Технологический процесс восстановления секции стрелы башенного крана КБМ-401П

ПЗ.docx

Назначение и технические характеристики башенного крана КБМ-401П6
Основные дефекты стрелы башенного крана КБМ-401П9
Технические требования на дефектацию металлоконструкций10
Анализ научно-технической литературы по ремонту металлоконструкций грузоподъемных кранов12
1 Основные понятия классификация и технология сварки металлоконструкций12
2 Электроды для дуговой сварки19
3 Контроль сварных швов24
Проектирование единого технологического процесса ремонта секции балочной стрелы башенного крана КБ-401П25
Расчет технологических режимов и норм времени26
Конструкторская разработка28
Список использованных источников32
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 балочной стрелы крана.
Назначение и технические характеристики башенного крана КБМ-401П
Кран КБМ-401П (рисунок 1) - башенный кран модульного типа самоходный (на рельсовом ходу) с поворотной башней имеет 39 исполнений и с балочной или с подъемной стрелами. Предназначен для производства строительно-монтажных работ жилых и административных зданий и сооружений с массой монтируемых элементов до 10 т [1].
Рисунок 1- Кран КБМ-401П
КБМ-401П выпускаетОАО «Могилевский завод«СТРОММАШИНА».
Кран серии КБМ-401П состоит из:
Ходовые тележки - представляют собой двухколёсные тележки с приводом на одно колесо. Конструкция аналогична типовым «унифицированным крановым тележкам» (с грузовым моментом до 200 тм). Все четыре тележки являются ведущими и имеют электропривод а также противоугонные захваты.
Ходовая рама - выполнена в виде сборно-разборной конструкции. В рабочем положении представляет Х-образную форму. Состоит из кольцевой рамы к которой прикреплены съёмные балки-флюгеры опирающиеся на шкворни ходовых тележек крана. Все балки выполнены сварными и имеют коробчатое сечение. При транспортировке их отделяют и они перевозятся отдельно.
Поворотная платформа - выполнена в виде плоской конструкции. Поворотный механизм представляет собой два поворотных круга и крепится в вильчатых опорах платформы. При монтаже на поворотную платформу устанавливаются основные грузоподъёмные механизмы крана - стреловая и грузовая лебёдки. На задних поперечных балках платформы уложены главные плиты противовеса крана. Также на платформе располагаются шкафы электрооборудования.
На специальные кронштейны платформы устанавливают портал. С порталом платформа соединяется тягами и телескопическими подкосами. Портал - представляет собой двухярусную рамную конструкцию предназначенную для увеличения высоты крана в процессе монтажа а также в процессе эксплуатации. Конструкция имеет проём с разворачиваемыми диагональными балками для прохода секций. В проём при монтаже устанавливается люлька с роликами предназначенная для монтажа и демонтажа секций. Верхний и нижний ярус оснащены монтажными роликами а также отводными замками с крючками и монтажными цепями. На нижней раме представляющей собой коробчатую балку портала установлены съёмные диагональные балки. На верхней обвязке портала имеются крепления монтажной стойки тяги которой соединяются с проушинами оголовка. На оси верхней рамы портала расположена съёмная клиновая обойма коуша.
Верхняя секция и кабина управления - представляет собой конструкцию из металлических труб. Конструкцией предусмотрен проём в который устанавливается на механизм выдвижения съёмная кабина. Механизм выдвижения имеет два положения - рабочее и монтажное. В более поздних моделях кабина управления выполнена выносной.
Оголовок - представляет собой ферму из трубчатых элементов. Оголовок соединён с верхней секцией крана и имеет съёмные площадки для обслуживания.
Стрела - представляет собой ферму треугольного сечения. Состоит из состыковываемых секций: головной корневой и промежуточных. Стрела имеет проушины для крепления при помощи тяги к оголовку крана. В зависимости от исполнения крана могут применяться стрелы двух типов:
Балочная стрела. Представляет собой сборную двухпоясную металлоконструкцию-ферму верхний пояс которой выполнен из труб нижний - из неравных уголков. Внутри фермы имеется ограждённый настил предназначенный для прохода к механизмам. На балке головной секции расположены роликовые опоры. Балочная стрела может быть установлена либо горизонтально либо под углом до 30 °.
Перезапасовка канатов производится автоматически при переводе стрелы из горизонтального положения в наклонное (под углом 30 °) и обратно. Вдоль стрелы нижнего пояса стрелы перемещается грузовая тележка оборудованная площадкой для обслуживания.
Подъёмная стрела. Представляет собой металлоконструкцию-ферму треугольного сечения с установленными блоками и съёмной распоркой с подкосом и тягой. Стрела может быть установлена под углом до 65°. В зависимости от длины (до 20 м) стрела дополнительно может быть оснащена оттяжками.
По нижним ярусам балочной стрелы перемещается грузовая тележка с крюковой обоймой. Грузовые тележки используются двух типов (в зависимости от исполнения).
Крюковая подвеска - представляет собой двухосную подвеску.
Технические характеристики:
Грузоподъёмность максимальная
Вылет максимальный (горизонтальная стрела)
Высота подъема максимальная (горизонтальная стрела)
Высота подъема максимальная (наклонная стрела)
Глубина опускания груза
Максимальное количество секций башни
Мощность электродвигателей
Основные дефекты стрелы башенного крана КБМ-401П
В процессе работы крана верхняя секция стрелы крана испытывает ударные нагрузки в горизонтальной плоскости вследствие сил инерции возникающих от веса металлоконструкции крана и груза при разгоне крана и при его торможении.
Основные дефекты секции стрелы:
Вмятины на балках пояса;
Трещины в сварных швах;
Изгиб балок верхнего или нижнего пояса;
Технические требования на дефектацию металлоконструкций
Дефектация проводится с целью определения необходимости и объема выполняемого ремонта. По результатам дефектации составляются карты дефектации.
Дефектацию следует производить в соответствии с требованиями настоящего технического кодекса а при наличии технических условий на капитальный ремонт конкретного изделия — по картам дефектации содержащимся в этих технических условиях.
В соответствие с [2] проверенные детали и сборочные единицы должны сортироваться по группам и маркироваться способами принятыми производителем ремонта:
б) подлежащие ремонту;
в) неремонтопригодные.
Для выявления внешних дефектов составных частей (трещины вмятины дефекты сварных швов видимые деформации износ повреждения изоляции и пр.) при визуальном контроле рекомендуется пользоваться лупами с 2–10-кратным увеличением.
Отклонения геометрических размеров составных частей следует контролировать при помощи универсального измерительного инструмента шаблонов струн калибров теодолита. Точность измерения должна удовлетворять требованиям настоящего технического кодекса.
Для выявления скрытых дефектов (трещин коррозии и др.) рекомендуется применять методы неразрушающего контроля по СТБ 1172 СТБ 1428 и ГОСТ 14782.
Рабочие поверхности годных не требующих ремонта деталей не должны иметь задиров забоин и других дефектов влияющих на работоспособность деталей. Допустимые мелкие повреждения необходимо устранить зачисткой.
При разборке подлежат выбраковке детали с явно выраженными дефектами (поломками неустранимыми трещинами деформациями и т. п.).
Подлежат замене независимо от их состояния неметаллические прокладки пружинные шайбы и шплинты.
Секция стрелы выполнена сварной из холоднокатанных труб стали марки сталь 3 ГОСТ 380-94.
В соответствие с [2] cекция стрелы бракуется при устаностном разрушении основного металла и при короблении в направлении оси секции стрелы более 50 мм на 1000мм.
При подготовке ремонтного производства и проведении ремонта крана и его составных частей должны быть соблюдены требования безопасности предусмотренные в эксплуатационных документах и ТНПА.
Анализ научно-технической литературы по ремонту металлоконструкций грузоподъемных кранов
Основным способом устранения всех дефектов стрелы крана является сварка. Произведем поиск и анализ существующих методов сварки ее режимов и характеристик сварных швов.
1 Основные понятия классификация и технология сварки металлоконструкций
Процесс соединения металлических частей путем местного нагрева их до пластичного или расплавленного состояния называется сваркой. Сварку можно осуществлять без применения или с применением давления для сжатия свариваемых деталей [3].
Все свариваемые металлы и сплавы относятся к твердым кристаллическим телам и состоят из множества отдельных зерен —кристаллитов связанных между собой межатомными и межмолекулярными силами взаимодействия. Для соединения двух частиц металла в одно целое нужно сблизить их атомы настолько чтобы между ними начали действовать силы взаимного притяжения. Это возможно при расстоянии между атомами около 4 108 см (четыре стомиллионные доли сантиметра) что осуществимо только при следующих условиях:
применении очень больших усилий сжатия деталей без их нагрева;
нагревании и одновременном сжатии деталей умеренными усилиями;
нагревании металла в месте соединения до расплавления без применения сжатия.
Рисунок 2 – Зависимость между давлением и температурой сваривания для чистого технического железа.
В последние годы сварка повсеместно вытеснила способ неразъемного соединения деталей с помощью заклепок.
Сейчас сварка является основным способом соединения деталей при изготовлении металлоконструкций. Широко применяется сварка в комплексе с литьем штамповкой и специальным прокатом отдельных элементов заготовок изделий почти полностью вытеснив сложные и дорогие цельнолитые и цельноштампованные заготовки.
Сварка обеспечивает ряд преимуществ основные из которых приводятся ниже:
Экономия металла вследствие наиболее полного использования рабочих сечений элементов сварных конструкций придания им наиболее целесообразной формы в соответствии с действующими нагрузками и уменьшения веса соединительных элементов. В сварных конструкциях вес металла сварных швов обычно составляет от 1 до 2°0 в то время как в клепаных вес заклепок и косынок—не менее 4% от веса изделия. Сварка дает до 2500 экономии металла по сравнению с клепкой а по сравнению с литьем в отдельных случаях — до 50°0.
Использование сварки на строительстве зданий позволяет уменьшить вес стальных конструкций на 15% облегчает изготовление и увеличивает жесткость всей конструкции. При сооружении доменных печей применение сварки вместо клепки позволяет экономить от 12 до 15% металла в конструкциях стропильных ферм— 20% в конструкциях подъемных кранов—15—20%.
Сокращение сроков работ и уменьшение стоимости изготовления конструкций за счет снижения расхода металла и уменьшения трудоемкости работ. Так например при постройке крупных доменных печей на металлургических заводах изготовление кожуха печи из стальных листов с помощью сварки осуществляется менее чем за два месяца. Выполнение такого кожуха с помощью клепки требует не менее полугода.
Возможность изготовления сварных изделий сложной формы из штампованных элементов взамен ковки или литья. Такие конструкции называются штампосварными и широко применяются в автомобилестроении самолетостроении вагоностроении. С помощью сварки можно изготовлять детали из металла прошедшего различную предварительную обработку например сваривать прокатанные профили со штампованными литыми или коваными заготовками. Можно сваривай и разнородные металлы: нержавеющие стали с углеродистыми медь со сталью и др.
Возможность широкого использования сварки и резки при ремонте где эти способы обработки металла позволят быстро и с наименьшими затратами восстанавливать изношенное или вышедшее из строя оборудование и разрушенные сооружения
Удешевление технологического оборудования так как отпадает необходимость в использовании дорогих сверлильных дыропробивных станков и клепальных машин
Герметичность получаемых сварных соединений.
Уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.
Сваркой можно получить сварное соединение прочностью выше основного металла. Поэтому сварку широко применяют при изготовлении весьма ответственных конструкций работающих при высоких давлениях и температурах а также при динамических (ударных) нагрузках — паровых котлов высокого давления мостов самолетов гидросооружений арматуры железобетонных конструкции и др.
Все способы сварки можно разделить на две основные группы (рис. 3). Если в месте соединения металлические части нагреваются до пластичного или оплавленного состояния и затем сдавливаются внешним усилием в результате чего свариваются то такой способ относится к сварке с применением давления.
Если сварка происходит без приложения давления только нагреванием металла в месте сварки сосредоточенным источником тепла (дугой пламенем горелки) до расплавленного состояния с образованием сварочной ванны то такой способ относится к сварке плавлением.
Разработаны также механические способы сварки которые не требуют затраты химической или электрической энергии для нагревания металла. К ним относятся холодная сварка осуществляемая за счет приложения очень высоких удельных давлений в месте контакта и сварки деталей а также сварка трением когда нагревание свариваемых стержней осуществляется в результате взаимного трения торцов свариваемых деталей. Эти способы используются например при сварке инструмента (сварка трением) алюминиевых проводов (холодная сварка) и в других случаях.
Рисунок 3- Схема классификации способов сварки.
Из новых способов разработанных и внедряемых в производство за последние годы следует указать на сварку ультразвуком сварку давлением в вакууме сварку электронным лучом в вакууме вибродуговую наплавку сварку с высокочастотным нагревом сварку вращающейся дугой сварку плазменной струей и др. Однако эти способы сварки имеют специализированное назначение и область их применения более ограничена чем дуговой или контактной электрической сварки; они используются например в приборостроении при сварке пластмасс сварке твердых сплавов наплавке тонких слоев металла сварке тугоплавких металлов и других подобных процессах.
Таблица 1 – Примерные значения сварочного тока в зависимости от диаметра электрода и вида покрытия.
При выборе величины тока для сварки в нижнем положении малоуглеродистой стали можно руководствоваться следующей формулой:
где - диаметр металлического стержня электрода мм.
Диаметр проволоки электрода при сварке стыковых швов выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла исходя из следующих данных:
стали мм .15—2 3 4—5 6—8 9—12 13—15 16—20
электрода мм .. 2—3 3—4 3—4 4—5 4—5 4-5—6 4—5—6.
Примерные режимы ручной дуговой сварки стыковых швов приведены в табл. 2.
Таблица 2 - Примерные режимы ручной дуговой сварки стыковых швов .
Провар металла на всю толщину шва при сварке листов без скоса кромок толщиной до 6—8 мм зависит от правильного выбора тока и диаметра электрода. При соответствующих диаметрах электрода и токе обеспечивается полный провар и высокая производительность сварки без скоса кромок при толщине листов даже до 10 мм. Рекомендуется подбирать ток опытным путем сваривая пробные планки. Для предупреждения непровара нижней части шва (корня) выполняют если это позволяет конструкция изделия предварительную подварку шва с обратной стороны. Иногда с обратной стороны шва ставят подкладку из стали толщиной 2—3 мм. Тогда сварщик может повысить сварочный ток на 20—30% по сравнению с нормальной величиной не боясь сквозного проплавле-ния металла. Стальная подкладка при наложении валика шва приваривается к нему с обратной стороны и ее оставляют если конструкция и назначение изделия это позволяют.
При сварке угловых швов жидкий металл стремится стекать на нижнюю плоскость. Поэтому эти швы лучше варить в нижнем положении в лодочку (рис. 3 а). Однако это не всегда возможно так как деталь иногда трудно устанавливать в нужном положении.
Рисунок 4 - Сварка угловых швов.
При сварке углового шва нижняя плоскость которого расположена горизонтально возможен непровар вершины угла (корня шва) или одной из кромок. Непровар может образоваться на нижнем листе если начинать сварку с вертикального листа; в этом случае расплавленный металл стечет на недостаточно нагретую поверхность нижней кромки. Поэтому сварку этих швов всегда следует начинать зажигая дугу на нижней плоскости в точке возбуждения дуги А и вести электрод так как показано на рис. 3 б.
Электрод нужно держать под углом 45° к поверхности листов слегка наклоняя его в процессе сварки то к одной то к другой плоскости (рис. 4 в).
Угловые швы выполняют однослойными при катете шва до 8 мм или многослойными при катете шва свыше 8 мм.
При сварке многослойного углового шва сначала накладывают узкий ниточный валик электродом диаметром 3—4 мм чем обеспечивается лучший провар корня. При определении числа проходов исходят из объема площади поперечного сечения металла шва наплавляемого за один проход. Для одного слоя эта величина должна составлять 30—40 мм2.
Примерные режимы ручной дуговой сварки угловых швов без скоса кромок даны в табл. 3.
Таблица 3-Примерные режимы ручной дуговой сварки угловых швов без скоса кромок.
При сварке угловых швов с односторонним и двухсторонним скосом кромок режимы сварки выбираются по данным приведенным в табл. 4.
Таблица 4-Примерные режимы ручной дуговой сварки угловых швов со скосом кромок.
При сварке вертикальных швов капли расплавленного металла стремятся стекать вниз (рис. 5 а). Поэтому сварку вертикальных швов ведут более короткой дугой при которой капли расплавленного металла легче переходят с электрода в кратер шва. Конец электрода при этом отводят вверх или в сторону от капли давая ей возможность затвердеть (рис.5 б). Вертикальные швы лучше сваривать в направлении снизу вверх тогда нижележащий кратер будет удерживать капли металла стремящиеся стечь с конца электрода (рис.5 в).
Электрод может иметь наклон или вверх или вниз. При наклоне электрода вниз сварщик может лучше наблюдать за распределением капель расплавляемого электродного металла в разделке шва. Если необходимо вести вертикальную сварку сверху вниз электрод ставится сначала в положение (рис. 5 г) а после образования капли опускается ниже в положение получается следующий кратер и капля металла удерживается возможно более короткой дугой от стекания вниз. Вертикальные швы легче сваривать электродом диаметром не более 4 мм на несколько пониженном токе (порядка 160 А). При этом получается не слишком большой объем жидкого металла в кратере шва.
При выполнении горизонтальных швов (рис. 6 а) для уменьшения стекания наплавленного металла делают скос кромок только у верхнего листа. Дугу возбуждают на нижней кромке (положение ) а затем переводят ее на кромку верхнего листа (положение ) поднимая вверх стекающую каплю металла. Схема движений конца электрода при сварке однослойного горизонтального шва показана на рис. 6 а справа. Можно также сваривать горизонтальные швы продольными валиками накладывая первый валик электродом диаметром 4 мм а последующие — электродом диаметром 5 мм.
Рисунок 5– Сварка вертикальных швов.
Рисунок 6 – Сварка однослойных швов:
а)-горизонтальных;б)-потолочных.
Наиболее трудными для сварки являются потолочные швы. Они выполняются самой короткой дугой. Для облегчения сварки в потолочном положении толстые покрытия делают несколько более тугоплавкими чем металл электрода. Расплавляясь медленнее электродного металла покрытие образует на его конце чехольчик сдерживающий капли расплавленного металла (рис.6 б). При этом конец электрода то удаляют то приближают к ванне. При удалении электрода дуга гаснет и капли металла шва затвердевают. При потолочной сварке так же как и при вертикальной или горизонтальной выбирают электрод меньшего диаметра а ток уменьшают на 10—15% по сравнению со сваркой металла такой же толщины в нижнем положении. Для сварки в любом пространственном положении из толстопокрытых электродов пригодны например электроды с покрытием ОММ-5 МЭЗ-04 ЦМ-7; УОНИ-13и др.
2 Электроды для дуговой сварки
Наплавленный металл должен удовлетворять различным требованиям зависящим от условий эксплуатации данной сварной конструкции. Обычно от наплавленного металла требуется в первую очередь механическая прочность вязкость плотность. Кроме того наплавленный металл должен быть устойчив против старения и усталости т. е. он не должен становиться хрупким с течением времени и после длительной работы под нагрузками как постоянными так и переменными; он не должен быть хладноломким при обыкновенных температурах. Для некоторых конструкций требуется наплавленный металл обладающий жаропрочностью и жаростойкостью. Наконец для ряда конструкций требуется наплавленный металл повышенной твердости износоустойчивости стойкости против коррозии и т. Д [3].
Все эти свойства зависят главным образом от правильного выбора металла электродного стержня и состава электродного покрытия. Кроме того необходимо соблюдение установленных для данного случая режимов сварки и последующей обработки сварного соединения. В настоящей главе рассмотрены свойства электродов и их покрытий. Особенности режимов сварки различных сталей и типы применяемых при этом электродов освещаются в соответствующих главах посвященных технологии сварки различных металлов.
В зависимости от способа дуговой сварки применяются электроды различных типов: стальные вольфрамовые чугунные из цветных металлов и сплавов угольные и графитизированные. Схема классификации электродов для дуговой сварки дана на рис. 6. Широкое применение имеют стальные электроды поскольку сталь в наибольших масштабах используется как материал для изготовления сварных конструкций. В настоящей главе будут рассмотрены в основном электроды для сварки стали.
Электродная проволока.
Из электродной проволоки изготовляются стержни плавящихся электродов с покрытием. Однако в таких процессах как сварка под флюсом и сварка в среде защитных газов электродная проволока используется в качестве плавящегося электрода без специальных покрытий.
Рисунок 7– Схема классификации электродов для дуговой сварки.
Согласно ГОСТ 2246—60 стальная проволока для электродов выпускается диаметром 03; 05; 08; 1; 12; 16; 2; 25; 30; 4; 5; 6; 8; 10 и 12 мм. Наиболее распространена проволока диаметром от 3 до 6 мм. Проволока поставляется в мотках (бухтах) из которых после правки могут нарезаться стержни требуемой длины.
ГОСТ 2246—60 предусматривает 56 марок стали для проволоки различных по химическому составу. Все марки стали для проволок по химическому составу можно разделить на три основные группы:
а) углеродистые содержащие до 012% углерода и предназначенные для сварки мало- и среднеуглеродистых а также некоторых низколегированных сталей; к ним относятся пять марок: Св-08 Св-08А Св-08ГА Св-ЮГА Св-10Г2;
б) легированные марганцем кремнием хромом никелем молибденом титаном и применяемые для сварки низколегированных сталей соответствующих марок; к ним относятся проволоки марок: Св-08ГС Св-08Г2С Св-12ГС и др. всего 23 марки;
в) высоколегированные для сварки специальных сталей и для наплавки — это проволоки марок Св-06Х14 Св-10X13 Св-02Х19Н9 и др. всего 27 марок.
Составы проволок некоторых марок (ГОСТ 2246—60) приведены в табл 5.
Таблица 5– Химический состав сварочной проволоки некоторых марок по ГОСТ 2246-60.
Проволока легированная марганцем имеет в обозначении марки букву Г кремнием—С молибденом—М хромом — X никелем — Н ниобием — Б ванадием — Ф вольфрамом — В титаном — Т. Буква А в марке означает что проволока изготовлена из стали с пониженным содержанием примесей и в первую очередь серы и фосфора. Цифры перед буквенным обозначением марки — 02 08; 10; 15; 12 — указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифра после букв X Г Н Б и др. указывает среднее содержание в проволоке хрома марганца никеля ниобия и т. д. в процентах. Например проволока Св-02Х19Н9 содержит: углерода не более 004% хрома 18—20% и никеля 8—10%. Отсутствие цифр после буквенных обозначений какого-либо элемента означает что данного элемента содержится в проволоке меньше 1% (в среднем).
В табл. 5 и 6 приведены типы электродов по ГОСТ 9467—60 для дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей.
К типу Э34 относятся электроды с меловым покрытием и покрытием А-1. К типу Э42 — с покрытиями МЭЗ-04 ОММ-5 ЦМ-7 ЦМ-7С и др.; к типу Э42А — с покрытием УОНИ-1345; к типу Э50А — с покрытием УОНИ-1355 и др.
Для сварки малоуглеродистых сталей наиболее широко применяются электроды с толстыми покрытиями ОММ-5 ЦМ-7 ЦМ-7С и МЭЗ-04 относящимися к группе кислых покрытий. Составы шихты для этих покрытий (в% по весу) следующие:
Таблица 6– Электроды для дуговой сварки теплоустойчивой стали по ГОСТ 9467-60.
К группе электродных покрытий основного типа относятся широко распространенные покрытия УОНИ-13 состоящие из соединений кальция плавикового шпата и ферросплавов.
Покрытия УОНИ-13 применяются нескольких марок: УОНИ-1345 УОНИ-1355 УОНИ-1365 УОНИ-1385 УОНИ-13нж. Цифра в знаменателе указывает предел прочности наплавленного металла в кгсмм2 обеспечиваемый электродом с данной маркой покрытия. Составы покрытий УОНИ-13 следующие (в % по весу):
Основной частью покрытия УОНИ-13 является углекислый кальций (СаС03) вводимый в виде мрамора. При нагревании и плавлении СаС03 разлагается на окись кальция СаО дающую основную массу шлака и углекислый газ СО 2 образующий защитную газовую оболочку вокруг расплавляемого электродного металла.
За последние годы разработано много новых видов покрытий для электродов в том числе для сварки сталей с особыми свойствами. Из новых покрытий следует упомянуть покрытие ВСР-50 основного типа аналогичное УОНИ-13 но содержащее двуокись титана в виде рутила. Состав этого покрытия следующий: 5% гранита 22% двуокиси титана (рутила) 33% мрамора или мела 25% плавикового шпата 6% ферромарганца 8% ферросилиция 45%-но-го 1% ферротитана 15% жидкого стекла. Отношение веса покрытия к весу стержня 33—42 коэффициент наплавки 95 га ■ час.
3 Контроль сварных швов
Контроль необходим для определения качества швов и предупреждения брака. При сварке осуществляются три основных вида контроля:
Предварительный контроль для предупреждения брака. Этот вид контроля заключается в проверке марки и состава основного металла качества электродной и присадочной проволоки флюсов кислорода карбида ацетилена. При предварительном контроле проверяют качество заготовки и сборки деталей под сварку правильность сборочных приспособлений состояние и работу контрольно-измерительных приборов инструментов квалификацию сварщиков. Предварительный контроль имеет важное значение как средство своевременного предупреждения брака и осуществляется в случае необходимости с помощью заводской лаборатории.
Контроль в процессе сварки состоит в систематической проверке исправности используемой сварочной аппаратуры и приспособлений. Кроме того производится проверка правильности принятого режима сварки и соблюдения сварщиком установленной технологии процесса; контроль осуществляется мастером или контролером ОТК-
Контроль готового узла детали или изделия выполняется контролерами ОТК или мастером. Этот вид контроля включает наружный осмотр и обмер швов испытание на плотность (для швов сосудов) механические испытания сварных образцов просвечивание швов если таковое предусмотрено техническими условиями на сварку. Наиболее сложные операции данного вида контроля выполняются с привлечением заводской лаборатории.
Проектирование единого технологического процесса ремонта секции балочной стрелы башенного крана КБ-401П
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 верхней секции стрелы принимаем следующий:
5 Моечная (очистка секцию от грязи и старой смазки).
0 Дефектовочная (дефектовать секцию).
5 Сварочная (срезать дефектную втулку)
0 Слесарно-механическая (разделать дефектный шов).
5 Сверлильная (засверлить концы трещины)
0Слесарно-механическая (удалить дефектный пояс разделать стыки).
5 Сварочная (заварить дефектный шов и приварить накладку на вмятину).
0 Сварочная (приварить новый пояс)
5 Сварочная (приварить новую втулку)
0Слесарно-механическая (зачистить сварные швы).
5 Контрольная (контролировать восстановленные поверхности).
0 Малярная (окрасить секцию).
Технологический маршрут восстановления с указание оборудования и режимов представлен в приложении А курсовой работы.
Расчет технологических режимов и норм времени
В данном пункте производим подбор параметров сварки и нормирование данного процесса.
Сварочный ток выбираем в зависимости от диаметра электрода. Он в свою очередь выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла. Диаметр электрода равен 4мм. Ток равен
Напряжение сварки равно .
Скорость сварки равно
Расход электродов при сварке.
Расход электродов и проволоки. При дуговой сварке весовая потребность в электродах определяется по общему весу наплавленного металла шва к которому прибавляется 20—30% для электродов с тонким покрытием и 40—60% для электродов с толстым покрытием. Количество потребных электродов в штуках подсчиты-вается делением общего веса электродов на вес одного электрода с учетом веса покрытия.
Для упрощения подсчета количества наплавленного металла швов выполненных в стык можно пользоваться следующей формулой
где - коэффициент на угар ;
- толщина свариваемого металла мм
Норма времени включает ряд элементов: tо – основное время; tв – вспомогательное время; tорм – время обслуживания рабочего места; tп – время перерыва на отдых; Tп-з – подготовительно-заключительное время.
Основное время – время в течение которого происходит изменение размеров формы и свойств обрабатываемых поверхностей детали.
Вспомогательное время включает две составляющие: время на установку и снятие детали и время связанное с переходом.
Время обслуживания рабочего места и время перерыва на отдых принимается в процентах от оперативного времени которое равно сумме основного и вспомогательного времени.
Подготовительно-заключительное время даётся на парию и не зависит от величины этой партии.
Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:
- скорость сварки сммин ;
- коэффициент учитывающий время обслуживания рабочего места отдых и личные надобности рабочего;
- вспомогательное время на установку закрепление и снятие детали мин ;
- время на очистку и контроль погонного метра наплавленного валика минм ;
- подготовительно-заключительное время на ознакомление с работой наладку оборудования и сдачу наплавленных деталей и оснастки.
Тогда норма штучно-калькуляционного времени будет равно:
Конструкторская разработка
Целью конструкторской разработки является разработка приспособления для установки и приварки накладки на вмятине.
Использование различных приспособлений для установки закрепления элементов свариваемой конструкции или изделия при их сборке прихватке и сварке значительно уменьшает трудоемкость сборочно-сварочных работ повышает точность сборки и качество сварки снижает деформации и коробления при сварке сокращает длительность производственного цикла и снижает себестоимость изделия. Поэтому при современном уровне организации сварочных работ использование приспособлений является обязательным. Сборка и сварка без приспособлений допускается только в отдельных случаях когда это диктуется необходимостью и местными условиями (ограниченными сроками работ простотой формы конструкции и др.) [4].
Приспособления бывают сборочные и сборочно-сварочные. В приспособлениях первой группы производится только сборка изделий а в приспособлениях второй группы —сборка и сварка. Чаще применяются сборочно-сварочные приспособления так как они не требуют снятия изделия после сборки. Какие приспособления являются наиболее целесообразными в том или ином случае—следует определять с учетом типа сварной конструкции и организации производственного процесса.
При сборке и сварке в качестве приспособлений используют прихватки стяжки плиты распорки. Находят широкое применение и более сложные приспособления — кондукторы поворотные столы (манипуляторы) кантователи роликовые стенды и др. Более сложные приспособления выгодны при массовом и крупносерийном производстве однотипных сварных изделий. Приспособления для сборки и сварки можно разбить на следующие типы.
Опорные. К ним относятся плиты стеллажи сборочно-сварочные стенды. Плиты для сборки выполняются из чугуна литыми с пазами для закладки головок болтов закрепляющих изделия. Кроме того они имеют дополнительные отверстия для установки различных упоров.
Постоянные сварочно-сборочные стенды изготовляют из двутавровых балок швеллеров или рельсов с продольными пазами для крепящих болтов. Изготовление чугунных плит обходится дороже но они имеют то преимущество что к их поверхности не привариваются капли металла.
Для сборки решетчатых конструкций применяют стеллажи располагаемые на козлах или столбах вдоль которых сверху укладывают балки или рельсы.
На рис. 8 а показан стеллаж для сборки и сварки решетчатых стропильных ферм из угловой стали а также различные стяжные и упорные приспособления для закрепления элементов фермы на стеллаже.
При сварке стыковых швов плоских листов из стали применяются также магнитные стенды. Магнитные стенды не препятствуют перемещению листов в результате усадки металла под действием внутренних напряжений но предупреждают их коробление в процессе сварки в плоскости перпендикулярной плоскости шва.
Рисунок 8 - Приспособления для сборки и сварки решетчатых стропильных ферм: а —стеллажи; б— приспособление для установки; вг— приспособления для закрепления элементов фермы на стеллаже
Упорные и зажимные. В качестве упоров используют фиксаторы из отрезков уголков шпильки и др. (рис.8 б и г). Зажимные болты изготовляют с квадратной или прямоугольной головкой вставляемой в пазы стеллажа. Для стягивания листов и деталей применяются струбцины и скобы различных размеров и конструкций (рис. 8 в).
Широко используются быстродействующие пневматические зажимные устройства приводимые в действие сжатым воздухом давлением 4—5 атм подача которого в зажимное устройство и выпуск из него производится поворотом распределительного крана.
Стяжки и распоры. Эти приспособления применяют для стягивания листов между собой или распора их изнутри например при сварке цилиндрических обечаек.
Простейшим видом стяжек являются два уголка временно прихватываемые к поверхности листов и стягиваемые с помощью болта с гайкой. После прихватки уголки срубают а место их приварки зачищают. Распорные приспособления состоят из двух или нескольких болтов ввертываемых в общую стяжку или кольцо; вращая болты распирают обечайку изнутри. Обычно этими приспособлениями пользуются при сварке поперечных швов обечаек (рис. 9).
При монтаже и сварке резервуаров для стягивания и выравнивания кромок листов используют сборочно-клиновые приспособления устройство и применение которых показано на рис. 10 а.
Для повышения точности сборки и сварки продольных швов резервуаров применяют струбцины со стяжными винтами изображенные на рис. 10 б.
Рисунок 9 – Стяжные и распорные приспособления.
Рисунок 10- Сборочные приспособления:
а — сборочно-клиновое б — струбцина со стяжными винтами 1 — регулировочный винт 2 — стягиваемые листы 3 — нажимные винты 4 — зажимы 5 — стяжной винт 6— шариковая гайка 7— коленчатая планка.
Для установки и приварки накладки на вмятине применяем спроектированное стяжное приспособление. Исходными данными являются диаметр трубы нижнего пояса 100мм с толщиной стенки 10 мм и толщина привариваемой накладки 6мм.
Приспособление рис. 11 состоит из двух одинаковых прижимов 1 соединенных между собой зажимными соединениями 2.
Рисунок 11 – Приспособление
Список использованных источников
ТКП 45-1.03-103-2009 (002250) Краны грузоподъемные. Капитальный полнокомплектный и капитально-восстановительный ремонты. Правила выполнения.
Алексеев Е.К. Мельник В.И. Сварочное дело. Госстройиздат 1959г.
Болотин Х.Л. Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд.5-е переработанное и дополненное.М. «Машиностроение» 1973 344с.

титульник.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра “Строительные и дорожные машины”
по дисциплине «Технология производства и ремонта машин»
На тему: «Разработать технологический процесс восстановления секции стрелы башенного крана КБМ-401П
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Исполнитель: студент
Руководитель: Гарост М.М.

ОК №045 - Сварка.doc

Код наименование операции
Обозначение документации
Код наименование оборудования
Наименование детали сборочной единицы или материала
Пl I U Vсв S ЧП dэ hэ lэ
Сварочный трансформатор ТСК-500 струбцины приспособление щетка металлическая
электроды Э60 ГОСТ 9467-75
Установить накладки в приспособление и закрепить.
Приварить накладку и заварить шов выдерживая размеры
Контролировать сварные швы
Щетка металлическая напильник 2820-0018 ГОСТ 1465-80 штангельциркуль ШЦ-1-125-01 ГОСТ 166-89.
0А 60В 1.25сммин 10 мм 4 мм
ОПЕРАЦИОННАЯ КАРТА НАПЛАВКИ
“Строительные и дорожные машины”
Приварить накладку и заварить шов выдерживая размеры.

Техпроцесс.doc

ГОСТ 3.1105-84 форма 2
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Руководитель М.М. Гарост
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯВЕРХНЕЙ СЕКЦИИ СТРЕЛЫ
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 «Вектор» щетка металлическая перчатки штангельциркуль ШЦ -1-125-01 ГОСТ 166-89.
Газовая аппаратура резак ацетиленовый Р1 «ДОНМЕТ» 142 А
РМ020 Слесарно- механическая
Угловая шлифовальная машина Makita 9565 CV круг шлифовальный 250-25-5 очки защитные наушники перчатки щетка металлическая.
РМ025 Слесарно- механическая
Наименование детали сборочной единицы или материала
РМ 030 Слесарно- механическая
Угловая шлифовальная машина Makita 9565 CV круг отрезной 250-25-2 очки защитные наушники перчатки щетка металлическая
РМ 035 Слесарно- механическая
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 центр неподвижный центр вращающийся
Сварочный трансформатор ТСК-500 струбцины приспособление щетка металлическая
РМ 060 Слесарно- механическая
Угловая шлифовальная машина Makita 9565 CV круг шлифовальный 250-25-5 очки защитные наушники перчатки щетка металлическая
.Компрессор КМ-500 краскопульт 005мм щетка металлическая.

Лист №1-Ремонтный чертеж.cdw

повторяемости дефекта
Трещину разделать и заварить
Установить накладку и
Срезать дефектный пояс и
Срезать дефектную втулку и
Секция стрелы бракуется при устаностном разрушении основного металла и при короблении
в направлении оси секции стрелы более 50 мм на 1000мм.
Технологический процесс восстановления: срезать шов(Деф. 1); засверлить (Деф.1); срезать дефектные
); приварить накладку (Деф.2) и заварить (Деф.1); приварить новые детали (Деф.3
*Размеры для справок.
Покрытие с учетом таблицы окраски: грунтовка Крэс-3
эмаль Крэс-5 ГОСТ 25129-82 желтая в два слоя.
Остальные ТТ по ТКП 45-1.03-103-2009
Схема базирования секции при ремонте:
Технологическое кольцо

Лист№2-Маршрутный процесс восстановления.cdw

от грязи и старой краски
- выявление дефектов
- разделать дефектный шов
выдерживая размеры 1 и 2
Углошлифовальная машина
- удалить дефектный
- приварить накладку
на вмятину и заварить
Трансформатор сварочный
приспособление стяжное
-установить кольцо и приварить
выдерживая размер 1
- зачистить сварные швы
- контролировать восста-
новленные поверхности
- окрасить секцию соглас-
кран консольный Q=1.0т
ШЦ-1-125-01ГОСТ 166-89
-приварить новую втулку
Слесарно-механическая:
генциркуль ШЦ-1-150-0
Маршрутный технологический
процесс восстановления секции
Наименование операции
Основное оборудование
Линия реза дефектного пояса
шаблон сварщика СТБ 1133-98
винторезный 16К20Ф3

Спецификация. приспособление.cdw