно оценить свариваемость металла восстанавливаемого изделия и назначить (при необходимости) определенные операции уменьшающие или исключающие отрицательное воздействие тех или иных компонентов на качество восстановленного слоя.
Свариваемостью называется сочетание технологических свойств металлов и сплавов дающих возможность образовывать в процессе сварки или наплавки соединения и слои которые по своим свойствам не уступают свойствам материала восстанавливаемого изделия.
Более всего на свариваемость оказывают влияние химический состав сплава фазовая структура и ее изменения в процессе нагрева и охлаждения физико-химические и механические свойства активность реакций элементов и др.
В связи с тем что параметров характеризующих основной и присадочный (электродный) материалы очень много то свариваемость представляет комплексную характеристику включающую чувствительность металла к окислению и порообразованию соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным реакцию на термические циклы сопротивляемость образованию холодных и горячих трещин и т.д.
Из перечисленных параметров наиболее существенным при сварке и наплавке углеродистых и низколегированных сталей является сопротивляемость образованию трещин. Горячие трещины чаще всего возникают при ослаблении деформационной способности металла из-за появления в структуре легкоплавких хрупких эвтектик дефектов кристаллического строения внутренних и внешних напряжений. Вероятность появления при сварке или наплавке горячих трещин можно определить по показателю Уилкинсона (H.C.S):
Условием появления горячих трещин является Н.С.S. > 2. Так например при обычной сварке низколегированной стали трещины начинают возникать при Н.С.S. = 4. Холодные трещины чаще всего возникают из-за закаливаемости стали при быстром охлаждении и насыщении металла шва и зоны термического влияния водородом. Они как правило зарождаются по истечении некоторого времени после сварки и наплавки и развиваются в течение нескольких часов или даже суток.
Для оценки склонности металла к появлению холодных трещин чаще всего используется углеродный эквивалент которым можно пользоваться как показателем характеризующим свариваемость при предварительной оценке последней. Для этой цели имеется ряд уравнений.
Температура сопутствующего сварке или наплавке подогрева зависит от материала изделия и колеблется в среднем от 250 до 400° С.
Уменьшение содержания водорода в наплавленном металле достигается улучшением защиты сварочной ванны от внешней среды тщательной подготовкой поверхности перед наплавкой прокаливанием присадочного материала и др.
При анализе свариваемости не следует упускать из виду тот факт что от воздействия значительных температур происходит разупрочнение термически упрочненных сталей. Таким образом перед разработкой технологии сварки или наплавки следует определить свариваемость основного присадочного металла и металла шва; вероятность появления трещин; разупрочнение сплава и назначить необходимые мероприятия для уменьшения или исключения нежелательных явлений.
Основным металлом называют металл из которого изготовлены свариваемые детали. При газовой сварке в месте расположения шва расплавляется основной металл но в большинстве случаев его бывает недостаточно для заполнения всего зазора между деталями. Поэтому в сварочное пламя вводят присадочную проволоку которая расплавляясь дает дополнительный жидкий металл образующий шов.
Рисунок 1- Схема сварного соединения:
- усиления шва; 2 - сварной шов; 3 - сварочная пайка; 4 - основной металл; 5 - металл шва.
Сечение шва делают большим по толщине чем толщина основного металла. Это утолщение называют усилением шва (рис. 1).
В месте нагрева деталей сварочным пламенем образуется углубление в расплавленном металле которое называют сварочной ванной.
В настоящее время существует много различных способов сварки которые классифицируются по различным признакам. В зависимости от степени нагрева свариваемый металл может быть или в пластическом (тестообразном) или в расплавленном (жидком) состоянии. В первом случае для осуществления процесса сварки необходимо приложить к свариваемому изделию усилие (сварка давлением). Во втором случае расплавленный металл свариваемых изделий и присадочного прутка образует общую ванну после остывания которой сварка оказывается осуществленной без применения механического воздействия (сварка плавлением).
Рисунок 2 - Классификация основных видов сварки.
Следует отметить что имеются такие способы сварки при которых металл либо совсем не нагревается (холодная сварка глубокой деформацией) либо нагревается до температур при которых металл не доводится даже до пластического состояния (ультразвуковая сварка).
Классификация основных видов сварки представлена на рис. 2.
Контактная сварка. Детали включаются в электрическую цепь сварочной машины и через них пропускается электрический ток большой силы и низкого напряжения. При этом в месте стыка (контакта) деталей выделяется тепло которое нагревает их до расплавления или до пластического состояния. Контактная сварка в зависимости от способа выполнения подразделяется на стыковую точечную и шовную.
Стыковая сварка (рис. 3 а) применяется для соединения стержней рельсов труб и т. п. Детали 1 закрепляются в электродах 2. Затем через них пропускается ток от вторичного витка 4 сварочного трансформатора. В месте соприкосновения стержни нагреваются до высокой температуры после чего ток выключают стержни сжимаются и детали свариваются.
Точечная сварка применяется для сварки листовых конструкций у которых сварные соединения должны быть прочными но не плотными. При точечной сварке (рис. 3 б) свариваемые листы 1 укладывают кромками друг на друга и зажимают между медными электродами 2. Через электроды пропускается электрический ток от сварочного трансформатора. Металл под электродами сильно нагревается и при сжатии электродов сваривается в одной точке.
Роликовая сварка применяется для сварки листовых конструкций требующих плотно-прочных швов например различных резервуаров баков тары и других изделий массового производства.
Рисунок 3 - Схема стыковой (а) точечной (б) и роликовой (в) сварки: 1 — свариваемая деталь; 2 — электроды; 3 — гибкие шины; 4 — вторичный виток трансформатора; 5 — первичная обмотка трансформатора; 6 — хобот.
При роликовой сварке (рис. 3 в) свариваемые листы 1 укладывают так же как при точечной сварке между электродами 2 имеющими форму роликов. К роликам подводится электрический ток При прохождении листов между вращающимися роликами образуется сплошной плотный шов состоящий из ряда сварных точек перекрывающих друг друга.
Сварка трением осуществляется на станках подобных токарным. После закрепления двух цилиндрических деталей в зажимах станка детали сводятся вплотную и с большой силой прижимаются друг к другу. При быстром вращении одной из деталей в месте стыка их в результате трения выделяется большое количество тепла достаточное для нагрева концов деталей до пластического состояния (1200°С).
После нагрева до такой температуры вращение прекращается детали дополнительно сжимаются и свариваются.
Этот способ сварки впервые предложен в 1956 г. рабочим-новатором А. И. Чудиковым.
Термитной сваркой называется процесс получения неразъемного соединения деталей при котором для нагрева металла применяется термит.
Термит представляет собой механическую смесь состоящую из 78% (по весу) порошка железной окалины (окись железа) и 22% порошка чистого алюминия. При сгорании термита развивается температура около 3000° С. В результате сгорания термита получается расплавленное железо и жидкий шлак (окись алюминия) которыми заливают свариваемые концы. Сжигание термита производится в огнеупорном тигле.
Рисунок 4- Термитная сварка давлением (а) и плавлением (б):
— форма; 2 —тигель; 3 — термитный металл; 4 — свариваемые детали.
Различают термитную сварку давлением (рис. 5 а) и термитную сварку плавлением (рис. 46). В первом случае жидкий металл и шлак выливаются из тигля в форму в которой установлены концы свариваемых деталей. Нагретые до пластического состояния стержни сжимаются специальным прессом и свариваются.
Во втором случае свариваемые части заформовываются с зазором величина которого зависит от размера сечения свариваемых концов. Этот зазор заполняется жидким металлом из тигля; давление при этом не прикладывается.
Термитная сварка нашла применение при сварке трамвайных рельсов при ремонте и изготовлении некоторых судовых деталей и т. д.
Электрическая дуговая сварка. При дуговой электрической сварке тепло необходимое для расплавления металла в месте сварки выделяется электрической дугой возникающей между электродом и основным металлом при пропускании через них электрического тока. Электрод (угольный или металлический) закрепляется в специальном электрододержателе (рис. 5). В дуге развивается температура порядка 6000° С которая обеспечивает быстрый нагрев и расплавление свариваемых кромок. При дуговой сварке угольным электродом (способ Бенардоса) заполнение шва производится расплавленным металлом присадочной проволоки которая вводится в зону дуги (рис.5 б).
Рисунок 5 - Схема электрической дуговой сварки металлическим (а) и угольным (б) электродом:
— свариваемая деталь; 2 — металлический электрод; 3 — угольный электрод; 4 — присадочная проволока.
При дуговой сварке металлическим электродом (способ Славянова) соединение кромок осуществляется расплавленным металлом электрода (рис. 6 а). Процесс сварки может вестись как на постоянном так и на переменном токе. Для защиты расплавленного металла от насыщения азотом и кислородом воздуха для обогащения металла шва необходимыми примесями и повышения устойчивости горения дуги при сварке применяются металлические электроды покрытые слоем специальной обмазки. Для питания дуги электрическим током применяются сварочные генераторы постоянного тока и трансформаторы переменного тока. Простота процесса значительная скорость сварки и высокое качество соединения обеспечили повсеместное внедрение электродуговой сварки.
Рисунок 6 - Схема автоматической сварки под слоем флюса:
— свариваемая деталь; 2 — подача флюса; 3— сварочная головка; 4— подача электродной проволоки; 5 — бухта проволоки; 6 — сварочный шов; 7 — шлаковая корка; 8 — флюс.
Более прогрессивным методом является автоматическая электросварка при которой дуга горит под слоем сыпучего флюса (рис. 6) выполняющего ту же роль что и обмазка при ручной электродуговой сварке. Непрерывная подача проволоки в зону сварки и автоматическое поддержание горения дуги осуществляются посредством сварочной головки 3 которая в процессе сварки либо перемещается по изделию 1 либо устанавливается неподвижно и тогда свариваемые детали перемещаются относительно головки.
Электрошлаковая сварка (рис. 7).
Рисунок 7 - Схема электрошлаковой сварки.
Свариваемые кромки деталей располагают вертикально с некоторым зазором. В зоне сварки к кромкам прижаты медные башмаки 4 которые удерживают флюс 3 и расплавленный металл 5 сварочной ванны. Башмаки движутся снизу вверх одновременно с механизмом сварочной головки непрерывно подающим сварочную проволоку 2 в зону сварки. Дуга вначале горит между проволокой и металлом ванны. Когда флюс расплавится дуга гаснет и ток проходит только через расплавленный флюс. При установившемся процессе сварки флюс проволока и кромки свариваемого металла расплавляются теплом выделяющимся при прохождении твка через расплавленный флюс. По мере заполнения зазора металлом формирующие башмаки поднимаются вверх. Жидкий металл затвердевает снизу вверх и образует шов 6. При электрошлаковой сварке достигается очень высокая производительность труда.
Рисунок 8 - Схема атомноводородной сварки.
Атомноводородная сварка (рис. 8). При этом способе деталь расплавляется так называемой дугой косвенного действия горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Электроды вставлены в мундштуки по которым к дуге подается водород. Сварочный шов получается путем расплавления присадочной проволоки. Таким образом дуга и жидкий металл сварочной ванны защищены водородом от вредного воздействия кислорода и азота воздуха. Водород под действием тепла дуги расщепляется на атомы а последние соприкасаясь с более холодным металлом вновь соединяются в молекулы. При этом выделяется большое количество тепла идущее на дополнительный нагрев металла сварочной ванны. Этот способ сварки применяют для сварки металлов небольшой толщины и для сварки цветных металлов.
Газовая сварка. Этот способ сварки состоит в том что для нагревания и плавления свариваемых кромок используется пламя полученное при сжигании горючего газа в смеси с кислородом. Для получения газокислородной смеси ее сжигания и выполнения сварки применяют специальные сварочные горелки.
Газовая сварка относится к сварке плавлением. Заполнение зазора между кромками свариваемых деталей производится в основном расплавленным металлом присадочной проволоки. Схема газовой сварки представлена на рис. 9.
Рисунок 9 - Газовая сварка:
— сварочная горелка; 2 — пламя; 3 — присадочная проволока.
Газовая сварка широко применяется в различных отраслях народного хозяйства особенно при сварке стали малой толщины цветных металлов чугуна и при ремонте различных деталей.
Пламя газовой горелки используется для правки покоробленных деталей для очистки металла от ржавчины окалины краски для поверхностной закалки различных деталей а также может быть использовано для местной термической обработки сварных швов. С помощью газового пламени часто наносят различные покрытия (металлические и неметаллические) на поверхности деталей.
Особое и совершенно самостоятельное место в промышленности занимает кислородная (газовая) резка металлов.
Выбор рационального способа и технологических приемов сварки и наплавки определяется необходимостью получения детали с требуемыми размерами и наплавленного слоя с требуемыми свойствами. При этом должна быть обеспечена максимальная производительность и экономичность процесса.
Технологические приемы и режимы дуговой сварки зависят от формы и размеров изделий и весьма важны для получения надлежащего качества и состава сварного шва. При этом приходится учитывать разбавление наплавленного металла основным. Такое разбавление необходимо ограничивать. Это может быть достигнуто выбором перекрытия валиков при наплавке каждого (особенно первого) слоя. Так при наложении 1-го слоя согласно рис. 10 а без перекрытия (mb 1) доля основного металла γ0 составляет ~065 а при перекрытии по ширине mb = 046 эта доля уменьшается до ~045. В связи с этим такой метод перекрытия весьма распространен при сварке.
При ручной дуговой сварке mb 035 при автоматической под флюсом проволоками кругового сплошного сечения mb = 04 05. Увеличение mb может привести к неблагоприятной форме выпуклости валика и непровару места перехода от предыдущего валика к последующему.
Заметно может быть уменьшено значение mb при наплавке ленточным электродом или несколькими плавящимися электродами обеспечивающими в один проход достаточно широкий слой.
Рисунок 10 - Влияние шага наплавки на долю основного металла в составе наплавленного слоя:
а - шаг m близок к ширине валика b; γ0 = 065; b - шаг m = 046 Ь γ0 = 045
В связи с тем что в большом числе случаев сварной шов необходимо подвергать механической обработке наплавка лишнего металла нецелесообразна. Следует стремиться к тому чтобы припуск на обработку не превышал 15 2 мм и после наплавки поверхность была бы достаточно ровной без значительных наплывов и провалов между валиками.
Рисунок 11 - Напряжение дуги в зависимости от силы сварочного тока при сварке и наплавке под флюсом. Заштрихован оптимальный диапазон
Для обеспечения такой поверхности необходимо сварку выполнять на оптимальных режимах с применением соответствующихтехнологических приемов. Если при ручной на плавке это достигается манипуляциями электродом или горелкой то при сварке под флюсом рекомендуются определенные соотношения между Iсв и Uд (рис. 11). При этом увеличение напряжения позволяет получать более широкие валики с плавными переходами у границы сплавления хотя превышение напряжения выше оптимального создает трудности в обеспечении необходимого провара.
Режимы сварки определяются также размерами и формой свариваемых деталей.
При сварке больших деталей когда повышение производительности сварочной операции становится весьма важным наиболее целесообразно использование многоэлектродных автоматов или ленточных электродов. В частности эти способы благоприятны для уменьшения деформаций свариваемых деталей особенно при ее небольшой толщине.
При применении одноэлектродной сварки целесообразно зигзагообразное перемещение электрода. При этом амплитуда поступательно-возвратных движений до 400 мм (в зависимости от режима) позволяет избежать операции удаления шлака перед подходом дуги. Необходимость удаления шлака в ряде случаев ограничивает производительность наличие шлака к моменту подхода дуги может отрицательно сказаться на формировании поверхности наплавляемого слоя и его качестве.
Детали со сложным профилем наплавляемой поверхности как правило требуют применения ручной дуговой сварки иногда полуавтоматической и реже автоматической при наличии дополнительных устройств или специальных манипуляторов позволяющих по ходу выполнения наплавки поворачивать и наклонять изделие в положение допускающее надежное выполнение наплавки на высоких режимах. Полуавтоматическую сварку выполняют в углекислом газе. При этом допускается отклонение плоскости от нижнего положения в значительно большей степени чем при автоматической сварке под флюсом.
Выбор способов устранения дефектов и оборудования.
После проведенного анализа для восстановления телескопического подкоса будем использовать полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа.
Для каждого дефекта порядок восстановления следующий:
Ремонт вмятины рис. 12 – установить и приварить накладку.
Рисунок 12 –Ремонт вмятины.
Ремонт трещины в сварном шве рис.13 – засверлить концы трещины сверлом диаметром 5 мм. Разделать концы трещины рис. Заварить дуговой электросваркой С19 ГОСТ 16037-78 обеспечить полный провар.
Рисунок 13 – Ремонт трещины в сварном шве.
Ремонт проушины рис. 14 – удалить проушины газовой резкой. Зачистить поверхность под установку новой проушины. Установить прихватить двумя прихватками (длина 15 мм) и приварить новую проушину.
Рисунок 14 – Ремонт проушины.
Ремонт сварного шва бобышки рис. 15 – удалить сварной шов с трещиной. Разделать под заварку и зачистку шов под сварку. Заварить дефектный шов.
Рисунок 15 – Ремонт сварного шва бобышки.
Для очистки подкоса от грязи и старой смазки используется моечный аппарат высокого давления «Karcher HD 511 С(220V)».
Производительность лч ..500
Потребляемая мощность кВт ..22
Размеры (д х ш х в) мм ..375х360х935
Макс. температура воды на входе град. С..60
Срезать проушины будем с помощью газового резака ацетиленом либо газом МАФ.
Для сварки будем использовать сварочный полуавтомат ПДГО-601С с газовой аппаратурой рис.16.
Рисунок 16 - Сварочный полуавтомат ПДГО-601С.
Сварочный полуавтомат ПДГО-601C предназначен для полуавтоматической сварки сплошной и порошковой проволокой на постоянном токе в среде защитных газов в комплекте с источниками для МИГМАГ сварки. Предназначен для длительной работы в жестких промышленных условиях на повышенных режимах сварки.
Плавная регулировка выходного напряжения сварочного источника и скорости подачи электродной проволоки с подающего механизма.
Обеспечивает стабилизацию скорости подачи сварочной проволоки и обратную связь по напряжению на двигателе подачи сварочной проволоки что позволяет производить качественную сварку на расстоянии до 50 метров от сварочного источника. Стабильная скорость подачи сварочной проволоки при длине шлейфа горелки 3 5 м и изгибах шлейфа. Автоматическое управление газовым трактом сварочным источником и подающим механизмом кнопки на горелке.
Три режима сварки: «Длинные швы» (4-х такт режим) «короткие швы» (2-х такт режим) и Inter Lock.
Таблица 1 -Техническая характеристика сварочного полуавтомата ПДГО-601С
Напряжение питающей сети В (f=50Гц)
Номинальный сварочный токА
Количество роликов шт.
Диаметр электродной проволоки мм :
Скорость подачи электродной проволоки мч
Тип разъема сварочной горелки
Вместимость сварочной кассеты кг
Масса (без кассеты с проволокой) кг
Габариты мм не более (длина х ширина х высота)
Обеспечивает установку кассеты (диаметром 300мм) с проволокой весом 15 кг.
Подача сварочной проволоки может производиться непосредственно с кассеты или с бухты уложенной на разматывающее устройство. Подключается к любому типу сварочных источников для МИГМАГ сварки производства «Фирмы ЭЛМА». Подключается к любому типу сварочных источников других производителей через блок питания БП-02.
Разделку трещин и обработку сварных швов производим угловой шлифовальной машиной Makita 9565 CV (рис. 17)
Рисунок 17 - Угловая шлифовальная машина Makita 9565 CV.
Потребляемая мощность - 1400 Вт скорость без нагрузки - 2800-11000 обмин максимальный диаметр диска - 125 мм резьба шпинделя - М14 вес - 1.8 кг.
Засверливание концов трещин производим ручной электродрелью MAKITA 6408 рис. 18.
Рисунок 18 - Электродрель MAKITA 6408.
Потребляемая мощность при непрерывной работе – 530Вт
Диаметр сверления: сталь – 10мм дерево – 25мм
Диаметр патрона – 10мм
Частота холостого хода: 0 – 2500 обмин
Габаритная длина – 261 мм
Для контроля будем использовать дефектоскоп (рис.19 табл.2)
Рисунок 19 – Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70
Предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов готовых изделий полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений измерения глубины и координат залегания дефектов измерения отношений амплитуд сигналов отражённых от дефектов.
Особенности дефектоскопа:
два независимых измерительных строба
система автоматической сигнализации дефектов
возможность запоминания: 100 программ настроек 100 изображений экрана 2000 результатов измерения параметров сигналов
режим "электронная лупа
протоколирование процедуры контроля с использованием программного обеспечения "Ultra UD2-70
Таблица 2 - Основные технические характеристики:
5; 18; 25; 50; 100МГц
Диапазон контроля (по стали)
Диапазон диапазон усиления приёмного тракта
Динамический диапазон временной регулировки чувствительности(ВРЧ)
Абсолютная погрешность при измерении глубины залегания дефекта
Абсолютная погрешность при измерении отношения амплитуд сигналов
Время непрерывной работы от аккумуляторной батареи
Габаритные размеры (без ручки)
Диапазон рабочих температур
После восстановления и контроля производим покраску грунтовкой Крэс-3 в один слой и эмалью Крэс-5 . Для покраски используем компрессор масляный КМ-500 с максимальный расходом воздуха 500 лмин и давлением 12 атм. Для покраски настраиваем компрессор на расход 240-260 лмин и давление 4 5 атм.
Проектирование технологического процесса.
При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие требования:
одноимённые операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;
каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали достигнутую при предыдущих операциях;
в начале должны идти подготовительные операции затем восстановительные слесарно-механические шлифовальные и доводочные.
План рациональной последовательности технологического процесса восстановления телескопического подкоса принимаем следующий:
5 Моечная (очистка подкоса от грязи и старой краски).
0 Дефектация (дефектовать подкос).
5 Сварочная (срезать проушину).
0 Сверлильная (засверлить концы трещин).
5 Слесарно- механическая (удалить дефектные швы и разделать поверхности под сварку).
0 Сварочная (заварить трещины сплошным швом).
5 Сварочная (приварить накладку на вмятину).
0 Сварочная (приварить новую проушину).
5 Контрольная (контролировать восстановленные поверхности).
0 Окрасочная (окрасить подкос).
Технологический маршрут восстановления с указание оборудования и режимов представлен в приложении А курсовой работы.
Расчет технологических режимов и норм времени.
Расчет режимов сварки.
Сварочная дуга является мощным дуговым разрядом в ионизированной среде газов и
паров металла. Характеристиками дуги являются ее ток Iд и напряжение Uд.
Статическая вольтамперная характеристика дуги (рис. 20) показывает зависимость Uд = f(Iд) при Iд = const. Она имеет три характерных участка: падающий I жесткий II и
Рисунок 20 - Статические вольт-амперные характеристики дуги.
Крутопадающая характеристика дуги (участок I) бывает при плотности тока не более 10–12 А мм2. При увеличении Iд увеличиваются поперечное сечение столба дуги и электропроводность причем увеличение последних идет с некоторым опережением роста тока дуги. Поэтому на участке I напряжение дуги при увеличении тока падает.
При дальнейшем увеличении Iд (участок II) пропорционально ему растут площадь поперечного сечения и плотность тока. В связи с этим напряжение дуги остается практически неизменным. Такое состояние характерно для дуг с плотностью тока 12 80 Амм2 т.е. практически во всем диапазоне режимов сварки штучными электродами неплавящимися электродами и под флюсом.
При сварке плавящимся электродом в защитных газах на форсированных режимах под флюсом (когда плотность тока более 80 Амм2) при увеличении Iд резервы роста сечения столба дуги исчерпаны поэтому он сжимается и вызывает увеличение напряжения Uд. На таких режимах статическая характеристика дуги (участок III) становится возрастающей.
В процессе сварки дуга и источник ее питания образуют взаимосвязанную систему. Устойчивость горения дуги и стабильность режима сварки зависят как от условий существования дугового разряда так и от свойств и параметров источников питания и в первую очередь от внешней характеристики источника.
Внешней характеристикой источника питания сварочной дуги называется зависимость между напряжением на его зажимах Uип и током Icв протекающим в сварочной цепи при нагрузке т.е. Uип = f (Icв).
Существуют следующие внешние характеристики источников питания: падающие пологопадающие жесткие возрастающие (рис. 21).
Рисунок 22 - Внешние характеристики источников питания: 1 – падающие;
– пологопадающие; 3 – жесткие; 4 – возрастающие.
Установившийся режим работы системы определяется точкой пересечения (рис. 22)
внешней характеристики источника 1 и вольт-амперной характеристики 2 дуги т. е. для нормального протекания процесса сварки необходимо равенство напряжений на дуге и клеммах источника питания (Uд = Uип). Однако устойчивое ее горение будет при токе соответствующем точке В. Ток соответствующий точке А(IA) является током зажигания дуги. После появления последней он автоматически повысится до рабочей величины Iв.
Рисунок 23 - Внешняя характеристика источника питания и вольт-амперная характеристика дуги: IA – ток зажигания дуги; IB – ток устойчивого горения дуги.
Выбор источника питания сварочной дуги по типу внешней характеристики
производится в зависимости от способа сварки.
Если форма характеристики дуги падающая то внешняя характеристика источника
питания (рис. 23) должна быть более крутопадающей.
Рисунок 24 - Характеристики системы “дуга – источник питания”: 1 – вольтамперная характеристика дуги; 2345 – внешние характеристики источников питания.
При жесткой характеристике дуги характеристика источника должна быть
пологопадающей или жесткой но в меньшей степени чем характеристика дуги. И при возрастающей вольт-амперной характеристике дуги принимается источник питания с жесткой или слегка возрастающей характеристикой.
При ручной сварке как правило наблюдаются значительные колебания длины дуги а соответственно и напряжения на дуге но режим сварки при этом должен быть
Значит в этом случае чем круче характеристика источника питания тем более
устойчива дуга т.е. тем меньше изменение тока при изменении длины дуги.
При автоматической сварке плавящимся электродом происходит саморегулирование при котором длина дуги после ее изменения восстанавливается автоматически за счет изменения тока и соответственно скорости плавления проволоки. Явление
саморегулирования наиболее сильно проявляется при повышении плотности тока в
электроде и уменьшении крутизны внешней характеристики источника питания.
Следовательно источники питания сварочной дуги с крутопадающей внешней
характеристикой используются как правило при ручной сварке при сварке
неплавящимся электродом в среде защитных газов и сварке под флюсом при
сравнительно небольших плотностях тока.
Для сварки выбираем проволоку Св-08Г2С диаметром 18 мм.
Величина тока зависит от диаметра электродной проволоки скорости ее подачи и от толщины свариваемых деталей. Сварочная дуга устойчиво горит при плотности сварочного тока не менее 25 Амм.
Плотность тока равна:
- площадь сечения электродной проволоки мм:
где - диаметр электродной проволоки.
Напряжение наплавки .
Скорость автоматической наплавки определяется по формуле:
где - глубина зачищенного слоя;
- коэффициент плавления проволоки;
- скорость подачи электродной проволоки ммин:
Тогда скорость наплавки равна:
Конструкторская разработка.
Целью конструкторской разработки является разработка приспособления для установки новой проушины с требуемой соосностью. Габариты раскоса не дают возможность использовать стандартные станочные приспособления. Рассмотрим способы центрирования полых деталей.
Для обработки полых тонкостенных деталей типа втулок и деталей с короткими центральными отверстиями типа зубчатых и червячных колес применяются оправки на которые обрабатываемые детали с гладким отверстием надеваются с прессовой или переходной посадкой. Иногда детали дополнительно укрепляют на оправке с помощью гайки с быстросъемной шайбой. Для деталей со шлицевыми или шпоночными отверстиями оправки также выполняются со шлицами или шпонками. Оправку вместе с помещенными на ней деталями устанавливают на центрах станка подобно обычному валу. Оправки делятся на жесткие и разжимные.
Жесткие оправки выполняют гладкими цилиндрическими иногда слегка коническими цилиндрическими со шпонками и со шлицами. Для обеспечения определенного положения обрабатываемой детали при обточке и подрезке одного торца на оправке выполняют с одной стороны опорный буртик а с другой — проточку для выхода резца на расстоянии от буртика меньшем длины детали на 5 мм. При необходимости подрезать оба торца детали оправку выполняют с двумя проточками на расстоянии меньшем длины детали на 10 мм.
На оправках для правильного и быстрого надевания детали создается специальная приемная часть равная приблизительно половине длины отверстия обрабатываемой детали. Эта часть оправки обрабатывается с точностью соответствующей стандартной легкоходовой посадке 2-го класса.
В целях лучшего центрирования деталей на гладких оправках рабочую часть таких оправок иногда выполняют длиной больше диаметра отверстия детали и как указывалось слегка конусной.
Отклонения диаметра большего основания конусной части оправки принимаются равными верхнему отклонению диаметра отверстия детали сложенному с отклонениями вала для стандартной прессовой посадки 2-го класса точности системы отверстия за вычетом верхнего отклонения основного отверстия этой системы. При этом создается гарантированный натяг посадки детали на участке прилегающем к большему основанию конца оправки.
Отклонения диаметра меньшего основания конусной части оправки принимаются равными нижнему отклонению диаметра отверстия обрабатываемой детали сложенному с отклонениями вала для стандартной посадки скольжения 2-го класса точности системы отверстия за вычетом нижнего отклонения основного отверстия этой системы. При этом обеспечивается относительно легкое надевание детали на конусную часть оправки.
Отклонения диаметра направляющей части оправки принимаются равными сумме нижнего отклонения отверстия обрабатываемой детали и отклонений вала для стандартной легкоходовой посадки 2-го класса точности системы отверстия. Установочное отверстие детали к моменту ее обработки на токарном станке выполняется не окончательно и обязательно по системе вала так как размеры оправки остаются постоянными а размеры отверстий деталей в пределах допуска изменяются.
Разработанное приспособление приведено на рис.25.
Рисунок 25 – Приспособление для приварки проушины :
– стрежень; 2 – втулка распорная; 3 – направляющая; 4 – гайка.
В процессе выполнения курсовой работы по курсу «Технология производства и ремонта машин» были выполнены следующие задачи:
-описали особенности конструкции детали;
-выбрали способ восстановления детали;
- разработали маршрут восстановления детали;
- рассчитали режимы резания и подобрали необходимое технологическое оборудование;
- определили норму времени.
В курсовой работе разработано приспособление для приварки проушины.
Применение рассмотренного приспособления играет важную роль как для обеспечения точности обработки так и для сохранения геометрии детали и её параметров
Список литературных источников.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» (Постановление МЧС РБ от 03.12.2004г. №45 рег.НРПА №811889).
Восстановление деталей машин: Справочник Ф.И. Пантелеенко В.П. Лялякин В.П. Иванов В.М. Константинов; Под. ред. В.П. Иванова. – М.: Машиностроение 2003.-672 с.
Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей машин. М.: Колос 1981.351 с.
Иванов В.П. Разработка и обоснование технологического процесса восстановления деталей на специализированном предприятииТехнология металлов.2001.№9.С.28-31.
Болотин Х.Л. Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд.5-е переработанное и дополненное.М. «Машиностроение» 1973 344с.

ЛИСТ №3 - приспособа.dwg

Размеры для справок.
Перед использованием приспособление смазать смазкой
ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80.
Остальные ТТ по СТБ 1022-96.