Технология изготовления основания крана из стали 09Г2С

Участок 3 лист.cdw

-Дробеметная машина 24583;
-Листоправильная машина
-Портальная машина термической резки марки SABI
-Гидравлический листогибочный пресс FOG 402000;
-Площадка для промежуточного хранения металла
-Промышленный робот KUKA KR 5
-Площадка для слесарной обработки;
-Площадка для контроля качества;
-Склад готовой продукции.

ПЗ.docx

Состав и свойства основного и присадочного материала 4
1 Основной материал 4
2 Оценка свариваемости стали 09Г2С 4
3 Сварочный материал 5
Описание технологического процесса изготовления узла 5
2 Выбор способа раскроя металла 11
3 Выбор оборудования для раскроя и правки проката 12
Расчет режимов сварка 17
1 Выбор способа сварки 17
Выбор оборудования для сварки и контроля 24
1 Сварочное оборудование 24
2 Контроль качества 26
Проектирование оснастки 29
Техническое нормирование 29
1 Расчет норм времени по операциям 29
1.1 Операция правки 30
1.2 Операция очистки 31
1.3 Операция резки 32
1.4 Операция гибки 33
1.5 Операция сварки 33
Расчет норм расхода материалов и энергоносителей 37
1 Расход электродной проволоки 38
2 Расход защитных газов 38
3 Расход основного металла 38
4 Расчет расхода энергоносителей 39
Организация производства 41
1 Расчет количества оборудования 41
2 Расчет количества основных производственных рабочих 42
Экономика производства 43
1 Расчет капиталовложений 43
2 Расчет себестоимости 45
3 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 47
4 Общецеховые расходы 47
5 Общезаводские и внепроизводственные расходы 47
Калькуляция себестоимости изделия 47
Технико-экономические показатели 49
Библиографический список 50
Целью данного курсового проекта является составление технологического процесса изготовления сварного изделия – основание крана. Производство сварных конструкций полностью отвечающих своему назначению экономичных при изготовлении и надежных в эксплуатации представляет собой комплексную задачу которая включает проектирование расчет конструктивных элементов рациональное построение технологического процесса изготовления с обязательным применением средств механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций а так же контроля качества на всех стадиях изготовления деталей узлов и изделий. Решение такой комплексной задачи позволяет экономить материалы время при производстве конструкций. Так же позволяет повысить производительность труда высвободить рабочую силу увеличить выпуск готовой продукции при меньший материальных затратах.
Состав и свойства основного и присадочного материала
В качестве основного металла для изготовления основания крана использую сталь марки 09Г2С - конструкционная низколегированная сталь. Химический состав приведен в таблице 1 механические свойства в таблице 2.
Таблица 1 - Химический состав стали 09Г2С
Таблица 2 - Механические свойства стали 09Г2С
Предел прочности МПа
Предел текучести МПа
Макс относит удлинение %
Склонность к отпускной хрупкости
По сравнению с высокоуглеродистыми низколегированные стали обладают более высоким пределом текучести пониженной склонностью к механическому старению повышенной хладостойкостью лучшей коррозионной стойкостью низкой ударной вязкостью.
2 Оценка свариваемости стали 09Г2С
Оценку свариваемости произведу по формуле Сефериана:
Cэкв=C+Mn6+Cr5+V5+Mo4+Ni10+Cu15+Si24+0005S
Если Cэкв > 045% необходим дополнительный подогрев.
Cэкв=012+156+035+05+04+0310+0315+0624+000514=044%
Т.к. эквивалент углерода меньше 045% следовательно предварительный подогрев не нужен.
3 Сварочный материал
В качестве сварочного материала использую проволоку Св08ГС. Химический состав приведен в таблице 3.
Таблица 3 - Химический состав проволоки Св08ГС
Описание технологического процесса изготовления узла
Деталь 1: поступает по кооперации из механического цеха.
Деталь 2: выбираю лист 14*2700*3200 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 144 детали.
Требуемое количество заказываемых листов (Z):
N = 600 (изд) - годовая программа;
n = 144 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=17(шт).
Коэффициент использования металла рассчитаю по формуле:
n = 144 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 6 (кг) - масса детали;
L = 3200 (мм) - длинна листа;
B = 2700 (мм) - ширина листа;
H = 14 (мм) - толщина листа;
γ = 78 (кгсм3) - плотность металла.
KИ.М.=14460003202401478=092.
Деталь 3: выбираю лист 14*2700*3200 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 374 детали.
n = 374 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=7(шт).
n = 374 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 225 (кг) - масса детали;
KИ.М.=37422503202401478=089.
Деталь 4: выбираю лист 14*1100*6500 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 24 детали.
n = 24 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=25(шт).
n = 24 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 296 (кг) - масса детали;
L = 6500 (мм) - длинна листа;
B = 1100 (мм) - ширина листа;
KИ.М.=2429606501101478=091.
Деталь 5: выбираю лист 6*950*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 143 детали.
n = 143 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=5(шт).
n = 143 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 192 (кг) - масса детали;
L = 7000 (мм) - длинна листа;
B = 950 (мм) - ширина листа;
H = 6 (мм) - толщина листа;
KИ.М.=1431920700950678=088.
Деталь 6: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 748 детали.
Принимаю количество заказываемых листов Z=1 (шт).
n = 600 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 045 (кг) - масса детали;
L = 8000 (мм) - длинна листа;
B = 750 (мм) - ширина листа;
H = 8 (мм) - толщина листа;
KИ.М.=600500800750878=072.
Деталь 7: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 799 детали.
n = 799 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=2(шт).
n = 799 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 04 (кг) - масса детали;
KИ.М.=799400800750878=085.
Деталь 8: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 459 детали.
n = 459 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=3(шт).
n = 459 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 07 (кг) - масса детали;
KИ.М.=459700800750878=086.
Деталь 9: выбираю лист 6*750*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 255 детали.
n = 255 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
n = 255 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 085 (кг) - масса детали;
KИ.М.=255850700750678=088.
Деталь 10: выбираю лист 6*750*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 221 детали.
n = 221 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=6(шт).
n = 221 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 1 (кг) - масса детали;
KИ.М.=2211000700750678=089.
Общий коэффициент использования:
n = 9(шт) - число видов проката.
2 Выбор способа раскроя металла
Способы резки металла делятся на термические и механические. К термическим методам резки относится газокислородная плазменная и лазерная резка.
Термические способы резки экономически целесообразно применять для раскроя металла толщиной свыше 16 мм.
Сравнительная характеристика термических способов резки представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Сравнительная характеристика термических способов резки
низколегированные стали
перлитного класса Ti
Толщина разрезаемого
Качество поверхности
Таким образом для раскроя металла будем применять плазменную резку потому что у нее в отличие от газокислородной высокая скорость резки небольшая ширина реза и высокое качество поверхности. Лазерную резку не будем использовать потому что для нее толщина разрезаемого металла ограничена шестью миллиметрами.
3 Выбор оборудования для раскроя и правки проката
Для раскроя листов буду использовать автоматизированный центр обработки металлических листов SABI (рисунок).
Рисунок - Автоматизированный центр обработки металлических листов SABI.
Данный обрабатывающий центр предназначен для обработки листового металлопроката. Он сочетает в себе термическую резку и широкий круг операций сверления зенкования нарезания резьбы. Это позволяет сократить время затрачиваемое на технологический процесс обработки деталей станочный парк оборудования и повысить точность изготовления деталей за счет комплекса обрабатывающих операций производимых за одну установку на одном оборудовании.
Технические характеристики:
Автоматизированный центр обработки металлических листов SABITRC25TRC30
Параметры загружаемой плиты:
Минимальная длина200 мм
Максимальная длина30000 мм
Минимальная ширина100 мм
Максимальная ширина2750 мм
Максимальная толщина250 мм
Параметры готового изделия:
Минимальная длина30 мм
Минимальная ширина30 мм
Максимальная толщина40 (60) мм - плазма
Сверлильный шпиндель 1 (+1 - опция)
Максимальный диаметр сверления50 мм
Максимальная глубина сверления100 мм100 мм
Мощность привода шпиндельной головки22 кВт (при постоянном крутящем моменте)
Скорость вращения сверлильного инструмента0-7000 обминСкорость подачи сверлильного инструмента0-900 мммин
Скорость позиционирования горизонтальная40 ммин
Скорость позиционирования вертикальная32 ммин
Магазин сменных инструментов Емкость 10 инструментов
Рабочая высота750 мм
Подающий рольганг50030000 мм
Выходной рольганг2500 мм (стандартно)
Скорость подачи обрабатывающего инструмента50030000 мм
Устройство разметкида
Источник плазменной резкиHypertherm HPR260 (+1 опция)
Сервопривода и ЧПУFANUC 300i
Для правки листов будем использовать листоправильную машину марки W 43 . Листоправильная машина предназначена для правки тонкого листового металла путем холодной прокатки. Принцип правки заключается в многократном ровном перегибе заготовки пятнадцатью валками станка после которого принимая во внимание свойства упругости листового металла происходит постепенное исправление первоначальных неровностей (рисунок).
W43 – это современная листоправильная машина с параллельными валками которая используется для холодной прокатки металла. W43 нашла широкое применение во многих отраслях промышленности включая судостроение изготовление котлов приборостроение. W43 может работать как в ручном так и в автоматическом режиме что позволяет осваивать операции различной степени сложности.
Рисунок - Листоправильная машина W43
Технические характеристики листоправильной машины W 43 приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Технические характеристики листоправильной машины W 43
Расстояние между валками
поддерживающих валков
Количество рядов поддерживающих валков
Ход в верх давящих валков
Мощность подачи давления при автоматической правке
Мощность подающего двигателя
Мощность масляного охладителя
Рабочее давление гидравлической системы
Напряжение управления
Для изготовления детали поз. 3 будем использовать гидравлический листогибочный пресс FOG 402000 (рисунок).
Рисунок - гидравлический листогибочный пресс FOG 402000
Листогиб гидравлический серии FOG предназначен для выполнения операций гибки металлических листов. Прочная сварная конструкция рамы прошедшая термический отпуск для снятия сварочных напряжений в конструкции и надежная гидравлика позволяют добиться хороших результатов обработки листового металла.
Синхронизация работы двух гидроцилиндров обеспечивается механической траверсой между ними. Привод перемещения задних упоров электромеханический управляется с пульта на передней панели.
Простота управления листогибочными прессами и их универсальность позволяют найти листогибам FOG широкое применение во всех отраслях промышленности.
Гидравлический пресс наиболее эффективен при несложных гибах на длину всего рабочего стола и в случаях когда не требуется частой смены рабочего инструмента.
Технические характеристики гидравлического листогибочного пресса FOG 402000 приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Технические характеристики гидравлического листогибочного пресса FOG 402000
Длина рабочего стола
Расстояние между колоннами
Высота открытия макс.
Для удаления окалины и ржавчины с поверхности металла буду использовать установку дробеметную для очистки листового и профильного проката модели 24583. Она предназначена для очистки от окалины и ржавчины листового и профильного проката из черных металлов. Установка может встраиваться в поточную линию по подготовке и консервации металлопроката или использоваться как самостоятельная единица оборудования. Установка должна эксплуатироваться при температуре от +1 до +35 град. С с относительной влажностью 65% при 20 град. С при атмосферном давлении от 630 до 800 мм рт.ст.
Технические характеристики установки 24583 приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Технические характеристики установки 24583
Габаритные размеры очищаемых изделий мм:
Производительность при очистке листового проката при максимальной ширине из стали по ГОСТ 380-71 при исходной степени окисленности "Г" до второй степени очистки по ГОСТ 9.402-80 не менее кв. ммин
Скорость движения проката при очистке (рекомендуемая) ммин.
Диапазон скоростей рольганга ммин
Тип дробеметных аппаратовКоличество
Суммарная масса дроби выбрасываемая дробеметными аппаратами кгмин
Допустимая нагрузка на ролик рольганга не более кг
Рекомендуемый абразив
Дробь ДЧ ДЧЛ ДСК ДСР ДСЛ ДЧК по ГОСТ 11964-81 No 08 – 20 мм
Стартовая загрузка дроби тн
Безвозвратные потери дроби:
Чугунная дробь 02 кгм2
Стальная дробь 016 кгм2
Чугунная дробь 03 кгм2
Стальная дробь 024 кгм
Объем отсасываемого воздуха не менее куб. мчас
Установленная мощность не более кВт
Род тока питающей сети
Переменный трехфазный
Количество асинхронных электродвигателей и мотор-редукторов
Количество двигателей постоянного тока шт.
Давление сжатого воздуха Мпа
Расход сжатого воздуха куб. мчас не более
Класс загрязненности сжатого воздуха не ниже
кл. по ГОСТ 17433-80
Присоединительный диаметр подводящего трубопровода
Габаритные размеры установки не более мм
Масса установки не более кг
Расчет режимов сварки
1 Выбор способа сварки
Способ сварки выбирается из условия обеспечения качества изделия (требуемая точность герметичность и т. д.) и зависит от марки материала его толщины протяженности и расположения шва в пространстве свариваемости материала и экономической целесообразности выбора.
В таблице 8 приведена сравнительная характеристика по показателям технологичности сварки под флюсом и сварки в среде защитных газов.
Таблица 8 - Сравнительная характеристика сварки под флюсом и сварки в среде защитных газов
Показатель технологичности
Промышленное применение
Выгорание легирующих элементов
Легирование металла шва
Через флюс и электродную
Только через электродную
Поверхность шва бугристая
с более резким переходом
от шва к основному металлу
Производительность расплавления электродного металла
Необходимо полное удаление
шлаковой корки перед каждым проходом
Санитарно-гигиенические требования
Выделение токсических веществ необходима вентиляция
Повышенная загазованность излучение необходима вентиляция и защита от излучения
Сварка в разных пространственных положениях
Затруднена в потолочном. В вертикальном и горизонтальном возможна с применением флюсоподдерживающих устройств
Наблюдение за сварочной дугой ванной и направлением по стыку
Проплавляющая способность дуги
При одинаковом режиме глубина проплавления ниже на 5 – 8%
Соответственно больше на 5 – 8%
Таким образом для всех швов выбираю механизированную сварку в среде защитных газов.
шва. Выполняю сварку корпуса (1) с плитой (4). Катет шва К = 8(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 14(мм).
K = 8(мм) - катет шва;
FН=822=32мм2=032см2.
dП = 16(мм) - диаметр проволоки;
j = 140(Амм2) - плотность тока;
Iсв = 280(А) - сварочный ток;
4 Коэффициент наплавки:
αР = 16(гАч) - коэффициент расплавления;
- коэффициент потерь при сварке в смеси защитных газов:
=Bj10-2-44810-4j-472
B = 173 - коэффициент зависящий от состава смеси защитных газов;
=17314010-2-44810-4140-472=1072.
αН=161-1072100=1429(гАч).
αн = 1429(гАч) - коэффициент наплавки;
Fн = 032(см2) - площадь наплавки;
γ=78(кгсм3) - плотность металла;
Vсв=1429280360003278=045(смс).
6 Скорость подачи проволоки:
Fп = 002(см2) - площадь поперечного сечения проволоки;
Vпп=16280360000278=797(смс).
7 Вылет проволоки: lп = 15(мм).
8 Расход защитного газа: Qг = 18(лмин).
Uд = 29(В) - напряжение на дуге;
= 075 - эффективный коэффициент полезного действия нагрева изделия дуги;
Vсв = 045(смс) - скорость сварки;
qп=02428029075045=3248(калсм).
шва. Привариваю щеку (2) к плите (4). Катет шва К = 8 мм диаметр проволоки dП = 16 мм. Smin = 14(мм). Параметры сварки принимаю аналогичными режимам узла №1.
шва. Параметры сварки щеки (2) с кронштейном (3) аналогичны сварке с плитой (4) узел № 2.
шва. Привариваю Кронштейн (3) к плите (4). Катет шва К = 8 мм диаметр проволоки dП = 16 мм. Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 14(мм). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам узла №1.
швов. Привариваю ребра (678) к корпусу (1). Катет шва К = 8(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 8(мм). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке узла № 1.
швов. Привариваю ребра (678) к плите (4). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке узла № 5.
шва. Привариваю ребро (8) к кронштейну (3). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке ребра (8) к корпусу (1) в узле № 5.
шва. Привариваю ребро (9) к плите (4). Катет шва К = 6(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 6(мм).
K = 3(мм) - катет шва;
FН=622=18мм2=018см2.
2 Сварочный ток: Iсв = 280(А).
3 Напряжение дуги: Uд = 29(В).
4 Коэффициент наплавки: αН = 1429(гАч).
Fн = 018(см2) - площадь наплавки;
Vсв=1429280360001878=079(смс).
6 Скорость подачи проволоки: Vпп = 797(смс).
Vсв = 079(смс) - скорость сварки;
qп=02428029075079=1850(калсм).
шва. Привариваю ребро (7) к ребру (9). Параметры сварки аналогичны параметрам сварки узла № 8.
шва. Привариваю скобу (5) к плите (4). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (10) к плите (4). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (10) к кронштейну (3). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (9) к ребру (10). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю скобу (5) к ребру (10). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам используемым в узле № 8.
Параметры сварки для всех узлов приведены в таблице 9.
Таблица 9 - параметры сварки для всех узлов.
Выбор оборудования для сварки и контроля
1 Сварочное оборудование
Для управления сварочной горелкой буду использовать:
4775241935Новый KR 5 arc заканчивает сверху модельный ряд роботов KUKA. С его грузоподъёмностью в 5 кг превосходно подходит для решения стандартных задач для сварки среди защитных газов. Его интерессная цена и компактное исполнение подходит так же для вашего предложения. Без разницы смонтированной на полу или в потолочном исполнении KR 5 arc выполняет надёжно все свои задачи.
Полезная нагрузкаПолезная нагрузка5 kg
дополнительная нагрузка12 kg
Макс. радиус действия1412 mm
Другие данные и исполнения
Стабильность повторяемости± 004 mm
Монтажное положениеНа полу потолке
Система управленияKR C2
81910565785Для осуществления механизированной сварки и прихваток использую источник питания Kemppi FastMig KM 400 с устройством подачи проволоки MF 29.
KM 400 Технические характеристики
Напряжение сети Гц В
Номинальная мощность при максимальном токе кВА
Нагрузка при 40° C AB
Напряжение холостого хода В
Коэффициент мощности при макс. токе
КПД при максимальном токе
Диапазон сварочных токов и напряжений MIG AB
Габаритные размеры дл. х шир. х выс. мм
В качестве устройства подачи для механизированной сварки буду использовать устройства подачи проволоки Kemppi MF 29.
Рабочее напряжение В
Номинальная мощность Вт
Нагрузка при 40° C A
Скорость подачи проволоки
Катушка проволоки макс.
Проволокоподающий механизм
Типы сварочной проволоки ø мм
сталь (Fe) нерж. сталь (Ss)
порошковая проволока
Габаритные размеры мм
Так же для охлаждения сварочных горелок использую блок охлаждения Kemppi FastCool 10.
Мощность охлаждениякВт
Максимальное давление кПа
Рекомендуемая охлаждающая жидкость
Габаритные размерыдл. х шир. х выс. мм
Контроль качества является важной и обязательной операцией при производстве конструкций так как дефекты которые могут появиться в процессе сварки значительно снижают характеристики конструкции: несущую способность прочность виброустойчивость и другие характеристики. Существует много методов контроля качества но основными из них являются визуально-измерительный контроль (ВИК) радиографический ультразвуковой. Визуально-измерительный используется не только непосредственно в процессе сварки но и при контролировании операций заготовки комплектования сборки. С помощью ВИК замеряется правильность сборки (перпендикулярность параллельность размеры разделанных кромок выставленные зазоры). В процессе изготовления изделия ВИК используется стопроцентно. Так же широко используются радиографический и ультразвуковой методы контроля качества.
Так как основание крана является тяжелонагруженным и ответственным узлом крана и для него опасно наличие внутренних дефектов так как они являются концентраторами напряжений. Размеры и характер дефектов если они допускаются должны быть оговорены в нормативной документации на изделие. Согласно рекомендациям ГОСТ 3242-79 в качестве метода контроля качества данной конструкции будем использовать радиографический метод контроля качества. Этот метод контроля качества имеет следующие преимущества: высокая чувствительность метода и четкость снимков возможность определения характера дефектов и их размеров. Недостатками данного метода являются: вредность гамма-излучений для человека ограниченная чувствительность при выявлении трещин громоздкость аппаратуры.
Для проведения ВИК будем применять универсальный шаблон сварщика УШС-3 (рисунок 7).
Рисунок 7 - Универсальный шаблон сварщика УШС-3
Шаблон предназначен для контроля элементов разделки под сварной шов электродов и элементов сварного шва на предприятиях и в организациях производящих сварочные работы.
Технические характеристики УШС-3 приведены в таблице 10.
Таблица 10- Технические характеристики УШС-3
Диапазон измерения глубины дефектов (вмятин забоин) глубины разделки
шва до корневого слоя превышения кромок мм
Диапазон измерения высоты усиления шва мм
Диапазон измерения величин притупления и ширины шва мм
Диапазон измерения величины зазора мм
Диапазон измерения углов скоса кромок град.
Номинальные значения диаметров электродов измеряемых шаблоном мм
Для проведения радиографического контроля будем применять рентгеновский аппарат АРИОН-250 (рисунок 8).
Рисунок 8 - Рентгеновский аппарат АРИОН-250
Аппарат портативный облегченный газонаполненный с высоким ускоряющим напряжением. В пульте управления находится счетчик импульсов который позволяет установить общее число импульсов и степень износа рентгеновского аппарата с момента ввода его в эксплуатацию На аппарате установлена система защиты от перегрева путем автоматического отключения через каждые 500 импульсов длительность перерыва в работе 90 с. После перерыва аппарат включается автоматически.
Технические характеристики рентгеновского аппарата АРИОН-250 приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Технические характеристики рентгеновского аппарата АРИОН-250.
Рабочее напряжение на аноде рентгеновской трубки кВ
Просвечиваемая толщина стали (фокусное расстояние 500 мм
пленка РТ-1+УПВ-2 плотность почернения 20) мм
рекомендованный режим 1500 имп
максимальный режим 5000 имп
Длительность рентгеновского импульса на полувысоте
Экспозиционная доза рентгеновского излучения на расстоянии
м от торца аппарата за 100 импульсов мР
Диаметр фокусного пятна мм
Гарантийный ресурс аппарата импульсов не менее
Частота следования импульсов Гц при питании сети
переменного тока 220 В
Потребляемая мощность Вт
Габаритные размеры высоковольтного блока мм
Масса высоковольтного блока кг
Габаритные размеры пульта управления мм
Масса пульта управления кг
Диапазон рабочих температур °С
Проектирование оснастки
ORBIT - Орбитальный столlefttop
Макс. нагрузка на каждую планшайбу 1-10 кН. Макс. радиус свободного вращения 300-1250 мм.
Диапазон вращения планшайбы 720°. Макс. скорость вращения планшайбы 75-165°сек. Диапазон наклона оси вращения планшайбы 370°.
Максимальная скорость наклона оси вращения планшайбы 225-165°сек. Диапазон поворота стола 180°. Время поворота стола на 180°: 3-8 сек.
Техническое нормирование
Техническое нормирование – основа всех последующих расчётов при организации и планировании производства. Технические нормы необходимы при расчётах оборудования числа работающих материальных ресурсов и т.д. В данном курсовом проекте принимаю массовый тип производства. Он характеризуется специальным оборудованием расположение оборудования – групповое по цепное низкая себестоимость изделия и номенклатура изделий ограничена одним изделием.
1 Расчет норм времени по операциям
Норма штучного времени ТШТ выражается в минутах и определяется на деталь на узел на изделие.
Структура ТШТ включает в себя затраты времени связанные с выполнением операции:
Tшт=TО+TВ+TТО+TОО+TОтд
ТО - основное время сварки;
ТВ - вспомогательное время;
ТТО - время на техническое обслуживание;
ТОО - время на организационное обслуживание рабочего времени;
ТОтд - время на отдых и личные нужды.
Для массового типа производства ТШТ находится как:
Tшт=TО+TВ+TТОa1100+TООa2100+TОтдa3100
а1 = 4% - доля затрат времени на техническое обслуживание;
а2 = 4% - доля затрат времени на организационное обслуживание;
а3 = 4% - доля затрат времени на отдых и личные нужды.
Расчет штучного времени на операцию правки провожу для каждого листа отдельно:
m - число проходов листа через валики. С учетом того что толщина исправляемых листов от 6 до 14(мм) то принимаю m = 1 для толщины 14(мм) и 2 для толщины 6 и 8(мм);
tО - основное время правки при одном проходе мин;
tВ1 = 015(мин) - вспомогательное время на реверс мотора;
tВ2 = 35(мин) - вспомогательное время связанное с установкой и снятием листа;
k = 105 - коэффициент учитывающий время на обслуживание рабочего места.
VПР = 7(ммин) - скорость правки.
Результаты расчета штучного времени на операцию правки приведены в таблице 12.
Таблица 12 - Результаты расчетов штучного времени на операцию правки.
Общее штучное время на операцию правки Тшт = 5089(мин).
1.2 Операция очистки
Норма времени при дробеструйной очистке:
tО - основное время очистки мин;
tВ = 3(мин) - вспомогательное время на установку и снятие листа;
k = 107 - коэффициент учитывающий время на обслуживание рабочего места.
Основное время очистки:
VОЧ = 23(ммин) - рекомендуемая скорость очистки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию очистки приведены в таблице 13.
Таблица 13 - Результаты расчета штучного времени на операцию очистки.
Общее штучное время на операцию очистки Тшт = 547(мин).
Штучное время для плазменной резки нахожу по формуле:
tО - основное время резки мин;
tВ = 15(мин) - вспомогательное время;
k = 109 - коэффициент учитывающий непредвиденные потери металла.
Основное время резки:
Vр = 26(ммин) - скорость резки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию плазменной резки приведены в таблице 14.
Таблица 14 - Результаты расчетов штучного времени на операцию плазменной резки.
Общее время на операцию плазменной резки Тшт = 1872(мин).
Рассчитаю норму времени для гибки деталей поз. 3 5.
tО - основное время гибки мин;
k = 105 - коэффициент учитывающий непредвиденные потери металла.
Основное время гибки:
L - длина заготовки м;
Vр = 96(ммин) - скорость гибки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию гибки приведены в таблице 15.
Таблице 15 - Результаты расчетов штучного времени на операцию гибки.
Общее время на операцию гибки Тшт = 324(мин).
Рассчитаю штучное время для механизированной сварки в смеси защитных газов:
n - количество швов на изделии;
tО - основное время сварки;
k1 = 12 - коэффициент учитывающий длину шва;
tВ1 = 07(мин) - вспомогательное время на работу со швом: работа с кромками - до 05(мин) измерение и осмотр шва - 035(мин) зачистка от брызг - 006+12(v-1) v - число проходов;
tВ2 = 4(мин) - вспомогательное время связанное с установкой и снятием заготовки: ручная - 05(мин) подъемно-транспортным механизмом - 3-7(мин).
k2 - коэффициент учитывающий удобство наложения шва (нижнее k2 = 1 горизонтальное и вертикальное k2 = 12).
Основное время на сварку определяю:
Vсв - скорость сварки смс.
Деталь 1+4. 2 шва. L1 = 628(мм) L2 = 534(мм) Vсв = 045(смс).
tО1=62860045=233мин.
Tшт1=123312+07+41=75мин.
tО2=53460045=198мин.
Tшт2=119812+07+41=71мин.
Tшт=Tшт1+Tшт2=75+708=146мин.
Деталь 2+4. 4 шва. L = 9978(мм) Vсв = 045(смс).
tО=997860045=037мин.
Tшт=403712+07+412=247мин.
Деталь 2+3. 4 шва. L = 25515(мм) Vсв = 045(смс).
tО=2551560045=095мин.
Tшт=409512+07+412=281мин.
Деталь 3+4. 4 шва. L = 75(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=402812+07+412=242мин.
Детали (678)+1. 5 швов. L = 8684(мм) Vсв = 045(смс).
tО=868460045=033мин.
Tшт=503312+07+412=306мин.
Детали (678)+4. 5 швов. Vсв = 045(смс).
L8 = 2326(мм). 2 шва.
tО8=232660045=087мин.
Tшт8=208712+07+41=115мин.
L7 = 11903(мм). 2 шва.
tО7=1190360045=045мин.
Tшт7=204512+07+41=105мин.
L6 = 13003(мм). 1 шов.
tО6=1300360045=049мин.
Tшт6=104912+07+41=106мин.
Tшт=Tшт8+Tшт7+Tшт6=115+1048+106=326мин.
Деталь 8+3. 2 шва. L = 3466(мм) Vсв = 045(смс).
tО=346660045=013мин.
Tшт=201312+07+412=117мин.
Деталь 9+4. 2 шва. L = 452(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=216812+07+41=135мин.
Деталь 7+9. 2 шва. L = 3434(мм) Vсв = 045(смс).
tО=343460045=018мин.
Tшт=201812+07+412=118мин.
Деталь 5+4. 2 шва. L = 80(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=20312+07+41=102мин.
Деталь 10+4. 2 шва. L = 504(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=21912+07+41=14мин.
Деталь 10+3. 4 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=401512+07+412=235мин.
Деталь 9+10. 2 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=201512+07+412=118мин.
Деталь 5+10. 2 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Общее штучное время определю как сумма штучного времени каждого из узлов:
Tштобщ=Tшт1-14=146+247+281+242+306+326+117+135+118+102+14+235+118+118=2631мин.
Расчет норм расхода материалов и энергоносителей
Расчет норм расхода материалов и энергоносителей базируется на количестве наплавленного металла.наплавленного металла определяется по формуле:
Fн - площадь наплавки. Для узлов 1-7 Fн = 032(см2) для узлов 8-14 Fн = 018(см2);
γ = 78(кгсм3) - плотность металла.
Q1-7=032628+534+99784+255154+754+86845+23262+119032+13003+3466278=1053гр.
Q8-14=0184522+34342+82+5042+44+42+4278=3455гр.
Общая масса наплавленного металла на одно изделие составляет:
Qобщ=Q1-7+Q8-14=1053+3455=13985гр.
Общая масса наплавленного металла на годовую программу составляет:
1 Расход электродной проволоки
Расход электродной проволоки на одно изделие:
k = 115 - коэффициент учитывающий потери на угар и разбрызгивание.
Qп=13985115=16083гр.
Qпгод=QпN=16083600=9649кг.
2 Расход защитных газов
Расход защитных газов на одно изделие:
k = 11 - коэффициент расхода газа;
Qр = 73(кг) - масса защитного газа:
Тшт = 2631(мин) - штучное время сварки;
V = 14(лмин) - расход газа;
γ = 196(грл) - плотность газа.
На годовую программу:
Qггод=QгN=803600=4818кг.
3 Расход основного металла
Расход основного металла определяю по формуле:
Fл - площадь листа м2;
Sл - толщина листа м;
γ = 7800(кгм3) - плотность стали;
nл - количество листов на программу выпуска.
Результаты расчета расхода основного металла приведены в таблице 16.
Таблица 16 - Результаты расчета расхода основного металла.
Так как общий вес конструкции равен 7088(кг) (на годовую программу 425(т)) то объем отходов составит 595(т) в год.
4 Расчет расхода энергоносителей
Определю расход электроэнергии для обеспечения работы сварочных машин и аппаратов:
Qнм = 13985(кг) - масса наплавленного металла;
qэ - удельный расход электроэнергии кВтчкг:
= 075 - КПД сварочной установки;
n = 42 - количество швов;
kн = 065 - коэффициент учитывающий время горения дуги в общем времени сварки:
qэ=29421429075065=175(кВтчкг).
Qэл=17513985=245кВтч.
Расход электроэнергии на годовую программу:
На остальное оборудование расход электроэнергии найду по формуле:
Pн - номинальная мощность машины кВт;
Т - время для данной операции ч.
Следовательно расход электроэнергии на операции:
правки Qэл = 128(кВтч);
очистка Qэл = 1458(кВтч);
резка Qэл = 292(кВтч);
гибка Qэл = 0216(кВтч).
Общий расход электроэнергии на остальное оборудование:
Общий расход электроэнергии на остальное оборудование на годовую программу составляет:
Qэлобщ.год.=270480(кВтч).
Полученные значения норм времени расхода материалов массы наплавленного металла приведены в таблице 17.
Таблица 17 - Значения норм времени расхода материалов массы наплавленного металла.
Гидравлический листогибочный пресс FOG 402000
Промышленный робот KUKA KR 5
Источник питания FastM
Устройство подачи проволоки MF 29;
Устройство охлаждения FastCool 10
Организация производства
1 Расчет количества оборудования
Расчетное количество единиц оборудования на операцию найду по формуле:
Тшт – штучное время на операции для одного изделия мин;
N = 600(шт) – годовая программа выпуска изделий штгод;
Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования в односменном режиме часгод;
S =1 – количество смен работы оборудования;
kВН = 115 – коэффициент выполнения нормы выработки.
Определю действительный годовой фонд времени работы оборудования в односменном режиме по формуле:
Р – процент от номинального годового фонда рабочего времени учитывающий время пребывания агрегата в ремонте (Р=15% - при односменной Р=275% - при двусменной);
FН – номинальный годовой фонд рабочего времени который находится по формуле:
ДГ = 250(д) – количество рабочих дней в году;
ДН = 5(д) – количество рабочих дней в неделе;
tH = 40(ч) – продолжительность рабочей недели.
Fд=20001-15100=1970ч.
Результаты расчета количества единиц оборудования на операцию приведены в таблице 18.
Таблица 18 - Требуемое количество единиц оборудования на операцию.
Сварка механизированная
2 Расчет количества основных производственных рабочих
Определяю искомое количество рабочих по формуле:
Fдр - действительный фонд рабочего времени одного рабочего часгод;
kВН = 11 – коэффициент выполнения нормы выработки.
Действительный годовой фонд времени одного рабочего определяю по формуле:
P = 10% - при односменной работе - процент от номинального годового фонда рабочего времени учитывающий время очередного отпуска и время планируемых невыходов на работу по уважительной причине.
Fн - номинальный фонд рабочего времени определяю по формуле:
Fдр=20001-10100=1800ч.
Результаты расчета количества основных производственных рабочих приведены в таблице 19.
Таблица 19 - Требуемое количество производственных рабочих.
Экономика производства
1 Расчет капиталовложений
Капитальное вложение в машины и оборудование:
n - принятое количество оборудования;
cм - оптовая цена оборудования;
Pт = 5(%) - процент затрат на транспортировку оборудования;
Pм = 5(%) - процент затрат на монтаж оборудования.
Полученные результаты приведены в таблице 20.
Таблица - Результаты расчета капиталовложений 20.
Затраты на транспорт. и монтаж
Технологическое оборудование в том числе
Программное обеспечение
2 Расчет себестоимости
Себестоимость продукции рассчитываю на основе статей затрат составляющих ее.
Рассчитаю затраты на основные материалы и полуфабрикаты на годовую программу:
Mо=QоZо100+Pтз100-QотхZотх
Qо = 425(т) - объем основных материалов;
Zо = 23(тыс.руб.т) - оптовая цена основных материалов;
Рт = 4(%) - процент транспортно-заготовительных расходов;
Qотх = 595(т) - объем отходов;
Zотх = 23(тыс.руб.т) - стоимость отходов.
Mо=42523100+4100-59523=117363тыс.руб..
На одно изделие Mоизд=196тыс.руб..
Рассчитаю затраты на сварочные материалы:
Mвсп=QвспZвсп100+Pтз100
Qвсп - объем вспомогательных материалов т;
Zвсп - оптовая цена вспомогательных материалов тыс.руб.т;
Ртз = 4(%) - процент транспортно-заготовительных расходов;
Рассчитаю затраты на сварочную проволоку Св-08ГС на годовую программу:
Mвсппров=096514100+4100=1405тыс.руб..
На одно изделие Mвсппров=24руб..
Рассчитаю расходы на защитный газ:
MвспAr=3613504100+4100=15тыс.руб..
На изделие MвспAr=25руб..
MвспCO2=12035100+4100=044тыс.руб..
На изделие MвспCO2=073руб..
Рассчитаю затраты на электроэнергию на годовую программу:
Qэл = 417480(кВтч) - расход электроэнергии;
Zэл = 2 (руб.кВтч) - стоимость 1 кВтч.
Эт=4174802=834960руб.
На одно изделие Эт=13916руб.
Рассчитаю затраты на заработную плату. Результаты приведены в таблице 21.
Таблица 21 - Результаты расчета затрат на заработную плату
Наименование статей затрат
Затраты на программу
Основная заработная плата производственных рабочих
Дополнительная заработная плата (за неотработанное время - 8% от основной)
Отчисления на соц. нужды (39% от суммы основной и дополнительной зп)
Общецеховые расходы (90% от основной заработной платы)
3 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования рассчитывается по укрупненному методу задавшись их процентом от основной заработной платы (за исключением амортизации оборудования). Для сварочных цехов этот процент составляет 150%.
4 Общецеховые расходы
При подсчете общецеховых расходов принимаю 100% от суммы основной заработной платы и расходов на содержание оборудования.
5 Общезаводские и внепроизводственные расходы
При укрупненных расходах общезаводские расходы берутся в процентах от основной заработной платы:
Роз=Фосн.з.08=898508=7188тыс.руб..
Внепроизводственные расходы связанные со сбытом продукции определяю в размере 2-3% от общезаводских расходов:
Рвп=Роз002=7188002=144тыс.руб..
Калькуляция себестоимости изделия
На основании выполненных расчетов по отдельным статям затрат составляю калькуляцию себестоимости сварной конструкции выпускаемой спроектированным участком. Подведение итогов по данной калькуляции дает возможность определить полную себестоимость изделия.
Сумма затрат в тыс. руб.
Основные материалы и
пф за вычетом отходов
Вспомогательные (сварочные)
Дополнительная зарплата
Отчисления на соцстрах
Расходы на содержание и
эксплуатацию оборудования
Амортизация оборудования
Итого цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Итого производственная
Внепроизводственные расходы
Итого полная себестоимость
Рассчитаю цену изделия:
Цизд=59312=71тыс.руб..
Технико-экономические показатели участка
Наименование показателя
Себестоимость годового
Установленная энергетическая
мощность оборудования
Годовой фонд заработной
Годовая выработка рабочего
Энерговооруженность труда
Средний коэффициент
загрузки оборудования
Себестоимость 1 кг наплавленного
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Производство сварных конструкций: методическое пособие для студентов дневного и заочного обучения по курсовому проектированиюШахматов М. В. Шахматов Д. М. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ 2009. – 118 с.
Марочник сталей и сплавов М. М. Колосков Е. Т. Долбенко Ю. В. Каширский и др.; Под общей ред. А. С. Зубченко – М.: Машиностроение 2001.- 672 с.
Шахматов М. В. Ерофеев В. В. Коваленко В. В. Технология изготовления и расчет сварных оболочек. – Уфа: Полиграфкомбинат 1999.- 272 с.
Гитлевич А. Д. Животинский Л. А. Клейнер А. И. Альбом механического оборудования сварочного производства: Учебное пособие для курсов инструкторов по внедрению в народное хозяйство передовых методов сварки и наплавки металлов. – М. «Высшая школа» 1974. – 159 с. с ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. – 8-е издание перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001. – 930 с.: ил.

ПЗ1.docx

Состав и свойства основного и присадочного материала
В качестве основного металла для изготовления основания крана использую сталь марки 09Г2С - конструкционная низколегированная сталь. Химический состав приведен в таблице 1 механические свойства в таблице 2.
Таблица 1 - Химический состав стали 09Г2С
Таблица 2 - Механические свойства стали 09Г2С
Предел прочности МПа
Предел текучести МПа
Макс относит удлинение %
Склонность к отпускной хрупкости
По сравнению с высокоуглеродистыми низколегированные стали обладают более высоким пределом текучести пониженной склонностью к механическому старению повышенной хладостойкостью лучшей коррозионной стойкостью низкой ударной вязкостью.
2 Оценка свариваемости стали 09Г2С
Оценку свариваемости произведу по формуле Сефериана:
Cэкв=C+Mn6+Cr5+V5+Mo4+Ni10+Cu15+Si24+0005S
Если Cэкв > 045% необходим дополнительный подогрев.
Cэкв=012+156+035+05+04+0310+0315+0624+000514=044%
Т.к. эквивалент углерода меньше 045% следовательно предварительный подогрев не нужен.
3 Сварочный материал
В качестве сварочного материала использую проволоку Св08ГС. Химический состав приведен в таблице 3.
Таблица 3 - Химический состав проволоки Св08ГС
Описание технологического процесса изготовления узла
Деталь 1: поступает по кооперации из механического цеха.
Деталь 2: выбираю лист 14*2700*3200 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 144 детали.
Требуемое количество заказываемых листов (Z):
N = 600 (изд) - годовая программа;
n = 144 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=17(шт).
Коэффициент использования металла рассчитаю по формуле:
n = 144 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 6 (кг) - масса детали;
L = 3200 (мм) - длинна листа;
B = 2700 (мм) - ширина листа;
H = 14 (мм) - толщина листа;
γ = 78 (кгсм3) - плотность металла.
KИ.М.=14460003202401478=092.
Деталь 3: выбираю лист 14*2700*3200 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 374 детали.
n = 374 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=7(шт).
n = 374 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 225 (кг) - масса детали;
KИ.М.=37422503202401478=089.
Деталь 4: выбираю лист 14*1100*6500 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 24 детали.
n = 24 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=25(шт).
n = 24 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 296 (кг) - масса детали;
L = 6500 (мм) - длинна листа;
B = 1100 (мм) - ширина листа;
KИ.М.=2429606501101478=091.
Деталь 5: выбираю лист 6*950*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 143 детали.
n = 143 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=5(шт).
n = 143 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 192 (кг) - масса детали;
L = 7000 (мм) - длинна листа;
B = 950 (мм) - ширина листа;
H = 6 (мм) - толщина листа;
KИ.М.=1431920700950678=088.
Деталь 6: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 748 детали.
Принимаю количество заказываемых листов Z=1 (шт).
n = 600 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 045 (кг) - масса детали;
L = 8000 (мм) - длинна листа;
B = 750 (мм) - ширина листа;
H = 8 (мм) - толщина листа;
KИ.М.=600500800750878=072.
Деталь 7: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 799 детали.
n = 799 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=2(шт).
n = 799 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 04 (кг) - масса детали;
KИ.М.=799400800750878=085.
Деталь 8: выбираю лист 8*750*8000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 459 детали.
n = 459 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=3(шт).
n = 459 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 07 (кг) - масса детали;
KИ.М.=459700800750878=086.
Деталь 9: выбираю лист 6*750*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 255 детали.
n = 255 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
n = 255 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 085 (кг) - масса детали;
KИ.М.=255850700750678=088.
Деталь 10: выбираю лист 6*750*7000 ГОСТ 19903-74Сталь09Г2С ГОСТ 19282-73. Из одного листа получаю 221 детали.
n = 221 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа.
Принимаю количество заказываемых листов Z=6(шт).
n = 221 (шт) - количество деталей получаемых из одного листа;
m = 1 (кг) - масса детали;
KИ.М.=2211000700750678=089.
Общий коэффициент использования:
n = 9(шт) - число видов проката.
2 Выбор способа раскроя металла
Способы резки металла делятся на термические и механические. К термическим методам резки относится газокислородная плазменная и лазерная резка.
Термические способы резки экономически целесообразно применять для раскроя металла толщиной свыше 16 мм.
Сравнительная характеристика термических способов резки представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Сравнительная характеристика термических способов резки
низколегированные стали
перлитного класса Ti
Толщина разрезаемого
Качество поверхности
Таким образом для раскроя металла будем применять плазменную резку потому что у нее в отличие от газокислородной высокая скорость резки небольшая ширина реза и высокое качество поверхности. Лазерную резку не будем использовать потому что для нее толщина разрезаемого металла ограничена шестью миллиметрами.
3 Выбор оборудования для раскроя и правки проката
Для раскроя листов буду использовать автоматизированный центр обработки металлических листов SABI (рисунок).
Рисунок - Автоматизированный центр обработки металлических листов SABI.
Данный обрабатывающий центр предназначен для обработки листового металлопроката. Он сочетает в себе термическую резку и широкий круг операций сверления зенкования нарезания резьбы. Это позволяет сократить время затрачиваемое на технологический процесс обработки деталей станочный парк оборудования и повысить точность изготовления деталей за счет комплекса обрабатывающих операций производимых за одну установку на одном оборудовании.
Технические характеристики:
Автоматизированный центр обработки металлических листов SABITRC25TRC30
Параметры загружаемой плиты:
Минимальная длина200 мм
Максимальная длина30000 мм
Минимальная ширина100 мм
Максимальная ширина2750 мм
Максимальная толщина250 мм
Параметры готового изделия:
Минимальная длина30 мм
Минимальная ширина30 мм
Максимальная толщина40 (60) мм - плазма
Сверлильный шпиндель 1 (+1 - опция)
Максимальный диаметр сверления50 мм
Максимальная глубина сверления100 мм100 мм
Мощность привода шпиндельной головки22 кВт (при постоянном крутящем моменте)
Скорость вращения сверлильного инструмента0-7000 обминСкорость подачи сверлильного инструмента0-900 мммин
Скорость позиционирования горизонтальная40 ммин
Скорость позиционирования вертикальная32 ммин
Магазин сменных инструментов Емкость 10 инструментов
Рабочая высота750 мм
Подающий рольганг50030000 мм
Выходной рольганг2500 мм (стандартно)
Скорость подачи обрабатывающего инструмента50030000 мм
Устройство разметкида
Источник плазменной резкиHypertherm HPR260 (+1 опция)
Сервопривода и ЧПУFANUC 300i
Для правки листов будем использовать листоправильную машину марки W 43 . Листоправильная машина предназначена для правки тонкого листового металла путем холодной прокатки. Принцип правки заключается в многократном ровном перегибе заготовки пятнадцатью валками станка после которого принимая во внимание свойства упругости листового металла происходит постепенное исправление первоначальных неровностей (рисунок).
W43 – это современная листоправильная машина с параллельными валками которая используется для холодной прокатки металла. W43 нашла широкое применение во многих отраслях промышленности включая судостроение изготовление котлов приборостроение. W43 может работать как в ручном так и в автоматическом режиме что позволяет осваивать операции различной степени сложности.
Рисунок - Листоправильная машина W43
Технические характеристики листоправильной машины W 43 приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Технические характеристики листоправильной машины W 43
Расстояние между валками
поддерживающих валков
Количество рядов поддерживающих валков
Ход в верх давящих валков
Мощность подачи давления при автоматической правке
Мощность подающего двигателя
Мощность масляного охладителя
Рабочее давление гидравлической системы
Напряжение управления
Для изготовления детали поз. 3 будем использовать гидравлический листогибочный пресс FOG 402000 (рисунок).
Рисунок - гидравлический листогибочный пресс FOG 402000
Листогиб гидравлический серии FOG предназначен для выполнения операций гибки металлических листов. Прочная сварная конструкция рамы прошедшая термический отпуск для снятия сварочных напряжений в конструкции и надежная гидравлика позволяют добиться хороших результатов обработки листового металла.
Синхронизация работы двух гидроцилиндров обеспечивается механической траверсой между ними. Привод перемещения задних упоров электромеханический управляется с пульта на передней панели.
Простота управления листогибочными прессами и их универсальность позволяют найти листогибам FOG широкое применение во всех отраслях промышленности.
Гидравлический пресс наиболее эффективен при несложных гибах на длину всего рабочего стола и в случаях когда не требуется частой смены рабочего инструмента.
Технические характеристики гидравлического листогибочного пресса FOG 402000 приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Технические характеристики гидравлического листогибочного пресса FOG 402000
Длина рабочего стола
Расстояние между колоннами
Высота открытия макс.
Для удаления окалины и ржавчины с поверхности металла буду использовать установку дробеметную для очистки листового и профильного проката модели 24583. Она предназначена для очистки от окалины и ржавчины листового и профильного проката из черных металлов. Установка может встраиваться в поточную линию по подготовке и консервации металлопроката или использоваться как самостоятельная единица оборудования. Установка должна эксплуатироваться при температуре от +1 до +35 град. С с относительной влажностью 65% при 20 град. С при атмосферном давлении от 630 до 800 мм рт.ст.
Технические характеристики установки 24583 приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Технические характеристики установки 24583
Габаритные размеры очищаемых изделий мм:
Производительность при очистке листового проката при максимальной ширине из стали по ГОСТ 380-71 при исходной степени окисленности "Г" до второй степени очистки по ГОСТ 9.402-80 не менее кв. ммин
Скорость движения проката при очистке (рекомендуемая) ммин.
Диапазон скоростей рольганга ммин
Тип дробеметных аппаратовКоличество
Суммарная масса дроби выбрасываемая дробеметными аппаратами кгмин
Допустимая нагрузка на ролик рольганга не более кг
Рекомендуемый абразив
Дробь ДЧ ДЧЛ ДСК ДСР ДСЛ ДЧК по ГОСТ 11964-81 No 08 – 20 мм
Стартовая загрузка дроби тн
Безвозвратные потери дроби:
Чугунная дробь 02 кгм2
Стальная дробь 016 кгм2
Чугунная дробь 03 кгм2
Стальная дробь 024 кгм
Объем отсасываемого воздуха не менее куб. мчас
Установленная мощность не более кВт
Род тока питающей сети
Переменный трехфазный
Количество асинхронных электродвигателей и мотор-редукторов
Количество двигателей постоянного тока шт.
Давление сжатого воздуха Мпа
Расход сжатого воздуха куб. мчас не более
Класс загрязненности сжатого воздуха не ниже
кл. по ГОСТ 17433-80
Присоединительный диаметр подводящего трубопровода
Габаритные размеры установки не более мм
Масса установки не более кг
Расчет режимов сварки
1 Выбор способа сварки
Способ сварки выбирается из условия обеспечения качества изделия (требуемая точность герметичность и т. д.) и зависит от марки материала его толщины протяженности и расположения шва в пространстве свариваемости материала и экономической целесообразности выбора.
В таблице 8 приведена сравнительная характеристика по показателям технологичности сварки под флюсом и сварки в среде защитных газов.
Таблица 8 - Сравнительная характеристика сварки под флюсом и сварки в среде защитных газов
Показатель технологичности
Промышленное применение
Выгорание легирующих элементов
Легирование металла шва
Через флюс и электродную
Только через электродную
Поверхность шва бугристая
с более резким переходом
от шва к основному металлу
Производительность расплавления электродного металла
Необходимо полное удаление
шлаковой корки перед каждым проходом
Санитарно-гигиенические требования
Выделение токсических веществ необходима вентиляция
Повышенная загазованность излучение необходима вентиляция и защита от излучения
Сварка в разных пространственных положениях
Затруднена в потолочном. В вертикальном и горизонтальном возможна с применением флюсоподдерживающих устройств
Наблюдение за сварочной дугой ванной и направлением по стыку
Проплавляющая способность дуги
При одинаковом режиме глубина проплавления ниже на 5 – 8%
Соответственно больше на 5 – 8%
Таким образом для всех швов выбираю механизированную сварку в среде защитных газов.
шва. Выполняю сварку корпуса (1) с плитой (4). Катет шва К = 8(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 14(мм).
K = 8(мм) - катет шва;
FН=822=32мм2=032см2.
dП = 16(мм) - диаметр проволоки;
j = 140(Амм2) - плотность тока;
Iсв = 280(А) - сварочный ток;
4 Коэффициент наплавки:
αР = 16(гАч) - коэффициент расплавления;
- коэффициент потерь при сварке в смеси защитных газов:
=Bj10-2-44810-4j-472
B = 173 - коэффициент зависящий от состава смеси защитных газов;
=17314010-2-44810-4140-472=1072.
αН=161-1072100=1429(гАч).
αн = 1429(гАч) - коэффициент наплавки;
Fн = 032(см2) - площадь наплавки;
γ=78(кгсм3) - плотность металла;
Vсв=1429280360003278=045(смс).
6 Скорость подачи проволоки:
Fп = 002(см2) - площадь поперечного сечения проволоки;
Vпп=16280360000278=797(смс).
7 Вылет проволоки: lп = 15(мм).
8 Расход защитного газа: Qг = 18(лмин).
Uд = 29(В) - напряжение на дуге;
= 075 - эффективный коэффициент полезного действия нагрева изделия дуги;
Vсв = 045(смс) - скорость сварки;
qп=02428029075045=3248(калсм).
шва. Привариваю щеку (2) к плите (4). Катет шва К = 8 мм диаметр проволоки dП = 16 мм. Smin = 14(мм). Параметры сварки принимаю аналогичными режимам узла №1.
шва. Параметры сварки щеки (2) с кронштейном (3) аналогичны сварке с плитой (4) узел № 2.
шва. Привариваю Кронштейн (3) к плите (4). Катет шва К = 8 мм диаметр проволоки dП = 16 мм. Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 14(мм). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам узла №1.
швов. Привариваю ребра (678) к корпусу (1). Катет шва К = 8(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 8(мм). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке узла № 1.
швов. Привариваю ребра (678) к плите (4). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке узла № 5.
шва. Привариваю ребро (8) к кронштейну (3). Параметры сварки принимаю такими же как при сварке ребра (8) к корпусу (1) в узле № 5.
шва. Привариваю ребро (9) к плите (4). Катет шва К = 6(мм) диаметр проволоки dП = 16(мм). Минимальная толщина свариваемых деталей Smin = 6(мм).
K = 3(мм) - катет шва;
FН=622=18мм2=018см2.
2 Сварочный ток: Iсв = 280(А).
3 Напряжение дуги: Uд = 29(В).
4 Коэффициент наплавки: αН = 1429(гАч).
Fн = 018(см2) - площадь наплавки;
Vсв=1429280360001878=079(смс).
6 Скорость подачи проволоки: Vпп = 797(смс).
Vсв = 079(смс) - скорость сварки;
qп=02428029075079=1850(калсм).
шва. Привариваю ребро (7) к ребру (9). Параметры сварки аналогичны параметрам сварки узла № 8.
шва. Привариваю скобу (5) к плите (4). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (10) к плите (4). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (10) к кронштейну (3). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю ребро (9) к ребру (10). Параметры сварки принимаю аналогичными параметра используемым в узле № 8.
шва. Привариваю скобу (5) к ребру (10). Параметры сварки принимаю аналогичными параметрам используемым в узле № 8.
Параметры сварки для всех узлов приведены в таблице 9.
Таблица 9 - параметры сварки для всех узлов.
Выбор оборудования для сварки и контроля
1 Сварочное оборудование
Для управления сварочной горелкой буду использовать:
4775241935Новый KR 5 arc заканчивает сверху модельный ряд роботов KUKA. С его грузоподъёмностью в 5 кг превосходно подходит для решения стандартных задач для сварки среди защитных газов. Его интерессная цена и компактное исполнение подходит так же для вашего предложения. Без разницы смонтированной на полу или в потолочном исполнении KR 5 arc выполняет надёжно все свои задачи.
Полезная нагрузкаПолезная нагрузка5 kg
дополнительная нагрузка12 kg
Макс. радиус действия1412 mm
Другие данные и исполнения
Стабильность повторяемости± 004 mm
Монтажное положениеНа полу потолке
Система управленияKR C2
81910565785Для осуществления механизированной сварки и прихваток использую источник питания Kemppi FastMig KM 400 с устройством подачи проволоки MF 29.
KM 400 Технические характеристики
Напряжение сети Гц В
Номинальная мощность при максимальном токе кВА
Нагрузка при 40° C AB
Напряжение холостого хода В
Коэффициент мощности при макс. токе
КПД при максимальном токе
Диапазон сварочных токов и напряжений MIG AB
Габаритные размеры дл. х шир. х выс. мм
В качестве устройства подачи для механизированной сварки буду использовать устройства подачи проволоки Kemppi MF 29.
Рабочее напряжение В
Номинальная мощность Вт
Нагрузка при 40° C A
Скорость подачи проволоки
Катушка проволоки макс.
Проволокоподающий механизм
Типы сварочной проволоки ø мм
сталь (Fe) нерж. сталь (Ss)
порошковая проволока
Габаритные размеры мм
Так же для охлаждения сварочных горелок использую блок охлаждения Kemppi FastCool 10.
Мощность охлаждениякВт
Максимальное давление кПа
Рекомендуемая охлаждающая жидкость
Габаритные размерыдл. х шир. х выс. мм
Контроль качества является важной и обязательной операцией при производстве конструкций так как дефекты которые могут появиться в процессе сварки значительно снижают характеристики конструкции: несущую способность прочность виброустойчивость и другие характеристики. Существует много методов контроля качества но основными из них являются визуально-измерительный контроль (ВИК) радиографический ультразвуковой. Визуально-измерительный используется не только непосредственно в процессе сварки но и при контролировании операций заготовки комплектования сборки. С помощью ВИК замеряется правильность сборки (перпендикулярность параллельность размеры разделанных кромок выставленные зазоры). В процессе изготовления изделия ВИК используется стопроцентно. Так же широко используются радиографический и ультразвуковой методы контроля качества.
Так как основание крана является тяжелонагруженным и ответственным узлом крана и для него опасно наличие внутренних дефектов так как они являются концентраторами напряжений. Размеры и характер дефектов если они допускаются должны быть оговорены в нормативной документации на изделие. Согласно рекомендациям ГОСТ 3242-79 в качестве метода контроля качества данной конструкции будем использовать радиографический метод контроля качества. Этот метод контроля качества имеет следующие преимущества: высокая чувствительность метода и четкость снимков возможность определения характера дефектов и их размеров. Недостатками данного метода являются: вредность гамма-излучений для человека ограниченная чувствительность при выявлении трещин громоздкость аппаратуры.
Для проведения ВИК будем применять универсальный шаблон сварщика УШС-3 (рисунок 7).
Рисунок 7 - Универсальный шаблон сварщика УШС-3
Шаблон предназначен для контроля элементов разделки под сварной шов электродов и элементов сварного шва на предприятиях и в организациях производящих сварочные работы.
Технические характеристики УШС-3 приведены в таблице 10.
Таблица 10- Технические характеристики УШС-3
Диапазон измерения глубины дефектов (вмятин забоин) глубины разделки
шва до корневого слоя превышения кромок мм
Диапазон измерения высоты усиления шва мм
Диапазон измерения величин притупления и ширины шва мм
Диапазон измерения величины зазора мм
Диапазон измерения углов скоса кромок град.
Номинальные значения диаметров электродов измеряемых шаблоном мм
Для проведения радиографического контроля будем применять рентгеновский аппарат АРИОН-250 (рисунок 8).
Рисунок 8 - Рентгеновский аппарат АРИОН-250
Аппарат портативный облегченный газонаполненный с высоким ускоряющим напряжением. В пульте управления находится счетчик импульсов который позволяет установить общее число импульсов и степень износа рентгеновского аппарата с момента ввода его в эксплуатацию На аппарате установлена система защиты от перегрева путем автоматического отключения через каждые 500 импульсов длительность перерыва в работе 90 с. После перерыва аппарат включается автоматически.
Технические характеристики рентгеновского аппарата АРИОН-250 приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Технические характеристики рентгеновского аппарата АРИОН-250.
Рабочее напряжение на аноде рентгеновской трубки кВ
Просвечиваемая толщина стали (фокусное расстояние 500 мм
пленка РТ-1+УПВ-2 плотность почернения 20) мм
рекомендованный режим 1500 имп
максимальный режим 5000 имп
Длительность рентгеновского импульса на полувысоте
Экспозиционная доза рентгеновского излучения на расстоянии
м от торца аппарата за 100 импульсов мР
Диаметр фокусного пятна мм
Гарантийный ресурс аппарата импульсов не менее
Частота следования импульсов Гц при питании сети
переменного тока 220 В
Потребляемая мощность Вт
Габаритные размеры высоковольтного блока мм
Масса высоковольтного блока кг
Габаритные размеры пульта управления мм
Масса пульта управления кг
Диапазон рабочих температур °С
Проектирование оснастки
ORBIT - Орбитальный столlefttop
Макс. нагрузка на каждую планшайбу 1-10 кН. Макс. радиус свободного вращения 300-1250 мм.
Диапазон вращения планшайбы 720°. Макс. скорость вращения планшайбы 75-165°сек. Диапазон наклона оси вращения планшайбы 370°.
Максимальная скорость наклона оси вращения планшайбы 225-165°сек. Диапазон поворота стола 180°. Время поворота стола на 180°: 3-8 сек.
Техническое нормирование
Техническое нормирование – основа всех последующих расчётов при организации и планировании производства. Технические нормы необходимы при расчётах оборудования числа работающих материальных ресурсов и т.д. В данном курсовом проекте принимаю массовый тип производства. Он характеризуется специальным оборудованием расположение оборудования – групповое по цепное низкая себестоимость изделия и номенклатура изделий ограничена одним изделием.
1 Расчет норм времени по операциям
Норма штучного времени ТШТ выражается в минутах и определяется на деталь на узел на изделие.
Структура ТШТ включает в себя затраты времени связанные с выполнением операции:
Tшт=TО+TВ+TТО+TОО+TОтд
ТО - основное время сварки;
ТВ - вспомогательное время;
ТТО - время на техническое обслуживание;
ТОО - время на организационное обслуживание рабочего времени;
ТОтд - время на отдых и личные нужды.
Для массового типа производства ТШТ находится как:
Tшт=TО+TВ+TТОa1100+TООa2100+TОтдa3100
а1 = 4% - доля затрат времени на техническое обслуживание;
а2 = 4% - доля затрат времени на организационное обслуживание;
а3 = 4% - доля затрат времени на отдых и личные нужды.
Расчет штучного времени на операцию правки провожу для каждого листа отдельно:
m - число проходов листа через валики. С учетом того что толщина исправляемых листов от 6 до 14(мм) то принимаю m = 1 для толщины 14(мм) и 2 для толщины 6 и 8(мм);
tО - основное время правки при одном проходе мин;
tВ1 = 015(мин) - вспомогательное время на реверс мотора;
tВ2 = 35(мин) - вспомогательное время связанное с установкой и снятием листа;
k = 105 - коэффициент учитывающий время на обслуживание рабочего места.
VПР = 7(ммин) - скорость правки.
Результаты расчета штучного времени на операцию правки приведены в таблице 12.
Таблица 12 - Результаты расчетов штучного времени на операцию правки.
Общее штучное время на операцию правки Тшт = 5089(мин).
1.2 Операция очистки
Норма времени при дробеструйной очистке:
tО - основное время очистки мин;
tВ = 3(мин) - вспомогательное время на установку и снятие листа;
k = 107 - коэффициент учитывающий время на обслуживание рабочего места.
Основное время очистки:
VОЧ = 23(ммин) - рекомендуемая скорость очистки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию очистки приведены в таблице 13.
Таблица 13 - Результаты расчета штучного времени на операцию очистки.
Общее штучное время на операцию очистки Тшт = 547(мин).
Штучное время для плазменной резки нахожу по формуле:
tО - основное время резки мин;
tВ = 15(мин) - вспомогательное время;
k = 109 - коэффициент учитывающий непредвиденные потери металла.
Основное время резки:
Vр = 26(ммин) - скорость резки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию плазменной резки приведены в таблице 14.
Таблица 14 - Результаты расчетов штучного времени на операцию плазменной резки.
Общее время на операцию плазменной резки Тшт = 1872(мин).
Рассчитаю норму времени для гибки деталей поз. 3 5.
tО - основное время гибки мин;
k = 105 - коэффициент учитывающий непредвиденные потери металла.
Основное время гибки:
L - длина заготовки м;
Vр = 96(ммин) - скорость гибки.
Результаты расчетов штучного времени на операцию гибки приведены в таблице 15.
Таблице 15 - Результаты расчетов штучного времени на операцию гибки.
Общее время на операцию гибки Тшт = 324(мин).
Рассчитаю штучное время для механизированной сварки в смеси защитных газов:
n - количество швов на изделии;
tО - основное время сварки;
k1 = 12 - коэффициент учитывающий длину шва;
tВ1 = 07(мин) - вспомогательное время на работу со швом: работа с кромками - до 05(мин) измерение и осмотр шва - 035(мин) зачистка от брызг - 006+12(v-1) v - число проходов;
tВ2 = 4(мин) - вспомогательное время связанное с установкой и снятием заготовки: ручная - 05(мин) подъемно-транспортным механизмом - 3-7(мин).
k2 - коэффициент учитывающий удобство наложения шва (нижнее k2 = 1 горизонтальное и вертикальное k2 = 12).
Основное время на сварку определяю:
Vсв - скорость сварки смс.
Деталь 1+4. 2 шва. L1 = 628(мм) L2 = 534(мм) Vсв = 045(смс).
tО1=62860045=233мин.
Tшт1=123312+07+41=75мин.
tО2=53460045=198мин.
Tшт2=119812+07+41=71мин.
Tшт=Tшт1+Tшт2=75+708=146мин.
Деталь 2+4. 4 шва. L = 9978(мм) Vсв = 045(смс).
tО=997860045=037мин.
Tшт=403712+07+412=247мин.
Деталь 2+3. 4 шва. L = 25515(мм) Vсв = 045(смс).
tО=2551560045=095мин.
Tшт=409512+07+412=281мин.
Деталь 3+4. 4 шва. L = 75(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=402812+07+412=242мин.
Детали (678)+1. 5 швов. L = 8684(мм) Vсв = 045(смс).
tО=868460045=033мин.
Tшт=503312+07+412=306мин.
Детали (678)+4. 5 швов. Vсв = 045(смс).
L8 = 2326(мм). 2 шва.
tО8=232660045=087мин.
Tшт8=208712+07+41=115мин.
L7 = 11903(мм). 2 шва.
tО7=1190360045=045мин.
Tшт7=204512+07+41=105мин.
L6 = 13003(мм). 1 шов.
tО6=1300360045=049мин.
Tшт6=104912+07+41=106мин.
Tшт=Tшт8+Tшт7+Tшт6=115+1048+106=326мин.
Деталь 8+3. 2 шва. L = 3466(мм) Vсв = 045(смс).
tО=346660045=013мин.
Tшт=201312+07+412=117мин.
Деталь 9+4. 2 шва. L = 452(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=216812+07+41=135мин.
Деталь 7+9. 2 шва. L = 3434(мм) Vсв = 045(смс).
tО=343460045=018мин.
Tшт=201812+07+412=118мин.
Деталь 5+4. 2 шва. L = 80(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=20312+07+41=102мин.
Деталь 10+4. 2 шва. L = 504(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=21912+07+41=14мин.
Деталь 10+3. 4 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=401512+07+412=235мин.
Деталь 9+10. 2 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Tшт=201512+07+412=118мин.
Деталь 5+10. 2 шва. L = 40(мм) Vсв = 045(смс).
Общее штучное время определю как сумма штучного времени каждого из узлов:
Tштобщ=Tшт1-14=146+247+281+242+306+326+117+135+118+102+14+235+118+118=2631мин.
Расчет норм расхода материалов и энергоносителей
Расчет норм расхода материалов и энергоносителей базируется на количестве наплавленного металла.наплавленного металла определяется по формуле:
Fн - площадь наплавки. Для узлов 1-7 Fн = 032(см2) для узлов 8-14 Fн = 018(см2);
γ = 78(кгсм3) - плотность металла.
Q1-7=032628+534+99784+255154+754+86845+23262+119032+13003+3466278=1053гр.
Q8-14=0184522+34342+82+5042+44+42+4278=3455гр.
Общая масса наплавленного металла на одно изделие составляет:
Qобщ=Q1-7+Q8-14=1053+3455=13985гр.
Общая масса наплавленного металла на годовую программу составляет:
1 Расход электродной проволоки
Расход электродной проволоки на одно изделие:
k = 115 - коэффициент учитывающий потери на угар и разбрызгивание.
Qп=13985115=16083гр.
Qпгод=QпN=16083600=9649кг.
2 Расход защитных газов
Расход защитных газов на одно изделие:
k = 11 - коэффициент расхода газа;
Qр = 73(кг) - масса защитного газа:
Тшт = 2631(мин) - штучное время сварки;
V = 14(лмин) - расход газа;
γ = 196(грл) - плотность газа.
На годовую программу:
Qггод=QгN=803600=4818кг.
3 Расход основного металла
Расход основного металла определяю по формуле:
Fл - площадь листа м2;
Sл - толщина листа м;
γ = 7800(кгм3) - плотность стали;
nл - количество листов на программу выпуска.
Результаты расчета расхода основного металла приведены в таблице 16.
Таблица 16 - Результаты расчета расхода основного металла.
Так как общий вес конструкции равен 8188(кг) (на годовую программу 4913(т)) то объем отходов составит 068(т) в год.
4 Расчет расхода энергоносителей
Определю расход электроэнергии для обеспечения работы сварочных машин и аппаратов:
Qнм = 13985(кг) - масса наплавленного металла;
qэ - удельный расход электроэнергии кВтчкг:
= 075 - КПД сварочной установки;
n = 42 - количество швов;
kн = 065 - коэффициент учитывающий время горения дуги в общем времени сварки:
qэ=29421429075065=175(кВтчкг).
Qэл=17513985=245кВтч.
Расход электроэнергии на годовую программу:
На остальное оборудование расход электроэнергии найду по формуле:
Pн - номинальная мощность машины кВт;
Т - время для данной операции ч.
Следовательно расход электроэнергии на операции:
правки Qэл = 128(кВтч);
очистка Qэл = 1458(кВтч);
резка Qэл = 292(кВтч);
гибка Qэл = 0216(кВтч).
Общий расход электроэнергии на остальное оборудование:
Общий расход электроэнергии на остальное оборудование на годовую программу составляет:
Qэлобщ.год.=270480(кВтч).
Полученные значения норм времени расхода материалов массы наплавленного металла приведены в таблице 17.
Таблица 17 - Значения норм времени расхода материалов массы наплавленного металла.
Гидравлический листогибочный пресс FOG 402000
Промышленный робот KUKA KR 5
Источник питания FastM
Устройство подачи проволоки MF 29;
Устройство охлаждения FastCool 10
Организация производства
1 Расчет количества оборудования
Расчетное количество единиц оборудования на операцию найду по формуле:
Тшт – штучное время на операции для одного изделия мин;
N = 600(шт) – годовая программа выпуска изделий штгод;
Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования в односменном режиме часгод;
S =1 – количество смен работы оборудования;
kВН = 115 – коэффициент выполнения нормы выработки.
Определю действительный годовой фонд времени работы оборудования в односменном режиме по формуле:
Р – процент от номинального годового фонда рабочего времени учитывающий время пребывания агрегата в ремонте (Р=15% - при односменной Р=275% - при двусменной);
FН – номинальный годовой фонд рабочего времени который находится по формуле:
ДГ = 250(д) – количество рабочих дней в году;
ДН = 5(д) – количество рабочих дней в неделе;
tH = 40(ч) – продолжительность рабочей недели.
Fд=20001-15100=1970ч.
Результаты расчета количества единиц оборудования на операцию приведены в таблице 18.
Таблица 18 - Требуемое количество единиц оборудования на операцию.
Сварка механизированная
2 Расчет количества основных производственных рабочих
Определяю искомое количество рабочих по формуле:
Fдр - действительный фонд рабочего времени одного рабочего часгод;
kВН = 11 – коэффициент выполнения нормы выработки.
Действительный годовой фонд времени одного рабочего определяю по формуле:
P = 10% - при односменной работе - процент от номинального годового фонда рабочего времени учитывающий время очередного отпуска и время планируемых невыходов на работу по уважительной причине.
Fн - номинальный фонд рабочего времени определяю по формуле:
Fдр=20001-10100=1800ч.
Результаты расчета количества основных производственных рабочих приведены в таблице 19.
Таблица 19 - Требуемое количество производственных рабочих.
Экономика производства
1 Расчет капиталовложений
Капитальное вложение в машины и оборудование:
n - принятое количество оборудования;
cм - оптовая цена оборудования;
Pт = 5(%) - процент затрат на транспортировку оборудования;
Pм = 5(%) - процент затрат на монтаж оборудования.
Полученные результаты приведены в таблице 20.
Таблица - Результаты расчета капиталовложений 20.
Затраты на транспорт. и монтаж
Технологическое оборудование в том числе
Программное обеспечение
2 Расчет себестоимости
Себестоимость продукции рассчитываю на основе статей затрат составляющих ее.
Рассчитаю затраты на основные материалы и полуфабрикаты на годовую программу:
Mо=QоZо100+Pтз100-QотхZотх
Qо = 4913(т) - объем основных материалов;
Zо = 23(тыс.руб.т) - оптовая цена основных материалов;
Рт = 4(%) - процент транспортно-заготовительных расходов;
Qотх = 068(т) - объем отходов;
Zотх = 23(тыс.руб.т) - стоимость отходов.
Mо=491323100+4100-06823=117363тыс.руб..
На одно изделие Mоизд=196тыс.руб..
Рассчитаю затраты на сварочные материалы:
Mвсп=QвспZвсп100+Pтз100
Qвсп - объем вспомогательных материалов т;
Zвсп - оптовая цена вспомогательных материалов тыс.руб.т;
Ртз = 4(%) - процент транспортно-заготовительных расходов;
Рассчитаю затраты на сварочную проволоку Св-08ГС на годовую программу:
Mвсппров=096514100+4100=1405тыс.руб..
На одно изделие Mвсппров=24руб..
Рассчитаю расходы на защитный газ:
MвспAr=3613504100+4100=15тыс.руб..
На изделие MвспAr=25руб..
MвспCO2=12035100+4100=044тыс.руб..
На изделие MвспCO2=073руб..
Рассчитаю затраты на электроэнергию на годовую программу:
Qэл = 417480(кВтч) - расход электроэнергии;
Zэл = 2 (руб.кВтч) - стоимость 1 кВтч.
Эт=4174802=834960руб.
На одно изделие Эт=13916руб.
Рассчитаю затраты на заработную плату. Результаты приведены в таблице 21.
Таблица 21 - Результаты расчета затрат на заработную плату
Наименование статей затрат
Затраты на программу
Основная заработная плата производственных рабочих
Дополнительная заработная плата (за неотработанное время - 8% от основной)
Отчисления на соц. нужды (39% от суммы основной и дополнительной зп)
Общецеховые расходы (90% от основной заработной платы)
3 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования рассчитывается по укрупненному методу задавшись их процентом от основной заработной платы (за исключением амортизации оборудования). Для сварочных цехов этот процент составляет 150%.
4 Общецеховые расходы
При подсчете общецеховых расходов принимаю 100% от суммы основной заработной платы и расходов на содержание оборудования.
5 Общезаводские и внепроизводственные расходы
При укрупненных расходах общезаводские расходы берутся в процентах от основной заработной платы:
Роз=Фосн.з.08=2497508=1998тыс.руб..
Внепроизводственные расходы связанные со сбытом продукции определяю в размере 2-3% от общезаводских расходов:
Рвп=Роз002=1998002=3996тыс.руб..
Калькуляция себестоимости изделия
На основании выполненных расчетов по отдельным статям затрат составляю калькуляцию себестоимости сварной конструкции выпускаемой спроектированным участком. Подведение итогов по данной калькуляции дает возможность определить полную себестоимость изделия.
Сумма затрат в тыс. руб.
Основные материалы и
пф за вычетом отходов
Вспомогательные (сварочные)
Дополнительная зарплата
Отчисления на соцстрах
Расходы на содержание и
эксплуатацию оборудования
Амортизация оборудования
Итого цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Итого производственная
Внепроизводственные расходы
Итого полная себестоимость
Рассчитаю цену изделия:
Цизд=87612=105тыс.руб..
Технико-экономические показатели участка
Наименование показателя
Себестоимость годового
Установленная энергетическая
мощность оборудования
Годовой фонд заработной
Годовая выработка рабочего
Энерговооруженность труда
Средний коэффициент
загрузки оборудования
Себестоимость 1 кг наплавленного
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Производство сварных конструкций: методическое пособие для студентов дневного и заочного обучения по курсовому проектированиюШахматов М. В. Шахматов Д. М. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ 2009. – 118 с.
Марочник сталей и сплавов М. М. Колосков Е. Т. Долбенко Ю. В. Каширский и др.; Под общей ред. А. С. Зубченко – М.: Машиностроение 2001.- 672 с.
Шахматов М. В. Ерофеев В. В. Коваленко В. В. Технология изготовления и расчет сварных оболочек. – Уфа: Полиграфкомбинат 1999.- 272 с.
Гитлевич А. Д. Животинский Л. А. Клейнер А. И. Альбом механического оборудования сварочного производства: Учебное пособие для курсов инструкторов по внедрению в народное хозяйство передовых методов сварки и наплавки металлов. – М. «Высшая школа» 1974. – 159 с. с ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. – 8-е издание перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001. – 930 с.: ил.

Титульник2.doc

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Физико-металлургический»
Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства»
Технология изготовления основания крана
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине: производство сварных конструкций
ФМ-544.088.28.00 ПЗ КП
студент группы ФМ-544

Чертеж1.cdw

Все сварные швы проверить визуально-измерительным контролем
в объеме 100%. Норма оценки по ГОСТ 23118-78 (высокий уровень качества).
ГОСТ 14771-80 Н1-ИП-
ГОСТ 14771-80 Т1-ИП-

лист 4 контроль.cdw

Схема контроля тавровых соединений
радиографическим методом
-контролируемый участок
Для проведения радиографического контроля используется импульсный
рентгеновский аппарат Арион-250. Экспозиционная доза рентгеновского
излучения на расстоянии 500 мм от торца рентгеновского блока в
прямом пучке за 15 мин составляет 800 мР. Контроль осуществляется
по ГОСТ7512-82 "Контроль неразрушающий. Соединения сварные.
Радиографический метод".
1. Радиографический контроль применяют для выявления в сварных
соединениях трещин непроваров пор шлаковых вольфрамовых окисных
2. Радиографический контроль применяют также для выявления прожогов
подрезов оценки величины выпуклости и вогнутости корня шва недопустимых
для внешнего осмотра.
3. При радиографическом контроле не выявляют:
любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания
менее удвоенной чувствительности контроля;
любые несплошности и включения если их изображения на снимках совпадают
с изображениями посторонних деталей острых углов или резких перепадов
трещин просвечиваемого металла.
4. Радиографическому контролю подвергают сварные соединения с отношением
радиационной толщины наплавленного металла шва к общей радиационной
толщине не менее 02 имеющие двусторонний доступ обеспечивающий
возможность установки кассеты с радиографической пленкой и источника
излучения в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
ТРЕБОВАНИЯ К ПРИНАДЛЕЖНОСТЯМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
1. При радиографическом контроле следует использовать маркировочные знаки
изготовленные из материала обеспечивающего получение их четких изображений
на радиографических снимках.
Следует использовать маркировочные знаки размеров установленных ГОСТ 15843-79.
2. При радиографическом контроле следует использовать радиографические пленки
соответствующие требованиям технических условий на них.Тип радиографической
пленки должен устанавливаться технической документацией на контроль или
приемку сварных соединений.
3. При радиографическом контроле следует использовать источники излучения предусмотренные
тивного источника напряжение на рентгеновской трубке и энергия ускоренных электронов должны устанавливатьсяв зависи-
мости от толщины просвечиваемого материала технической документацией на контроль или приемку сварных соединений.
4. В качестве усиливающих экранов при радиографическом контроле должны использоваться металлические и флуоресцирую-
щие экраны.Тип усиливающего экрана должен устанавливаться технической документацией на контроль или приемку сварных
5. Экраны должны иметь чистую гладкую поверхность. Наличие на экранах складок царапин трещин надрывов и прочих дефек-
6. Кассеты для зарядки пленки должны быть светонепроницаемыми и обеспечивать плотный прижим усиливающих экранов к
7. Для защиты пленки от рассеянного излучения рекомендуется экранировать кассету с пленкой со стороны противоположной
источнику излучения свинцовыми экранами.
8. Для определения чувствительности контроля следует применять проволочные канавочные или пластинчатые эталоны
9. Эталоны чувствительности следует изготовлять из металла или сплава основа которого по химическому составу анало-
гична основе контролируемого сварного соединения.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
1. Расстояние от источника излучения до ближайшей к источнику поверхности контролируемого участка сварного соединения
(при просвечивании сварных соединений цилиндрических и сферических пустотелых изделий через две стенки - до близлежащей к
источнику поверхности контролируемого сварного соединения) и размеры или количество контролируемых за одну экспозицию
участков для всех схем просвечивания (за исключением схемы
е) следует выбирать такими чтобы при просвечивании выпол-
нялись следующие требования:геометрическая нерезкость изображений дефектов на снимках при расположении пленки вплотную к
контролируемому сварному соединению не должна превышать половины требуемой чувствительности контроля при чувствител-
ьности до 2 мм и 1 мм - при чувствительности более 2 мм; относительное увеличение размеров изображений дефектов располо-
женных со стороны источника излучения (по отношению к дефектам расположенным со стороны пленки) не должно превышать 125;
угол между направлением излучения и нормалью к пленке в пределах контролируемого за одну экспозицию участка сварного соеди-
нения не должен превышать 45°;уменьшение оптической плотности изображения сварного соединения на любом участке этого изо-
бражения по отношению к оптической плотности в месте установки проволочного эталона чувствительности или по отношению к
оптической плотности изображения канавочного или пластинчатого эталона чувствительности не должно превышать 10.
УСЛОВНАЯ ЗАПИСЬ ДЕФЕКТОВ ПРИ РАСШИФРОВКЕ СНИМКОВ И ДОКУМЕНТАЛЬНОМ ОФОРМЛЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАДИОГРАФИЧЕСКОГО
Для сокращенной записи дефектов при расшифровке снимков и документальном оформлении результатов контроля должны исполь-
зоваться условные обозначения приведенные в таблице.
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
1. Основными видами опасности для персонала при радиографическом
контроле являются воздействие на организм ионизирующего излучения и
вредных газов образующихся в воздухе под воздействием излучения и
поражение электрическим током.
2. Радиографический контроль и перезарядка радиоактивных источни-
ков должны проводиться только с использованием специально предназна-
ченной для этих целей и находящейся в исправном состоянии аппарату-
ры документация на изготовление и эксплуатацию которой при выпуске
в количестве более трех экземпляров должна быть согласована с Госу-
дарственным комитетом РФ по использованию атомной энергии и Глав-
ным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здраво-
охранения РФ; до трех экземпляров - с местными органами санитарно-
эпидемиологической службы.
3. Электрооборудование действующих стационарных и переносных уста-
новок для радиографического контроля должно соответствовать требо-
и «Правил устройства электроустановок» ут-
вержденных Главным техническим управлением по эксплуатации энерго-
систем и Госэнергонадзором Министерства энергетики РФ.
Условное обозначение
трещина разветвленная
непровар между валиками
непровар по разделке

Спецификация.spw

Пояснительная записка

позиционер.cdw

1. Полезная нагрузка промышленного робота: 5кг.
Дополнительаня нагрузка промышленного робота: 12кг.
Рабочая зона промышленного робота: 1412мм.
Максимальная нагрузка на каждую планшайбу позиционера 1-10кН.
Диапазон вращения планшайбы позиционера 720
Максимальная скорость вращения планшайбы 75-165
Диапазон наклона оси вращения планшайбы 370