Разработка технологического процесса сборки-сварки кронштейна вагона-хоппера

Вагон с стропами.cdw

02 Пластина боковая.cdw

диплом.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А.»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
наименование темы выпускной квалификационной работы
фамилия имя отчество
должность ученая степень уч. звание подпись датаИнициалы Фамилия
полное наименование кафедры
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А.»
на выпускную квалификационную работу
фамилия имя отчество
Цель целевая технология (установка) и исходные данные
Цель: повышение производительности технологических процессов сборки-сварки и качества сварных соединений изделия «Кронштейн вагона-хоппера путем замены ручной дуговой сварки покрытыми электродами на механизированную сварку плавящимся электродом в среде защитных газов.
Целевая технология: технологические процессы сварки должны быть реализованы посредством механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитных газов.
Исходные данные: техническое описание «Кронштейн вагона-хоппера» сборочный чертеж «Кронштейн вагона хоппера»
перечень чертежей подлежащих разработке
Чертеж «Вагон-хоппера»
Сборочный чертеж «Кронштейн вагона-хоппера»
Плакат «Технологический процесс»
Чертеж оснастки сборки-сварки изделия «Кронштейн-вагона хоппера»
Чертеж «Спецификация»
Плакат «Планировка сборочно-сварочного участка изделия «Кронштейн вагона-хоппера»
Чертежи деталировки изделия «Кронштейн вагона-хоппера»
Содержание расчетно-пояснительной записки
12. Проектирование сборочно – сварочного участка
(перечень вопросов подлежащих разработке)
Основная рекомендуемая литература
). ГОСТ 30243.3-99. Вагоны-хопперы крытые колеи 1520 мм для сыпучих грузов. Общие технические условия.введения 2002-01-01.
) Мухин В. Ф. Современные технологические процессы и оборудование для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов: учебное пособие В. Ф. Мухин Е. Н. Еремин. — Омск: Омский государственный технический университет 2014. — 140 c.
) Овчинников В. В. Источники питания для сварки: учебник В. В. Овчинников. — Москва Вологда: Инфра-Инженерия 2020. — 244 c.
) Орлов А. С. Разработка технологии сборки и сварки элемента металлической конструкции: учебно-методическое пособие А. С. Орлов А. С. Померанцев. — Воронеж: Воронежский государственный архитектурно-строительный университет ЭБС АСВ 2015. — 52 c.
) Маслов А. Р. Проектирование технологической оснастки: учебное пособие А. Р. Маслов. — Москва: Ай Пи Ар Медиа 2021. — 164 c.
) ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. – Введен 2015-07-01 – М.: Изд-во стандартов – 29 с.
Сорокин В.Г. Стали и сплавы. Марочник: учеб. пособие В.Г. Сорокин - М.: Интермет Инжиниринг 2003. - 608 с.
должность ученая степень уч. званиеподпись датаИнициалы Фамилия
подпись дата Инициалы Фамилия
разделы темы их содержание
Отметка о выполнении
Технологический раздел
Конструкторский раздел
Экономический раздел
Безопасность жизнедеятельности и охрана труда при технологических процессах
Список использованных источников
подпись дата инициалы фамилия
Работа содержит 106 стр. 14 рис. 21 таблиц список использованных источников из 50 наименований и приложения.
Ключевые слова: КРОНШТЕЙН ВАГОНА-ХОППЕРА СТАЛЬ СВАРКА СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ.
Объектом работы являются технологический процесс сборки-сварки кронштейна вагона-хоппера.
В процессе работы выбирается способ сварки рассчитываются режимы сварки подбирается сварочное оборудование сварочные материалы для полуавтоматической сварки в среде защитных газов плавящимся электродом. Разработано универсальное сборочно-сварочное приспособление для сварки кронштейна вагона-хоппера. Разработан технологический процесс сборки-сварки кронштейна вагона-хоппера а также планировка сборочно-сварочного цеха. Проведен экономический расчет применяемых сварочных технологий.
Объект данной выпускной квалификационной работы – кронштейн вагона-хоппера. Цель данной работы: повышение производительности технологического процесса сборки-сварки и качества сварных соединений кронштейна вагона-хоппера путём замены ручной дуговой сварки покрытыми электродами на механизированную сварку в среде защитных газов плавящимся электродом. Технологические процессы сборки-сварки кронштейна вагона-хоппера были реализованы при помощи разработанного приспособления. Проведен экономический расчет применяемых сварочных технологий а также были выявлены вредные факторы на производстве и методы их ликвидации.
The object of this final qualification work is the brackets of the hopper car. The purpose of this work: to increase the productivity of the assembly-welding process and the quality of the welded joints of the hopper car brackets by replacing manual arc welding with coated electrodes with mechanized welding in a protective gas environment with a melting electrode. The technological processes of assembly and welding of the hopper car brackets were implemented using the developed device. The economic calculation of the applied welding technologies was carried out as well as harmful factors in production and methods of their elimination were identified.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ12
1.Аналитический обзор13
3.Назначение и особенности конструкции крытых вагонов типа хоппер17
4.Описание и назначение сварной конструкции20
5.Обоснование выбора материала сварной конструкции22
6.Обоснование выбора способа сварки24
7.Расчет режимов сварки в среде защитных газов28
8.Обоснование выбора источника питания сварочной дуги45
9.Обоснование выбора сварочных материалов49
10.Технологический процесс изготовления кронштейна51
11.Контроль качества сварных соединений55
12.Проектирование сборочно-сварочного участка59
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ62
1.Сборочно-сварочная оснастка62
2.Расчет силы зажима сборочно-сварочной оснастки63
3.Расчет нагрузки на конструкцию64
4.Расчет сварных соединений на прочность65
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ71
1.Расчет экономической эффективности технологических процессов сборки-сварки кронштейнов для вагона хоппер71
2.Расчет годового объема производства и экономического эффекта76
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ СВАРКИ КРОНШТЕЙНА ВАГОНА – ХОППЕР78
1.Основные опасные и вредные факторы при сборке и сварке кронштейнов78
2.Пожарная безопасность.79
3.Поражение электрическим током.81
4.Вредные излучения.82
5.Запыленность и загазованность рабочего места.83
6.Расчет освещения85
7.Расчёт заземления86
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ93
Эффективность функционирование и конкурентоспособность российских железных дорог в решающей мере зависит от безопасности движения подвижного состава скорости доставки грузов и уровня эксплуатационных расходов на тягу поездов. В современных условиях когда от подвижного состава требуется низкая начальная стоимость значительное повышение межремонтного пробега и высокая ремонтопригодность создание системы рессорного подвешивания обеспечивающей высокие динамические качества железнодорожного экипажа является главной проблемой для разработчиков транспортных железнодорожных средств. Разработка и принятие типажа грузовых вагонов - ответственный и важный этап в решении задач перспективного развития не только железнодорожного транспорта но и всего народного хозяйства. Программа обновления парка грузовых вагонов должна быть тесно связана с общими задачами железнодорожного транспорта. При рыночных отношениях повышается заинтересованность в увеличении объема перевозок высокое качество транспортного обслуживания становится условием экономического благополучия и нормального технического развития железных дорог. Разработке технических требований и конструкции каждого конкретного типа вагона нового поколения предшествует проведение технико-экономического обоснования в соответствии с действующей в МПС Росси методикой. Концепции проведения научно-технической политики в области создания грузовых вагонов нового поколения предполагает разработку на основе альтернативных подходов с проведением анализа различных вариантов решений т. е. создание конкурентной среды не только при производстве вагонов но и на стадии проектных и даже пред проектных работ. Применение в вагонах нового поколения более надежных узлов и деталей позволит прежде всего повысить безопасность движения а также полностью пересмотреть регламентные работы при техническом обслуживании и плановых ремонтах.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.Аналитический обзор
АКТУАЛЬНОСТЬ. Тема выпускной квалификационной работы связана с проблемой в системе рыночной экономики для организаций которая становится все более важной. Важным становится вопрос о том как принять оптимальное решение в экономических вопросах чтобы добиться процветания компании при этом повысить эффективность и улучшить качества производимых металлоизделий. Для анализа состояния организации необходимо применять показатели эффективности использования оборудования.
Одним из путей ее решения можно выделить разработку и внедрение технологических процессов и оборудования отвечающих современным требованиям которые будут наиболее экономичнее.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка технологического процесса сборки-сварки кронштейна вагона хоппера обоснование и выбор материала изделия сварочных материалов способа сварки оборудования выявление недостатков конструкции.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – процесс сборки-сварки кронштейна вагона хоппера.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – полуавтоматическая сварка в среде защитных газов
НАУЧНАЯ НОВИЗНА проведенного бакалаврского исследования:
Теоретически обоснована и подтверждена принципиальная возможность использования нового вида сварки.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
Прикладная значимость полученных результатов заключается в возможности использования результатов исследования для усовершенствования применения кронштейна вагона хоппера.
Подсчитан экономический годовой эффект для предприятия в сравнении базового (старого) и проектируемого (нового) видов сварки.
Для оценки технологичности и актуальности применения кронштейна вагона-хоппер выполняется литературно – патентный обзор.
Результаты поиска приведены в табл. 1.1. В ней указаны индексы МПК (Международная Патентная Классификация).
Объект поиска: кронштейн вагона-хоппера.
Цель поиска информации: выявление патентной и научно-технической информации позволяющей исследовать технический уровень и тенденции развития технологии сварки.
Вид исследований и вид поиска: патентные исследования тематический поиск.
Начало поиска: 08.04.2021г.
Предмет поиска: технологии сварки кронштейна вагона-хоппер из стали 09Г2С
Страна поиска: Россия.
Источники информации по которым будет проводиться поиск:
) наименование – описания патентов.
Ретроспективность: 15 лет.
Таблица 1.1 - Результаты поиска
Предмет поиска (объект исследования его составные части)
Страна выдачи Классификационный индекс МПК
Заявитель (патентообладатель) страна номер заявки дата публикации
Описание изобретения (полной модели образца)
Технология сварки стали 09Г2С
Эльпатроник АГ (CH) Россия. 9710672302. Приоритет 24.09.2005 – 12.05.2006г.
Способ сварки кронштейнов и устройство для его осуществления [1].
Электродуговая сварка с использованием защитных газов
Россия В23К9095 В23К912
Солодский Сергей Анатольевич Россия. Ильященко Дмитрий Павлович Россия. Брунова Надежда Алексеевна Россия. 201511021502. Приоритет 23.03.2015 – 20.09.2016г
Изобретение относится к механизированной сварке металлов плавящимся электродом в среде защитных газов а именно к способам получения качественных сварных соединений и сварки во всех пространственных положениях. Сварку осуществляют на переменном токе промышленной частоты с автоматизированной синхронизацией циклов импульсной подачи сварочной проволоки с циклами переменного тока промышленной частоты. Перенос электродного металла осуществляют в заданный момент за счет управления процессом сварки по каналам обратной связи. В результате получают качественное сварное соединение за счет высокой скорости и стабильности управляемого переноса электродного металла снижения тепловложения в свариваемое изделие за счет периодического нарастания и спада тока по синусоидальному закону со сменой полярности [2].
Продолжение таб. – 1.1
Способдуговойсваркиплавящимсяэлектродомугловых швов в средезащитныхгазов
Резкий Юрий Александрович
Тимофеев Владимир Никитович
Жоров Валентин Ефимович
Приоритет 05.11.1988 – 15.11.1991г
Изобретение относится к технологии автоматической электродуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов преимущественно для сварки угловых швов и может быть использовано в любой области машиностроения. Цель изобретения-повышение качества формирования корня шва при сварке на весу. Собирают угловое соединение на прихватках с разделкой кромок устанавливают отношение величины сварочного тока к скорости сварки в пределах 52-59 и осуществляют сварку углового соединения навесу. Способ позволяет устранить непровары и наплывы при формировании обратной стороны корневого шва [3].
ВАГОН-ХОППЕР ОТКРЫТЫЙ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ
Гамзалов Станислав Джахпарович
Воронович Виктор Петрович
Радзиховский Адольф Александрович
Харьковский Евгений Анатольевич
Фомин Андрей Иванович
Тимошина Лариса Адольфовна
Столбун Максим Леонидович
Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкции вагона-хоппера открытого для перевозки сыпучих грузов не требующих защиты от атмосферных осадков. Вагон-хоппер открытый для перевозки сыпучих грузов содержит ходовые части; кузов состоящий из торцевых стен с раскосами и боковых стен со стойками; рамы включающей в себя хребтовую балку боковые лобовые шкворневые и поперечные балки; бункеров с нижними разгрузочными люками и крышками механизмом открывания и закрывания крышек разгрузочных люков в состав которого входит силовой привод система рычагов тяг и валов; автоматический и стояночный тормоз кронштейны. В конструкции вагона применены стандартные гнутые из тонколистового металла и горячекатаные профили для обшивки и элементов жесткости. Оригинальные конструкторские решения примененные в кузове раме и бункерах позволили существенно снизить трудоемкость их изготовления и при плановых ремонтах. Применение в конструкции вагона стандартных гнутых и горячекатаных профилей позволяет повысить технологичность изготовления и упростить конструкцию вагона [4].
Продолжение табл. – 1.1
Особенности технологии сварки стали 09Г2С
Все большее применение среди сварочных конструкций находит конструкционная легированная сталь 09Г2С. Благодаря своим уникальным свойствам она находит применение в условиях крайне низких температур при изготовлении сложных конструкций для нефтехимической строительной судостроительной и многих других отраслей. Основной особенностью стали 09Г2С является наличие свойства качественной свариваемости [5].
Способ автоматической иполуавтоматическойсварки
Открытое акционерное общество криогенного машиностроения (ОАО «Криогенмаш») Россия
Киселев Глеб Сергеевич
Астахин Владимир Иванович
Лихман Валерий Всеволодович
Грачев Юрий Васильевич
Изобретение относится ксваркеи может быть использовановразличных отраслях народного хозяйствавкоторых применяетсяполуавтоматическаяи автоматическаясваркаплавящимся электродомвсредезащитныхгазов. Способ включает сборку деталей конструкции при помощи прихваток предварительный разогрев стыка деталей конструкции дугой независимого питания возбуждаемой между неплавящимся электродом и конструкцией и последующуюсварку. Предварительному разогреву подвергают начало будущего шва или концевой участок неоконченного шва по стыку деталей конструкции до образования сварочной ванны. По достижении требуемого прогрева переключают напряжение на плавящийся электрод и выполняютсварку. При появлениивзонесваркиприхватки напряжение вновь переключают на неплавящийся электрод для ее гарантированного переплавления. После переплавления прихваткисваркупродолжают плавящимся электродом. Предварительный разогрев исваркуосуществляютвсредезащитногогаза которые переплавляют неплавящимся электродом. Это позволит повысить плотность сварного швавначальный моментсварки а также получать швы с заданной геометрией [6].
Способпроизводствалистовогопроката
Открытое акционерное общество «Уральская Сталь» (ОАО "Уральская Сталь") Россия
Бабанаков Владимир Васильевич
Якушев Евгений Валерьевич
Зырянов Владислав Викторович
Востриков Виталий Георгиевич
Пемов Игорь Феликсови
Морозов Юрий Дмитриевич
03.2010 -27.11.2011 г.
Изобретение относится к области черной металлургии в частности кпроизводствунового высокоэффективного вида металлопродукции - толстолистовомупрокатуиз низколегированной стали для мостостроения. Для обеспечения высокого качествапрокатаспособвключает выплавку стали легирование внепечную обработку разливку стали аустенитизацию предварительную и окончательную деформации и охлаждениелистовогопрокатадо температуры окружающей среды при этом получают сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов мас.%: углерод 007-015 кремний 040-110 марганец 060-095 хром 030-060 никель 020-050 медь 020-060 ниобий 0030-0060 фосфор не более 0015 сера не более 0010 азот не более 0012 и железо - остальное при значении углеродного эквивалента Сэ не более 045% определяемого по формуле C3=[C]+[Mn]6+([Cr]+[Nb])5+([Ni]+[Cu])15 где С Mn Cr Nb Ni и Сu - массовые доли углерода марганца хрома ниобия никеля и меди при этом окончательную деформацию осуществляют при температуре 750-950°С. Сталь дополнительно содержит титан в количестве 0005-0035 мас.%. В зависимости от требований потребителялистовойпрокатможет подвергаться нормализации или закалке с форсированным отпуском [7].
Конструкция устройства для подачи проволокивсварочной машине и способ обеспечения движения сварочной проволоки
WO 01.12.2010 FI 20106267
Изобретение может быть использовано приполуавтоматическойсваркеэлектродной проволокойвсредезащитныхгазов. Втулочная система (2) установленавкорпусе (1) устройства (L) для подачи проволоки для вращения катушки (3). Механизм (4) подачи сварочной проволоки (10) предназначен для ее вытягивания с катушки (3) с обеспечением ее вращениявнаправлении разматывания и для подачивсварочную горелку (5). Втулочная система (2) содержит средство для сохранения энергии во время начала вытягивания сварочной проволоки (10) механизмом (4) ее подачи с катушки (3)внаправлении разматывания и с возможностью высвобождения сохраненной энергии при прекращении ее вытягивания с обеспечением поворота катушки (3)внаправлении наматывания которое является противоположным направлению разматывания. Изобретение обеспечивает управляемое начало и конец процессасваркипри постоянном натяжении проволоки между механизмом ее подачи и катушкой без образования провисания а также равномерный процесссварки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы 2 ил [8].
Проанализировав найденную информацию и сравнив ее сделаем вывод применительно к технологии сварки аппаратов:
– совершенствуется состав сварочной проволоки в сторону повышения защиты металла при сварке придание ему требуемых механических свойств и химического состава что в свою очередь сказывается на качестве сварного соединения;
– совершенствуется процесс механизированной сварки в защитном газе в сторону осуществления контроля всего процесса возможность контроля величины капли электродного метала что делает сварку нечувствительной к изменению напряжения источника питания.
Современный технический уровень в области сварки аппаратов идет в сторону повышения уровня механизации и автоматизации сварочных процессов повышения производительности труда совершенствования оборудования и сварочных материалов делая процесс сварки менее ресурсозатратным и более качественным.
3.Назначение и особенности конструкции крытых вагонов типа хоппер
Хоппер – саморазгружающийся железнодорожный вагон бункерного типа. Предназначен для перевозок объемных сыпучих грузов: зерновых культур цемента угля сажи руды и др. Для автоматизации процесса разгрузки в нижней части вагона размещены люки через которые груз без труда выгружается под действием гравитационной силы. Хоппер-вагон эксплуатируется в основном в странах бывшего СНГ и Балтии где ширина колеи 1520 мм.
Хопперы разделяются на две ключевые группы – закрытые и открытые. Вагоны-хопперы закрытого типа используются для транспортировки грузов которым требуется защита от атмосферного влияния. Открытый хоппер-вагон применяется при перевозке грузов не нуждающихся в защите от окружающей среды. Также различают вагоны-хопперы по способу разгрузки: механизированное или ручное открывание люков выгрузка в сторону от железнодорожного пути или в междурельсовое пространство. Торцевые стенки хоппера выполняются с наклоном 41-600. Это позволяет выводить груз из бункеров самотеком при открывании разгрузочных люков [1].
Закрытые вагоны применяют для транспортировки сыпучих грузов: минеральных удобрений цемента сажи (технического углерода). В основном выгрузка осуществляется в междурельсовое пространство с ручным открыванием разгрузочных люков. Вагон-хоппер для зерна – 4-осная модель крытого вагона также используется для перевозок кукурузы и ячменя. В хоппере-цементовозе выгрузка осуществляется при помощи пневматических систем. Крытый вагон-хоппер для минеральных удобрений разгружается под действием сжатого воздуха в сторону от железнодорожного полотна [2].
Вагон состоит из следующих основных составных частей:(рис. 1.1)
Рис. 1.1 Вагон-хоппер модели 19-6869.
– кузов; 2 – тележка двуосная; 3 – тормоз автоматический; 4 – тормоз стояночный; 5 – поручни и ограждения; 6 – подножки; 7 – механизм разгрузки; 8 – механизм пломбировки штурвалов; 9 – механизм пломбировки загрузочных люков; 10 – переходная площадка; 11 – бункер; 12 – люк загрузочный с крышкой; 13 – трап; 14 – рама; 15 – крыша; 16 – кронштейн.
Вагон представляет собой цельнометаллический кузов установленный на две тележки двухосные которые являются ходовой частью вагона. Вагон оборудован автоматическим тормозом управляемым от локомотива и тормозом стояночным (ручным). Тормоз автоматический предназначен для создания искусственного сопротивления движению поезда с целью регулирования скорости или обеспечения его полной остановки. Стояночный тормоз предназначен для затормаживания вручную стоящих вагонов или одиночного вагона находящихся на путях в пунктах разгрузки и выгрузки в отстое и на уклонах. Для сцепления с локомотивом и другими вагонами вагон оборудован устройствами автосцепными. Устройство автосцепное предназначено для автоматического сцепления вагонов удержания их на определенном расстоянии друг от друга передачи и амортизации продольных усилий действующих на вагоны во время движения в поезде или при выполнении маневровых работ. В соответствии с типовыми требованиями к железнодорожному подвижному составу вагон оборудован поручнями и ограждениями а также подножками составителя и переходной площадкой которые необходимы для безопасной работы составителей и обслуживающего персонала. Переходная площадка выполнена из уголкового профиля и зашита просечным листом. Для перемещения безрельсовым транспортом на вагоне предусмотрены кронштейны тяговые. Перед загрузкой вагон устанавливают на погрузочную площадку и затормаживают стояночным (ручным) тормозом или башмаками. Загрузка вагона производится самотеком через загрузочные люки расположенные на крыше которые обеспечивают возможность загрузки с использованием типовых стационарных погрузочных устройств. Уплотнительное устройство в горловине загрузочных люков обеспечивает надежное уплотнение в целях предотвращения попадания влаги внутрь вагона. Вагон оборудован устройством блокировочным обеспечивающим централизованное опломбирование закрытых загрузочных люков на переходной площадке при этом каждая крышка люка закрывается индивидуальными крюками. Конструкция вагона обеспечивает полную гравитационную разгрузку через разгрузочные люки бункеров в межрельсовое пространство. Вагон оборудован тремя ручными механизмами разгрузки обеспечивающими открывание и закрывание крышек разгрузочных люков. Механизм разгрузки оборудован устройством пломбировки штурвалов. Горловины бункеров имеют резиновые уплотнения обеспечивающие плотное прилегание к ним крышек и исключающие просыпание груза в процессе транспортировки. Вагон оборудован балкой для воздействия вибрационных установок. Тип конструкцию вибрационных устройств необходимо в обязательном порядке согласовать с заводом-изготовителем с целью недопущения разрушения конструкции вагона при их использовании. Устройство блокировочное расположено на кузове со стороны переходной площадки и предназначено для блокировки и опломбирования загрузочных люков без подъема обслуживающего персонала на крышу вагона. После загрузки вагона и закрытия крышек загрузочных люков механизмом запирания производится блокировка и опломбирование загрузочных люков одной пломбой в специально отведенном месте на переходной площадке. Эксплуатация вагона включает следующие операции: погрузка; транспортирование вагона с грузом к месту разгрузки; выгрузка; транспортирование порожнего вагона [3].
4.Описание и назначение сварной конструкции
Одной из составных частей вагона-хоппера являются четыре кронштейна. Кронштейн состоит из 1 – основание 2 – пластина боковая 3 пластина наклонная 4 – ребро 5 – стенка 6 – ребро (рис.1.2).
Кронштейны служат для подъема вагона в порту по варианту вагон – судно. При подъеме вагона на кронштейны действует сила сжатия за счет строп которые крепятся за кронштейны.
Стропы заводят под вагон при этом стропы 4 должны находиться в ручье кронштейна 2 образованный двумя наклонными гранями 3.
Используя траверсную раму 5 произвести подъёмку вагона с помощью подведённых строп и перенести его над судном при этом стропы не должны касаться боковых стен (рис. 1.3).
Рис 1.3 Подъема вагона в порту по варианту вагон – судно.
– вагон без тележек; 2 – кронштейн; 3 – грани; 4 – стропы; 5 – траверсная рама.
По окончанию разгрузки установить вагон на тележки и соединить тормознаярычажнаяпередача вагона и тележек валиками с последующей их шплинтовкой [1].
5.Обоснование выбора материала сварной конструкции
Для изготовления кронштейна вагона используют сталь 09Г2С. В состав стали входит 009% углерода; марганца до 2 %; содержание кремния до 10 %.
Сталь 09Г2С твердость которой по Бринеллю - 450-490 МПа одна из самых востребованных в строительстве для возведения конструкций и сооружений. Но это не единственное преимущество стали. При удельном весе в 785 гсм3 после обработки и получения 2-фазной структуры сталь приобретает высокий уровень предела выносливости при одновременном увеличении (в 30-35 р.) циклов до структурного разрушения [4].
Сталь 09Г2С относится к низколегированным сталям общее количество легирующих добавок в которых не превышает 25% (в отличие от высоколегированных где этот показатель - свыше 10%) [5]. В таблице 1.2 представлен химический состав стали 09Г2С.
Таблица 1.2 Химический состав стали марки 09Г2С
Основное предназначение этой стали – использование ее для сварных конструкций. Сварка возможна как при подогреве до 100-120°С с последующей термической обработкой так и без подогрева и обработки. Хорошая свариваемость стали обеспечивается благодаря низкому (меньше 025%) содержанию углерода. Если углерода больше то в сварном шве могут образовываться микропоры при выгорании углерода и возникать закалочные структуры что ухудшает качество шва. Еще одно достоинство этой марки состоит в том что сталь 09Г2С не склонна к отпускной хрупкости то есть ее вязкость не снижается после процедуры отпуска. Она также устойчива к перегреву и образованию трещин. Для сварки 09Г2С ручной дуговой сварки можно применять любые электроды предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей [5].
Также для сварки из данной марки стали применяется механизированная сварка с плавящимся электродом в защитном газе. Плавящиеся электроды применяют в виде сварочной проволоки изготовленной по ГОСТ 2246 – 70 или из металла по химическому составу сходного со свариваемым металлом.
Наиболее часто используется для изготовления труб металлопроката и сварных металлоконструкций температурный диапазон использования которых от -70 до 4250С9 с допустимыми нагрузками на них [6].
6.Обоснование выбора способа сварки
Для получения хороших сварных соединений используются различные способы сварки стали марки 09Г2С: ручная дуговая сварка электрошлаковая сварка сварка в защитных газах и другие [7].
Сварка покрытыми электродами. При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами сварочная дуга горит с электрода на изделие оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода. Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов [8].
Достоинства способа:
–простота оборудования;
–возможность сварки во всех пространственных положениях;
–возможность сварки в труднодоступных местах;
–быстрый по времени переход от одного вида материала к другому;
–большая номенклатура свариваемых металлов.
–большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика;
–качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором;
–низкая производительность (пропорциональна сварочному току увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия);
–вредные и тяжёлые условия труда.
Рациональные области применения:
–сварка непротяжённых швов.
Технология сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей покрытыми электродами мало отличается от технологии сварки низкоуглеродистых сталей. Характер подготовки кромок режимы сварки порядок наложения швов практически одинаковы. Прихватки при сборке необходимо выполнять теми же электродами что и при сварке основного шва и накладывать только в местах где располагается шов. Низколегированные стали сваривают в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием типа Э42А и Э50А обеспечивающими более высокую стойкость против образования кристаллизационных трещин и повышенные пластические свойства по сравнению с электродами других типов. Для сварки сталей с пониженным содержанием углерода 09Г2 в ряде случаев используют электроды с рутиловым покрытием например АН0-1 (тип Э42Т). Наиболее широко применяют электроды УОНИ-1345 СМ-11 АНО-8 (тип Э42А) и УОНИ-1355 ДСК-50 АНО-7 (тип Э50А) обеспечивающие прочность и пластичность металла шва на уровне свойств основного металла. Высокая прочность металла шва при сварке электродами типа Э42А достигается за счет перехода легирующих элементов в шов из основного металла и повышенной скорости охлаждения шва. Для сварки кольцевых швов трубопроводов работающих при температурах до —70° С например из стали 10Г2 находят применение электроды ВСН-3 (тип Э50АФ) с фтористо-кальциевым покрытием [9].
Швы сваренные покрытыми электродами в ряде случаев имеют пониженную стойкость против коррозии в морской воде что значительно снижает эксплуатационные свойства сварных сосудов морских эстакад и других сооружений. Это обусловлено малым содержанием в поверхностных слоях металла шва легирующих элементов (хрома никеля меди) вследствие низкой доли участия основного металла в металле этих слоев. Для повышения коррозионной стойкости металл шва следует легировать хромом [10].
Электрошлаковая сварка. Наиболее применима электрошлаковая сварка при изготовлении крупногабаритных изделий из низколегированных сталей 09Г2С 16ГС 15ХСНД и 14Г2 толщиной 30—100 мм а в ряде случаев толщиной до 160 мм. Сварку ведут с применением флюса АН-8 проволоками Св-08ГС Св-10Г2 реже Св-12ГС. Металл шва выполненный проволоками Св-08А и Св-08ГА менее прочен чем основной металл. Применение усовершенствованных режимов позволяет часто отказаться от высокотемпературной термообработки (нормализации) сварных конструкций выполненных электрошлаковой сваркой. Принятый режим перемещения электрода способствует выравниванию глубины сварочной ванны по толщине металла. В связи с этим скорость подачи сварочной проволоки может быть значительно повышена без опасности образования в швах кристаллизационных трещин. В свою очередь увеличение подачи проволоки и следовательно скорости сварки уменьшает перегрев околошовной зоны. Свойства сварных соединений стали 16ГС выполненных проволокой Св-10Г2 под флюсом АН-8 на указанном режиме и после отпуска при температуре 650° С практически такие же как и при дуговой сварке металла равной толщины [11].
Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов. При сварке плавящимся электродом в защитном газе в зону дуги горящей между плавящимся электродом (сварочной проволокой) и изделием через сопло подаётся защитный газ защищающий металл сварочной ванны капли электродного металла и закристаллизовавшийся металл от воздействия активных газов атмосферы. Теплотой дуги расплавляются кромки свариваемого изделия и электродная (сварочная) проволока. Расплавленный металл сварочной ванны кристаллизуясь образует сварной шов [12].
При сварке в защитных газах плавящимся электродом в качестве электродного металла применяют сварочную проволоку близкую по химическому составу к основному металлу. Выбор защитного газа определяется его инертностью к свариваемому металлу либо активностью способствующей рафинации металла сварочной ванны. Для сварки сталей различных классов применяют углекислый газ но так как углекислый газ участвует в металлургических процессах способствуя угару легирующих компонентов и компонентов – раскислителей (кремния марганца) то сварочную проволоку следует выбрать с повышенным их содержанием. В ряде случаев целесообразно применять смесь инертных и активных газов чтобы повысить устойчивость дуги улучшить формирование шва воздействовать на его геометрические параметры уменьшить разбрызгивание [13].
Сварку в защитных газах плавящимся электродом ведут на постоянном токе обратной полярности т.к. на переменном токе из-за сильного охлаждения столба дуги защитным газом дуга может прерываться. Скорость подачи сварочной проволоки определяет силу сварочного тока.
–Повышенная производительность (по сравнению с дуговой сваркой покрытыми электродами);
–Отсутствуют потери на огарки устранены затраты времени на смену электродов;
–Надёжная защита зоны сварки;
–Минимальная чувствительность к образованию оксидов;
–Отсутствие шлаковой корки;
–Возможность сварки во всех пространственных положениях.
–Большие потери электродного металла на угар и разбрызгивание (на угар элементов 5-7% при разбрызгивании от 10 до 30%);
–Мощное излучение дуги;
–Ограничение по сварочному току;
–Сварка возможна только на постоянном токе.
–Сварка тонколистового металла и металла средних толщин (до 20мм);
–Возможность сварки сталей всех классов цветных металлов и сплавов разнородных металлов.
Это в основном полуавтоматическая сварка в углекислом газе. На практике применяют те же сварочные материалы что и для сварки низкоуглеродистой стали. Так стали 14ХГС 10ХСНД 09Г2С сваривают сварочной проволокой Св-08Г2С. При однослойной сварке и сварке не более чем в два-три слоя можно применять проволоку Св-12ГС. Полуавтоматическую сварку в углекислом газе выполняют также порошковыми проволоками ПП-АН4 и ПП-АН8. Проволоку ПП-АН8 можно использовать и при автоматической сварке. Швы сваренные проволокой ПП-АН8 например на стали 09Г2 равнопрочные основному металлу и имеют повышенные пластические характеристики. Для повышения коррозионной стойкости сварных соединений в морской воде применяют сварочную проволоку Св-08ХГ2С обеспечивающую дополнительное легирование металла шва хромом [14].
Исходя из этих преимуществ выбираем механизированный способ сварки - полуавтоматическая сварка в углекислом газе. Выбранный способ сварки и назначенные сварные материалы обеспечивают качественное и ресурсоемкое выполнение надежных сварных соединений для изготовления кронштейна.
7.Расчет режимов сварки в среде защитных газов
Расчет режима сварки для таврового сварного соединения №1 (рис 1.4).
Рис. 1.4 Соединение сварное тавровое
–основной металл – сталь 09Г2С по ГОСТ 19281-2014;
–толщина металла – S 1 =4 мм; S 2 = 2 мм.
–защитный газ – углекислый газ СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050-85;
–сварочная проволока – 08Г2С 16 по ГОСТ 2246-70;
–способ сварки – ручная дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов;
–тип соединения – тавровое;
–положение шва – нижнее;
–тип шва по количеству проходов – однопроходный односторонний;
–формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 14771-76 соединение Т3.
Глубина проплавления металла для односторонней сварки деталей толщиной определяется по следующей формуле:
Учитывая толщину свариваемого металла необходимо применять однопроходную сварку. При толщине металла и целесообразно производить сварку не более чем в 1 проход. В этом случае толщина сварного слоя шва будет равна:
Таким образом получаем глубину проплавления за один проход:
Определяем величину сварочного тока
по эмпирической формуле:
Для расчетов принимаем:
Определяем диаметр электрода по формуле:
где - величина сварочного тока А; ???? – плотность тока .
Допускаемая плотность тока при ручной дуговой сварке зависит от диаметра электрода и определяется по таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Допускаемые плотности тока при сварке в углекислом газе
Для электрода скорость сварки определяется по формуле:
Оптимальное напряжение дуги может быть определено по формуле:
Коэффициент формы провара в зависимости от основных параметров режима сварки может быть определен по формуле:
Значение коэффициента определяется по таблице 1.4 исходя из условий:
– род тока постоянный;
– полярность обратная.
Таблица 1.4 – Значение коэффициента
Плотность тока j A мм2
Величина коэффициента
больше или равна 120
Больше или равна 120
Исходя из того что равный 275 входит в диапазон значений 2 6 следовательно принимаем это значение.
Величина погонной энергии рассчитывается по формуле:
Где – эффективный КПД дуги для сварки в защитных газах равный 07 085;
Определим коэффициент наплавки металла по формуле:
где - коэффициент расплавления присадочной проволоки - процент потерь на угар и разбрызгивание. При сварке в СО2 примем 10 %.
Площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке определяется по формуле:
где k – катет сварного шва при соединении внахлест должен быть равен толщине металла но не должен превышать 4 мм.
Основное машинное время ????осн рассчитывается по формуле:
- площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (см2);
- плотность металла (для стали = 78 грсм3).
Вес наплавленного металла рассчитывается по формуле:
Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле:
Вылет электрода L рассчитывается по формуле:
Расход защитного газа CO2 по таблице 1.5: 15-16 лмин
Таблица 1.5 – Расход защитного газа
Расход защитного газа (лмин)
Полное время сварки (наплавки) T рассчитывается по формуле:
где– коэффициент использования сварочного поста ).
Расход электродной проволоки рассчитывается по формуле:
Расход электроэнергии А кВтч рассчитывается по формуле:
Таким образом в табл. 1.7 отражены все рассчитанные выше параметры режима сварки для сварного соединения Т3 приварка ребра S=4 мм к боковой пластине S=6 мм.
Таблица 1.6 Рассчитанные данные для режима сварки
Расчет режима сварки для стыкового сварного соединения №2 (рис. 1.5).
Рис. 1.5 Соединение сварное стыковое
–толщина металла – S =8 мм.
–сварочная проволока – 08Г2С 2 по ГОСТ 2246-70;
–тип соединения – стыковое;
–тип шва – стыковое;
–тип шва по количеству проходов – однопроходный двусторонний;
–формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 14771-76 соединение C2.
Учитывая толщину свариваемого металла необходимо применять однопроходную сварку. При толщине металла целесообразно производить сварку не более чем в 1 проход. В этом случае толщина сварного слоя шва будет равна:
по эмпирической формуле 1.18:
Допускаемая плотность тока при ручной дуговой сварке зависит от диаметра электрода и определяется по таблице 1.4.
Значение коэффициента определяется по таблице 1.5 исходя из условий:
Исходя из того что равный 25 входит в диапазон значений 2 6 следовательно принимаем это значение.
Расход защитного газа CO2 по таблице 6: 18-20 лмин.
Таким образом в табл. 1.7 отражены все рассчитанные выше параметры режима сварки для сварного соединения С2 приварка стенки к основанию S=8 мм.
Таблица 1.7 Рассчитанные данные для режима сварки
Расчет режима сварки для таврового сварного соединения №3 (рис. 1.6).
Рис. 1.6 Соединение сварное тавровое
–толщина металла – S 1 =6 мм; S 2 = 6 мм.
–формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 23518–79 соединение Т1.
Значение коэффициента определяется по таблице 5 исходя из условий:
Исходя из того что равный 35 входит в диапазон значений 2 6 следовательно принимаем это значение.
где - коэффициент расплавления присадочной проволоки - процент потерь на угар и разбрызгивание. При сварке в Ar примем 10 %.
Вес наплавленного металла рассчитывается по формуле 1.43:
Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле 1.44:
Вылет электрода L рассчитывается по формуле 1.45:
Расход защитного газа CO2 по таблице 6: 15-16 лмин
Полное время сварки (наплавки) T рассчитывается по формуле 1.46:
Расход электродной проволоки рассчитывается по формуле 1.47:
Расход электроэнергии А кВтч рассчитывается по формуле 1.48:
Таким образом в табл. 1.8 отражены все рассчитанные выше параметры режима сварки для сварного соединения Т1 наклонной пластины S=6 мм к боковой пластине S=6 мм.
Таблица 1.8 Рассчитанные данные для режима сварки
8.Обоснование выбора источника питания сварочной дуги
При изготовлении выбранного изделия потребуется следующее сварочное оборудование: источник питания.
Источники питания для дуговой сварки обеспечивают процесс сварки электрической энергией. В тоже время они оказывают существенное влияние на характер протекания процесса сварки (в первую очередь на качество и производительность) [15].
Выпрямитель. Выпрямительные сварочные установки собираются из полупроводниковых элементов – вентилей. Полупроводниковый вентиль обладает свойством проводить ток только в одном направлении (прямом). В прямом направлении электропроводность вентиля очень высока в обратном же направлении полупроводниковый вентиль почти не пропускает электрический ток так как его производимость крайне мала.
Сварочный выпрямитель состоит из двух основных узлов: трансформатора с соответствующим регулирующим устройством и блоком вентилей [16].
В сварочных выпрямителях используются преимущественно кремниевые и селеновые вентили причём кремниевые нашли применение главным образом для выпрямителей с падающими внешними характеристиками.
Устойчивость и стабильность процесса сварки оказывает непосредственное влияние на качество шва постоянство его ширины и глубины проплавления. Эффективность регулирования (настройки) параметров режима характеризует источник потому что его регулятором настраиваются обычно сила тока или напряжение дуги оказывающие влияние на производительность и качество сварки [17].
Для сварки кронштейна целесообразно использовать сварочный выпрямитель ВДУ-508 (Пионер-5000) с универсальными внешними характеристиками предназначен для полуавтоматической сварки плавящимся электродом углеродистых легированных и коррозионностойких сталей в среде защитных газов (MIGMAG); для сварки углеродистых легированных и коррозионностойких сталей на постоянном токе (MMA) металлическими электродами с покрытием; для сварки неплавящимся электродом на постоянном токе в среде аргона (TIG) всех металлов за исключением алюминия и его сплавов. (рис. 1.7)
Рис. 1.7 Разъём для подключения полуавтомата; 3 – Индикатор "Перегрев"; 4 – Индикатор сварочного тока; 5 – Индикатор сварочного напряжения; 6 – Потенциометр регулирования выходного напряжения (тока); 7 – Тумблер "Местное-дистанционное управление"; 8 – Блок кнопок сетевого выключателя с индикатором "Сеть"; 9 – Переключатель режимов работы "ММА MIG-МАG TIG"; 10 – Переключатель выбора ступеней индуктивности сварочной цепи; 11 – Силовой разъем "-"; 12 – Силовой разъем "+"; 13 – Устройство заземления; 14 – Съемная крышка отсека подключения сетевого кабеля; 15 – Устройство ввода сетевого кабеля; 16 – Автоматический выключатель "Сеть" (защитная крышка не показана); 17 – Предохранители; 18 – Разъем "~380В"; 19 – Разъем "~36В"; 20 – Скобы для подъема грузозахватным устройством.
Особенностью конструкции выпрямителей ПИОНЕР-5000 является применение нанокристаллического магнитопровода высокочастотного трансформатора. Материал представляет собой сплав «пермаллой» с измельчением кристаллической структуры до наноуровня. Использование такого высокочастотного трансформатора позволяет увеличить быстродействие источника особенно при сварке в защитных газах. Отличием ПИОНЕР-5000 является стабилизация сварочного процесса при колебаниях напряжения питающей сети ±10% или изменениях длины дуги. Выпрямители ПИОНЕР-5000 являются адаптивными т.е. саморегулирующимися в широком диапазоне режимных параметров. Таким образом снижаются требования к квалификации сварщиков работающих на инверторах этой серии.
Так как ПИОНЕР-5000 являются аппаратами резонансного типа то они не оказывают негативного влияния на питающую электрическую сеть по сравнению с традиционными инверторами. На инверторе имеется ручка регулировки индуктивности сварочной цепи которая предназначена для компенсации индуктивного сопротивления сварочного кабеля. Минимальное значение задаваемой индуктивности соответствует максимальной длине шлейфа и наоборот [12].
Схемотехнически аппарат построен на основе резонансного преобразования с коммутацией силовых ключей в бес токовый период. В этом заключается основное отличие от традиционных инверторных сварочных установок. Источник характерен тем что при коротком замыкании дугового промежутка или резком повышении тока происходит увеличение собственной резонансной частоты сварочного контура что ведет к ограничению тока короткого замыкания и уменьшению разбрызгивания. Высококонтрастный цифровой контрольно-измерительный прибор позволяет с высокой точностью контролировать параметры режима сварки даже в затемненных и сильно освещенных местах [18].
ПолуавтоматПДГ-421предназначен для полуавтоматической сварки на постоянном токе плавящейся электродной проволокой в среде защитных газов в комплекте с источниками для MIGMAG сварки (рис. 1.8).
Рис 1.8 Полуавтомат ПДГ – 421
ПДГ-421 имеет четырех роликовый подающий механизм. Полуавтомат обеспечивает стабильную подачи проволоки и качественную сварку на расстоянии до тридцати метров от сварочного источника при любом расположении сварочных кабелей. Основные технические характеристики полуавтомата показаны в таб. 1.9 [19].
Таблица 1.9 – Основные технические характеристики ПДГ-421:
Наименование параметра
Напряжение питающей сети В (f=50 гц)
Номинальный сварочный ток А
Количество роликов шт
Диаметр электродной проволоки мм
Скорость подачи электродной проволоки мч
Пределы регулирования времени предварительной продувки газа с (только в режиме “длинные швы”)
Пределы регулирования времени продувки газа после сварки (защита сварочной ванны) с (только в режиме “длинные швы”)
Пределы регулирования времени задержки отключения выпрямителя (вылет проволоки) с
Пределы регулирования времени нарастания скорости подачи электродной проволоки от минимального до установленного значения (мягкий старт) с
Мощность электродвигателя подающего механизма Вт
Тип разъема сварочной горелки
штырьевой или евроразъем
Вместимость сварочной кассеты кг
9.Обоснование выбора сварочных материалов
Сварочная электродная проволока. Прочный и ровный сварочный шов получается при использовании качественных расходных материалов максимально подходящих по химическому составу. Для проведения работ со сталями изготавливается по ГОСТ 2246-70 проволока стальная сварочная технические условия работы позволяют использовать ее наполуавтоматах выполняя сварку и наплавку [20].
По химическому составу стальная сварочная проволока классифицируется:
низкоуглеродистая сталь от Св-08 до Св-10ГА;
углеродистая типа Св-08ГС Св-10ХМФТ Св-10Х5М;
легированная – Св-08ГС Св-12ГС Св-08Г2С Св-10ГН
высоколегированная включая Св12ХНМФ Св-08Х19Н9Ф3С2.
Сортамент по диаметру от 03 мм до 12 мм. Отклонение от размеров химии и механических свойств регламентируются ГОСТом.
Для сварки конструкции из стали 09Г2С по химическому составу наиболее подходит проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70 [9] (таб. 1.10).
Таблица 1.10 – Сравнение химического состава стали и проволоки
Химическое содержание стали 09Г2С %
Химическое содержание проволоки Св-08Г2С %
Защитный газ. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны используют углекислый газ. Сварку в углекислом газе выполняют плавящимся электродом. На свойство металла шва влияет качество углекислого газа. При повышенном содержании азота и водорода а также влаги в газе в швах могут образовываться поры. При сварке в углекислом газе влияние ржавчины незначительно. Увеличение напряжения дуги повышая угар легирующих элементов ухудшает механические свойства шва. Сварка на повышенных токах приводит получению металлов швов с пониженными пластичностью и ударной вязкостью что объясняется повышенными скоростями охлаждения [21].
Двуокись углерода (диоксид углерода углекислый газ) высокого давления и низкотемпературную получают из отбросных газов производств аммиака спиртов а также на базе специального сжигания топлива и других производств. Двуокись углерода выпускается жидкая низкотемпературная жидкая высокого давления и газообразная. Двуокись углерода применяется для создания защитной среды при сварке металлов [22].
Газообразная двуокись углерода - газ без цвета и запаха при температуре 20 °С и давлении 1013 кПа (760 мм рт. ст.) плотность – 1839 кгм³. Жидкая двуокись углерода - бесцветная жидкость без запаха.
Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 гм³) двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека так как она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе что может вызвать явление кислородной. [23]
10.Технологический процесс изготовления кронштейна
Сварная конструкция «Кронштейн» является составной частью вагона. Кронштейн представляет собой сварную металлоконструкцию состоящую из основания боковых пластин наклонных пластин стенки ребер.
Для изготовления сварных конструкций кронштейнов применяется низколегированная сталь классов прочности не менее 295 марка стали 09Г2С по ГОСТ 19281 [24].
Сварочные материалы должны соответствовать требованиям установленным в нормативных документах на них.
Сплошная сварочная проволока применяемая для полуавтоматической сварки в среде защитных газов СО2 и прихватки должна соответствовать ГОСТ 2246-70 [25].
Для дуговой сварки в защитном газе применяют двуокись углерода.
Газы применяемые для полуавтоматической сварки в среде защитных газов должны соответствовать требованиям: углекислый газ - ГОСТ 8050-85 [26].
Свариваемые кромки деталей и прилегающие к ним поверхности с обеих сторон должны быть очищены не менее чем на 10 мм.
Сборку сварной конструкций следует проводить с помощью сборочно-сварочной оснастки:
- требуемое расположение деталей;
- свободный доступ к местам прихватки и сварки;
- удобство выполнения сварки;
- минимальные деформации после сварки.
Прихватки под сварку в среде защитных газов (смеси газов) выполняют сварочной проволокой по ГОСТ 2246-70.
Рекомендуемые размеры катета прихваток должны составлять 04 - 07 размера катета шва но не более 6 мм.
Рекомендуемая длина каждой прихватки должна быть в 4 - 5 раз больше толщины прихватываемого элемента но не более 100 мм.
Рекомендуемое расстояние между прихватками должно быть в 30 - 40 раз больше толщины прихватываемого элемента но не более 500 мм. Расстояние от крайних прихваток до края листа должно быть не более 200 мм. При применении в сварных конструкциях легированных коррозионно-стойких сталей устанавливают расстояние между прихватками в 15 - 2 раза меньше а длину прихваток - больше чем в соединениях низколегированных и углеродистых сталей [27].
Прихватки должны быть очищены от шлака и брызг.
Способ сварки и режимы сварки должны обеспечивать равноправность металла сварного шва с основным металлом.
Плавность перехода угловых и стыковых швов к основному металлу должна выполняться подбором режимов сварки и соответствующим расположением свариваемых деталей. Допускается плавный переход к основному металлу осуществлять обработкой шва механическим или аргонодуговым способом [28].
Контроль качества сварных конструкций должен осуществляться пооперационно в течение всего производственного цикла на всех этапах изготовления сварной конструкции вагона. Порядок контроля приводят в карте технологического процесса завода - изготовителя сварной конструкции [29].
В конструкции используются угловые сварные соединения с угловыми швами; стыковые и тавровые.
В состав изделия входят сварные конструкции:
В составе данного кронштейна лежат детали которые подготавливаются к сборке во время заготовительных операций
Заготовительные операции
Операция 005 Сборочно-подготовительная.
) Здесь мы укомплектовываем детали согласно спецификации.
Операция 010 Слесарная.
)Подготавливаем кромки под сварку.
Операция 015 Контроль.
) Визуальный контроль. Проверить качество обработки изделия.
Операция 020 Транспортирование.
) Переместить детали к сборочно-сварочному стенду.
После подготовки деталей осуществляется сборка-сварка сварной конструкции.
Операция 025 Сборка. На сборочном стенде:
) Установить основание и стенку на стенд;
Операция 030 сварка.
Совершить прихватку и сварить полуавтоматической сваркой лист (в углекислом газе) согласно чертежу.
Оборудование: Сварочным выпрямителем ВДУ-508(ПИОНЕР-500) Сварочный инверторTRITON MIG 300.
Операция 035 Слесарная.
)Зачистить швы и околошовную зону от шлака остатков проволоки и брызг расплавленного металла
)Наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу
Оборудование: Многоскоростная ручная машинка ГОСТ 16436-70.
Операция 040 Сборочная.
) Установить пластину боковую
) Прихватить и сварить полуавтоматической сваркой плавящимся электродом в углекислом газе пластину боковую согласно чертежу.
Оборудование: Сварочный выпрямитель ВДУ-508(ПИОНЕР-500) Сварочный инверторTRITON MIG 300.
Операция 050 Слесарная.
) Зачистить швы и околошовную зону от шлака остатков проволоки и брызг расплавленного металла
) Наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу
Операция 055 Сборочная.
Установить ребро на сборочно-сварочный стенд.
Операция 060 Сварка.
)Прихватить и сварить полуавтоматической сваркой плавящимся электродом в углекислом газе ребро согласно чертежу.
Операция 065 Слесарная.
Операция 070 Сборочная.
) Установить пластину наклонную на сборочно-сварочный стенд
Операция 075 Сварка.
) Прихватить и сварить полуавтоматической сваркой плавящимся электродом в углекислом газе пластину наклонную согласно чертежу. Оборудование: Сварочный выпрямитель ВДУ-508(ПИОНЕР-500) Сварочный инверторTRITON MIG 300.
Операция 080 Слесарная.
Операция 085 Контроль.
) Проверить качество сварки внешним осмотром
Оборудование: Универсальный шаблон сварщика 2 (УШС2).
Операция 090 Транспортирование.
) Транспортировать кронштейн на дальнейшую сборку.
11.Контроль качества сварных соединений
Контроль качества производится в соответствии с требованиями нормативного документа СП 53–101–98. Стальных конструкции [30]. Контроль качества производится двумя способами:
)Визуально измерительный контроль.
)Ультразвуковой контроль.
Визуально-измерительный контроль осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 17637-2014 Неразрушающий контроль [31]. Визуальный осмотр соединений выполненных сваркой плавлением. Контроль осуществляется в соответствии с РД 03-606-03. Настоящий стандарт не устанавливает объем визуального контроля. Это должно быть известно заранее например путем ссылки на стандарт продукта [32].
Персонал визуального контроля должен иметь доступ к необходимой документации. Визуальный контроль перед сваркой во время сварки и после сварки должен быть сделан пока все еще возможен удобный доступ для осмотра. Визуальный осмотр может также включать осмотр обработанной поверхности [33].
Ниже приводится перечень технических средств часто используемых при визуально-измерительном контроле сварных соединений:
–лупытакже и измерительные;
–линейки измерительныеметаллические;
–угольники поверочные90° лекальные;
–штангенциркули штангенрейсмусыи штангенглубиномеры;
–угломеры с нониусом;
–стенкомерыи толщиномеры индикаторные;
–нутромеры микрометрические и индикаторные;
–шаблоныв том числе специальные и универсальные (например типа УШС) радиусные резьбовые и др.;
–плоскопараллельные концевые меры длины с набором специальных принадлежностей;
–штриховые меры длины (стальные измерительные линейки рулетки).
Также допускается применение других средств визуального и измерительного контроля но при условии наличия соответствующих инструкций методик их применения. Могут также потребоваться следующие технические средства:
) устройство для измерения профиля с диаметром или шириной проволоки не более 1 мм каждый конец которой закруглен;
) материал для получения оттиска швов например пластичная в холодном состоянии пластмасса или глина;
) зеркала эндоскопы бороскопы инструменты волоконной оптики или телевизионные камеры для визуального контроля сварных швов ограниченной доступности;
) другие измерительные устройства например специально разработанные для сварных швов калибры средства измерения высотыглубины линейки и угломеры.
Также для более точной и легкой работы используются шаблоны для измерения размеров сварного шва.
После проведения визуально-измерительного контроля заполняется акт о проведении контроля со внесением всех находящихся в изделии дефектов и последующим выводом о пригодности или не пригодности полученного сварного соединения к эксплуатации.
Ультразвуковой контроль проводится по ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые [34].
Данный стандарт устанавливает методы ультразвукового контроля стыковых угловых нахлёстанных и тавровых соединений выполненных дуговой электрошлаковой газовой давлением газа электронно-лучевой лазерной и контактной сваркой или их комбинациями в сварных металлических изделиях и сплавов для выявления следующих несплошностей: трещин пор неметаллических и металлических включений. Необходимость и объем ультразвукового контроля виды и размеры выявленных разрывов (дефектов) устанавливаются в нормативной или конструкторской документации на продукцию [35].
Контроль таврового соединения должен проводится по схеме прозвучивания таврового сварного соединения прямым и однократно-отраженным лучами представленного на рис. 1.9.
Рис. 1.9 Схема прозвучивания таврового сварного соединения прямым и однократно-отраженным лучами
Контроль углового соединения проводится по схеме прозвучивания углового сварного соединения при двустороннем доступе совмещенными наклонными и прямым преобразователями преобразователями подповерхностных (головных) волн представленного на рис. 1.9.
Контроль стыкового соединения проводится по схеме прозвучивания стыкового сварного соединения в местах пересечений швов наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания представленного на рис. 1.10 [34].
Рисунок 1.10 - Схемы прозвучивания мест пересечений стыковых сварных соединений
Дефектоскопы применяемые для ультразвукового контроля сварных соединений должны обеспечивать усиление (затухание) регулировки амплитуды сигнала измерение отношения амплитуд сигнала во всем диапазоне регулировки усиления (затухания) измерение расстояния пройденного ультразвуковым импульсом в исследуемом объекте до отражающей поверхности и координат отражающей поверхности относительно точки пучка [36]. Преобразователи используемые с дефектоскопами для ультразвукового контроля сварных соединений должны обеспечивать:
- отклонение рабочей частоты УЗ колебаний излучаемых преобразователями от номинального значения - не более 20% (для частот не более 125 МГц) не более 10% (для частот свыше 125 МГц);
- отклонение угла ввода луча от номинального значения - не более ±2°;
- отклонение точки выхода луча от положения соответствующей метки на преобразователе - не более ±1 мм.
Размеры и форма преобразователя значения стрелы наклонного преобразователя и среднего пути УЗ в призме (протекторе) должны соответствовать требованиям технологической документации на контроль [34].
Результаты УЗК должны быть отражены в рабочей учетной и приемо-сдаточной документации перечень и формы которой принимаются в установленном порядке.
12.Проектирование сборочно-сварочного участка
Структура и компоновка сборочно-сварочного цеха в основном зависят от вида серийного производства сварных конструкций что в свою очередь определяется годовым объемом производства деталей. Разработанный участок представленный на рис. 1.11 предназначен для крупносерийного производства.
Рис. 1.11 Сборочно-сварочный участок. Условные обозначения: 1 – электрощит 2 – шкаф для газовых баллонов 3 – шкаф для инструментов 4 – сварочная кабинка 5 – сварочный стол 6 – стол для контроля качества 7 – шкаф для хранения сварочных материалов 8 – противопожарный стенд 9 – слесарный верстак 10 – сварочное оборудование
При проектировании сборочно-сварочного цеха в качестве основного показателя принимают его проектнуюпроизводственную мощность.
Цехи по производству сварных машиностроительных конструкций размещаются в непосредственной близости к механическим и сборочным цехам и в последовательности зависящей от потока деталей.
Склад металла размещается в непосредственной близости от цеха с целью уменьшения пробега металла со склада в цех так как цехи металлических конструкций на заводах являются основными потребителями прокатного металла.
Перемещение заготовок по территории участка производится при помощи тележек [37].
Для предотвращения опасности возникновения пожара участок оборудован огнетушителями а также противопожарным стендом с песком. Пожарная безопасность предусмотрена согласно СниП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» [38].
Имеются места подвода воды и сжатого воздуха. Шкафы для хранения инструментов сварочных материалов и оборудования.
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1. Сборочно-сварочная оснастка
В процессе сварки сложных конструкций важно чтобы были скреплены края или поверхности собранных элементов с окончательным сварным соединением.
Сборочно-сварочная оснастка используется для обеспечения условий качественного выполнения сварных соединений и изготовления конструкций с заданными техническими параметрами взаимозаменяемостью упрощение технологии сборки и сварки снижение трудоемкости и повышение производительности сборочно-сварочных работ предотвращение или уменьшение сварочных деформаций [39].
На рис. 2.1 представлена разработанная в данной работе специализированная технологическая оснастка которая позволяет увеличить точность и производительность всех операций при сборке кронштейна.
Рис 2.1 Сборочно-сварочная оснастка для сборки и сварки кронштейна
На сборочно сварочную оснастку устанавливают заготовки и собирают их воедино. Для закрепления изделия на конструкции присутствует прижим. Все трущиеся поверхности должны быть смазаны Литолом-24 ГОСТ 21150-87. Вращающие детали должны работать без рывков и заеданий.
2.Расчет силы прижима сборочно-сварочной оснастки
Определить силу прижима создаваемую винтом М26 с плоским опорным торцом при действии на плоскость можно по формуле:
Определим крутящий момент приложенный к головке винта
– сила приложенная на конце рукоятки или гаечному ключу Н
– длина рукоятки ключа;
– номинальный наружный диаметр резьбы мм.
– средний радиус резьбы мм (определяется по таблицам);
αп– угол подъема витка резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом
– угол трения в резьбовом соединении (для метрических резьб = 6° 34');
– коэффициент зависящий от формы и размеров поверхности соприкосновения зажимного элемента с зажимной поверхностью;
– коэффициент трения на торце винта или гайки = 01-015; – радиус опорного торца винта мм
Сила прижима создаваемая винтом:
3.Расчет нагрузки на конструкцию
Рассчитаем нагрузку кронштейн на сжатие от действия вагона при подъеме.
Расчет прочности центрально-сжатого элемента ведется по формуле:
где N – сила действующая на центр тяжести;
– 175 МПа расчетное сопротивление стали взятое по пределу текучести;
– 1 коэффициент условия работы;
– 1 коэффициент ответственности.
Площадь сечения равна:
Сила действующая на центр тяжести определяется:
где m = 23т масса действующая на центр тяжести;
g = 10 мс2 ускорение свободного падения;
h = 15 м высота на которую подымают вагон.
Рассчитаем прочность центрально-сжатого элемента:
Условие прочности выполнено.
4. Расчет сварных соединений на прочность
Рассчитаем на прочность шов №1 который выполняется по ГОСТ 1471-76 – Т3.
Основной металл: сталь 09Г2С ГОСТ 19281-2014 толщина ребра: s = 4 мм толщина боковой пластины: s = 6 мм; защитный газ: СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050-85; сварочная проволока: Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70; способ сварки: механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; тип соединения: тавровое; тип шва: угловой; положение шва: горизонтальное; тип шва по количеству проходов: однопроходный двухсторонний; формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 1471-76 соединение Т3 показаны на рис. 2.2.
Рис. 2.2 Формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 1471-76 соединение Т3
Исходные данные для расчета угловых сварных швов стали 09Г2С ГОСТ 5520-79
Т = 345 Нмм2 – предел текучести;
в = 490 Нмм2 – временное сопротивление;
= 490 Нмм2 – относительное удлинение;
N = 105 кH (114 т.) – осевая сила проходящая через центр тяжести соединения;
γc = 10 – коэффициент условий работы при статической нагрузке;
Rwun = 490 МПа – нормативное сопротивление металла сварных швов;
Run = 345 МПа - нормативное сопротивление стали;
f = 07; z = 10 – безразмерные коэффициенты определяемые по таблице (согласно СНиП II-23-81* "Стальные конструкции");
kf = 4 мм – катет углового шва;
γwm = 125 – коэффициент надежности по металлу шва.
Расчет угловых сварных швов.
Согласно СП 16.13330.2017: 14.1.16Расчет сварного соединения с угловыми швами при действии силы N проходящей через центр тяжести соединения следует выполнять на срез (условный) по формулам (2.3) (2.4):
при по металлу границы сплавления
Сначала находим расчетную длину шва:
Находим расчетное сопротивление соответственно металла шва и металла на границе сплавления:
Проверяем выполнение условия по металлу шва:
– условие выполняется
Проверяем выполнение условия по металлу границы сплавления:
Значит: – условие выполняется
решающей была проверка по металлу шва
Процент загруженности сварного соединения: 71%
Для элементов из стали с пределом текучести свыше 285 Нмм2 следует применять электродные материалы удовлетворяющие условию:
Произведем расчет прочности сварного соединения №2 согласно ГОСТ 14771-76 – С2.
Основной металл: сталь 09Г2С ГОСТ 19281-2014 толщина основания: s = 8 мм толщина стенки: s = 8 мм; защитный газ: СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050-85; сварочная проволока: Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70; способ сварки: механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; тип соединения: нахлесточное; тип шва: стыковое; нижние шва: полувертикальное; тип шва по количеству проходов: однопроходный двухсторонний; формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 14771-76 соединение С2 показаны на рис. 2.3
Рис. 2.3 Формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 14771-76 соединение С2
N = 105 кH (14 т.) – осевая сила проходящая через центр тяжести соединения;
Rу = 225 МПа – расчетное сопротивление стали по пределу текучести;
Расчет сварных стыковых соединений при действии осевой силы N проходящей через центр тяжести соединения следует выполнять по формуле:
Сначала находим расчетную длину шва:
– расчетная длина шва равная полной его длине уменьшенной на 2t.
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений по формуле:
Рассчитаем на прочность шов №3 который выполняется по ГОСТ 23518-79-Т1.
Основной металл: сталь 09Г2С ГОСТ 19281-2014 толщина наклонной пластины: s = 6 мм толщина боковой пластины: s = 6 мм; защитный газ: СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050-85; сварочная проволока: Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70; способ сварки: механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа; тип соединения: тавровое; тип шва: угловой; положение шва: горизонтальное; тип шва по количеству проходов: однопроходный двухсторонний; формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 23518-79 соединение Т1 показаны на рис. 2.4
Рис. 2.4 Формы и размеры подготовки кромок по ГОСТ 1471-76 соединение Т3
N = 45 кH (459 т.) – осевая сила проходящая через центр тяжести соединения;
Согласно СП 16.13330.2017: 14.1.16Расчет сварного соединения с угловыми швами при действии силы N проходящей через центр тяжести соединения следует выполнять на срез (условный) по формулам (2.5) (2.6):
Процент загруженности сварного соединения: 93%
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.Расчет экономической эффективности технологических процессов сборки-сварки кронштейнов для вагона – хоппера
Рассчитываем возможность изготовления сварного изделия кронштейн для вагона-хоппер с использованием двух способов сварки – ручная дуговая сварка покрытыми электродами и полуавтоматической сварки в среде защитных газов. Учитывая только те затраты на сварку изделия которые будут различны в сравниваемых вариантах выберем лучший вариант [40].
Расчетные данные представлены в табл.3.1 – 3.7
Таблица 3.1 – Затраты на сварочные материалы
Исходные данные и расчетная формула
Сравниваемые процессы
Изменение затрат рубизд
Ручная дуговая сварка с покрытыми электродами
Полуавтоматическая сварка в среде СО2
-масса наплавленного металла кгизд
-коэффициент учитывающий отношение веса электродов или проволоки к весу наплавленного металла
- цена сварочных материалов рубкг
Исходя из расчетных данных затраты на сварочные материалы при использовании полуавтоматической сварки в среде СО2 составят меньше чем при ручной дуговой сварке покрытыми электродами с разницей в 281138 руб.
Таблица 3.2 – Затраты на защитный газ
- норма расхода газа (флюса) лмин
- основное время на сварку ммин
- длина сварного шва мизд
- цена за единицу газа (флюса) (рубл)
Проектируемый вариант исходя из расчетов будет дороже на 17983 руб.
Таблица 3.3 – Затраты на заработанную плату рабочих
- среднемесячная зарплата сварщиков
- месячный фонд времени работы рабочих часмесяц
- штучно – калькуляционное время мизд
Исходя из расчетов затраты на заработную плату рабочих по проектируемому варианту будут меньше чем при базовом с разницей в 19435 руб.
Таблица 3.4 – Отчисления на социальные цели
- процент отчислений на социальные цели от основной и дополнительной заработной платы kотч=26%
Сз- - затраты на заработанную плату рабочих
При полуавтоматической сварке в среде СО2 отчисления на социальные цели будут меньше с разницей в 5831 руб
Таблица 3.5 – Затраты на электроэнергию
- основное время сварки минм;
- коэффициент полезного действия источника питания
- стоимость 1 квт-ч электроэнергии руб
Затраты на электроэнергию при проектируемом варианте будут больше на 1256 руб.
Таблица 3.6 – Затраты на ремонт оборудования
-цена оборудования соответствующего вида
- коэффициент учитывающий затраты на ремонт
-штучно- калькуляционное время минизд
-годовой фонд времени работы оборудования часгод
- коэффициент загрузки оборудования
При проектируемом варианте затраты на ремонт оборудования дешевле базового на 058 руб.
Таблица 3.7 – Результаты расчетов
Сварочные материалы руб.изд.
Основная зарплата руб.изд.
Социальные цели руб.изд.
Электроэнергия руб.изд.
Итого по результатам расчетов при проектируемом варианте мы получаем экономию в 50383 руб. за изделие.
2.Расчет годового объема производства и экономического эффекта
Годовой объем производимой продукции может быть принят равным годовой производительности оборудования по проектируемому варианту сварки определяем по формуле:
где – годовой фонд времени работы оборудования ч.год
– коэффициент загрузки оборудования
– штучно- калькуляционное время минизд.
Годовые затраты по базовому варианту рассчитываем по формуле:
где Q – годовой объем ед.год.
– итоговая разница руб.изд.
Годовые затраты от проектируемому варианту:
Годовой экономический эффект составляет руб.
Вывод по разделу: Таким образом мы выяснили что использование второго метода то есть полуавтоматической сварки в среде CO2 более выгодно так как этот вариант при сварке кронштейна приносит экономический эффект в сумме 20304853 руб.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ СВАРКИ КРОНШТЕЙНА ВАГОНА – ХОППЕРА
1.Основные опасные и вредные факторы при сборке и сварке кронштейнов
Электродуговая и контактная сварка не является вредным и опасным для здоровья рабочих процессом если соблюдаются правила техники безопасности. Выполнение этих правил является первейшей обязанностью каждого рабочего [41].
Нарушение правил техники безопасности может повлечь за собой: поражение электрическим током поражение лучами электрической дуги глаз и кожи отравление вредными газами ожоги каплями расплавленного металла и шлака.
В некоторых случаях пренебрежение правилами техники безопасности может вызвать взрывы и пожары.
Сварка в защитном газе CO2 отличается тем что в зону дуги подается защитный газ – углекислый газ струя которого обтекая электрическую дугу и сварочную ванну предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха (окисления и азотирования). Углекислый газCO2 – без цвета и запаха тяжелее воздуха. Углекислый газ поставляют в газообразном виде в баллонах под давлением 15 МПа; баллоны окрашены в черный цвет с надписью желтого цвета «Углекислота». Углекислый газ не вступает во взаимодействие с расплавленным металлом [42].
Ручная дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе СО2 на постоянном токе обратной полярности применяется для сварки углеродистых и низколегированных сталей.
Поражение электрическим током может произойти вследствие прикосновения к неизолированным токоведущим частям находящимся под напряжением. Сопротивление человеческого тела электрическому току зависит от ряда причин. Нетрезвое и нервное состояние а также мокрая одежда изношенная обувь пребывание на сыром полу значительно уменьшают электрическое сопротивление человеческого тела. При сильно пониженном электрическом сопротивлении напряжение 24Вможет быть опасно для жизни человека [42].
Воизбежание поражения электрическим током необходимо надежно заземлять корпуса сварочного оборудования и рабочий стол сварщика. Токоведущие части следует закрывать и применять сварочные провода с надежной изоляцией. Кожа сварщика защищается спецодеждой от излучений сварочной дуги. Спецодежда сварщика должна быть сухой и исправной. Куртка брюки фартук и рукавицы должны быть сшиты из брезента или другого плотного материала.
Монтаж электросварочного оборудования его ремонт и обслуживание должны производиться электромонтерами с соблюдением соответствующих правил.
По окончании работы или при временной отлучке сварщик должен отключать от сети сварочную установку [43].
2.Пожарная безопасность.
Несчастные случаи могут произойти при сварке в среде инертных газов от взрыва баллона с газом находящимся под давлением до 150 МПа.
Опасность взрывов возникает при неправильной транспортировке хранении и использовании баллонов со сжатыми газами при проведении сварочных работ в различных емкостях без предварительного контроля степени их очистки и наличия в них остатков горючих веществ и т. д. Углекислый газ не горючий газ но взрыв может произойти из-за неправильного обращения с баллоном или несоблюдения основных правил по технике безопасности [41].
До начала работ сварщик или мастер обязан проверить дату испытания баллона которая выбивается на сферической его части. Если срок испытаний истек то пользоваться баллоном запрещается. Баллоны должны храниться только в вертикальном положении в гнездах специальных стоек с навернутыми на них предохранительными колпаками. Они должны быть защищены от действия прямых солнечных лучей и не должны находиться вблизи нагретых предметов. При использовании баллонов со сжатыми газами необходимо соблюдать установленные меры безопасности: не бросать баллоны не устанавливать их вблизи нагревательных приборов не хранить вместе баллоны с кислородом и горючими газами баллоны хранить в вертикальном положении. При замерзании влаги в редукторе баллона с СО2отогревать его только через специальный электроподогреватель или обкладывая тряпками намоченными в горячей воде. Категорически запрещается отогревать любые баллоны со сжатыми газами открытым пламенем так как это почти неизбежно приводит к взрыву баллона.
Подготовленные к работе баллоны устанавливают вблизи места сварки. Открывать вентиль баллона или производить крепление на нем редуктора разрешается специальным ключом при этом рабочий не должен стоять против редуктора или выходного отверстия вентиля. Нельзя пользоваться редуктором без манометра или с манометром срок проверки которых истек. При транспортировке баллонов используют специальные носилки или тележки. Запрещается переносить баллоны вручную.
Также причинами пожара могут быть искры капли расплавленного металла наличие горючих материалов вблизи рабочего места сварщика. Для предохранения от возможных ожогов и брызг расплавленного металла сварщику выдают спецодежду – брезентовый костюм ботинки и брезентовые рукавицы подшитые кожей.
За выполнение правил техники безопасности несет ответственность на заводах – начальник цеха и мастер; в МЭЗ – начальник и мастер участка; в монтажной зоне – прораб или мастер. Контроль за соблюдением правил по технике безопасности осуществляет инженер по технике безопасности.
Проводятся противопожарные мероприятия. Места где производятся огнеопасные работы должны быть укомплектованы огнетушителями гидрантами ящиками с песком. В сфере попадания брызг металла не должно быть легковоспламеняющихся предметов.
Для предотвращения опасности возникновения пожара сварка производится в соответствии с требованиями СниП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» [38].
3.Поражение электрическим током.
При работе в непосредственном контакте с металлическими поверхностями следует соблюдать следующие правила техники безопасности:
Надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги.
Надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги. ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление зануление.
Применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе. ГОСТ 12.1.004-85 Изделия электротехнические. Общие требования [44].
Надежная изоляция электрододержателя для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя с изделием.
Запрещается использовать контур заземления металлоконструкций здания а также трубы водяной и отопительной систем в качестве обратного провода сварочной цепи.
При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды следует применять резиновые коврики (калоши) и источники дополни тельного освещения [45].
Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения.
Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи. Ремонт электрооборудования и наблюдение за ним должны выполнять электромонтеры.
Каждый сварочный пост должен быть огорожен негорючими материалами по бокам а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.
Краска применяемая для окрашивания стен и потолков постовых кабин должна быть матовой чтобы уменьшить эффект отражения светового луча от них.
4.Вредные излучения.
Горение сварочной дуги сопровождается не только видимыми ослепительно яркими световыми лучами но и невидимыми для глаза ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами.
Яркость данных лучей превышает физиологически переносимую человеком дозу и ослепляет.
Ультрафиолетовая радиация электросварочной дуги вызывает заболевание слизистой оболочки глаз – электроофтальмию. При этом заболевании наблюдается скрытый период длящийся несколько часов затем появляется слезотечение сильная режущая боль в глазах светобоязнь. При этом заболевании больной испытывает ощущение будто в глаза попал песок. Иногда появляется головная боль. Через 1-2 дня заболевание проходит и зрение полностью восстанавливается. Часто повторяющаяся электроофтальмия может вызвать хронический конъюнктивит – воспаление соединительной или слизистой оболочки глаз [46].
Для предохранения глаз от воздействия ультрафиолетовой радиации применяют светофильтры которые выполняя защитные функции обеспечивают хорошую видимость свариваемых изделий. При сварочных работах применяют электрофильтры руководствуясь табл. 4.1.
Таблица 4.1 – Светофильтры применяемые при сварочных работах
Классификационный номер светофильтра
Светофильтры вставляют в специальную рамку щитка или маску. Перед светофильтром помещают обычно прозрачное стекло предохраняющее его от брызг расплавленного металла [47].
При электросварке на сварщика действуют не только прямые ультрафиолетовые лучи но и рассеянные. Для уменьшения воздействия стены должны быть окрашены в светлые матовые тона с применением цинковых белил которые поглощают ультрафиолетовые лучи.
5.Запыленность и загазованность рабочего места.
При сварке стальных металлов выделяется большое количество пыли и газов которые вредно действуют на здоровье работающих. Высокая температура дуги (6000 – 8000° С) неизбежно приводит к тому что часть сварочной проволоки покрытий флюсов переходит в парообразное состояние. Эти пары попадая в атмосферу цеха конденсируются и превращаются в аэрозоль конденсации частицы которой по дисперсности приближаются к дымам и легко попадают в дыхательную систему сварщиков. Эти аэрозоли представляют главную профессиональную опасность труда сварщиков [48]. По санитарно-техническим нормам ГОСТ 12.3.003-86 содержание концентрации вредных газов паров и пыли в воздухе рабочей зоны не должно превышать значений приведенных в табл. 4.2 [49].
Таблица 4.2 – Содержание концентрации вредных газов в воздухе
Предельно допустимые концентрации мгл
Марганец и его соединения в пересчете на Мп02
Концентрация неядовитой пыли
Концентрация неядовитой пыли при наличии в ней свыше 50% пыли кварца
Помещения где производится сварка должны быть оборудованы вытяжной и приточной вентиляцией. При сварке стали количество вредных газов и пыли в зоне дыхания сварщика во много раз превышает допустимые концентрации. По нормам вытяжная вентиляция при дуговой сварке сталей должна удалять на 1 кг расходуемых электродов 1200—2000 м3ч загрязненного воздуха. Устройство зонтов и кабин с верхней вытяжкой мало эффективно так как тепло дуги направляет поток пыли и газов вертикально вверх загрязненный воздух проходит через зону дыхания сварщика. Наиболее эффективными являются устройства вытяжной вентиляции с отсосом вблизи дуги.
Хорошие результаты дают вытяжные панели располагаемые наклонно или горизонтально таким образом чтобы воздух отсасывался вниз или в сторону противоположную от сварщика. При расчете вентиляции в зависимости от объема сварочных работ выбирают размеры вытяжных панелей. Панели размером 1000х900 мм при скорости 4 мс отсасывают 2500 м3загрязненного воздуха.
Освещение рабочего места – важный фактор создания нормальных условий труда. Плохое освещение утомляет не только глаза а вызывает еще утомление организма в целом и отрицательно сказывается на состоянии центральной нервной системы. Освещенность влияет на производительность труда и качество выпускаемой продукции. Неправильное освещение может являться причиной производственного травматизма. Уровни освещенности для сварочных работ установлены в соответствии с действительными нормативными документами: для люминесцентных ламп 150лк а для ламп накаливания 50 лк. В переносных светильниках необходимо предусматривать ограничение прямой блескости. Нормы освещенности рабочих мест регламентируются СНиП 23-05-95 [46].
Основным видом искусственного освещения выбираем - общее освещение. В качестве источника света рекомендуют применять люминесцентные лампы ЛД-20.
Количество светильников необходимое для лучшей освещенности находим по формуле:
S - площадь помещения 2700 м2;
k - коэффициент запаса 1.5;
z- поправочный коэффициент светильника 1.2;
F- световой поток одной лампы 1960 лм;
n- количество ламп в светильнике 2;
u- коэффициент использования осветительной установки определяется в зависимости от показателя помещения и коэффициента отражения от стен и потолка.
Показатель помещения определяется по формуле:
где ab-соответственно длина 90 и ширина 30 помещения м
Н - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью 10 м.
Тогда необходимое количество светильников будет равно:
Лампы размещены в два ряда поэтому берем парное количество светильников 166[50].
7.Расчёт заземления
Защитное заземляющее устройство предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника приборостроительные комплексы испытательные стенды станки аппараты светильники щиты управления шкафы и пр.) нормально не находящихся под напряжением с заземлителями расположенными непосредственно в земле. В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 15 4 м диаметром 25 50 мм которые забивают в землю а также металлические стержни и полосы. Для достижения требуемого сопротивления заземлителя как правило используют несколько труб (стержней) забитых в землю и соединённых там металлической (стальной) полосой. На электрических установках напряжением до 1000В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4мм и сечением не менее 48мм2 . Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 25 3 м один от другого. Контурным защитным заземлением называется система состоящая из труб забиваемых вокруг здания цеха в котором расположены электроустановки. Заземление электроустановок необходимо выполнять: при напряжении выше 380В переменного и 440В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности т. е. во всех случаях; при номинальном напряжении выше 42В переменного и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью особо опасных и в наружных установках; при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях. [45]
«Расчёт контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000 в» (табл)
Таблица 4.3– Исходные данные:
Габаритные размеры цеха м
Удельное сопротивление грунта Ом· см
Сопротивление растеканию тока через одиночный заземлитель диаметром 25 30 мм рассчитаем по формуле:
где – удельное сопротивление грунта Lmp – длина трубы 15 4м.
Принимаем Lтр = 3 м.
Определяем примерное число заземлителей без учёта коэффициента экранирования по формуле:
где r – допустимое сопротивление заземляющего устройства 4 Ом.
Определяем коэффициент экранирования заземлителей:
расстояние между трубами 25 3м
отношение расстояния к длине – 1
число труб – 3775 40 (шт).
Таблица 4.4 – Коэффициенты экранирования заземлителей
Число труб (уголков)
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине
По табл. 4.4 выбираем тр:
Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования определяем по формуле:
Длину соединительной полосы определяем по формуле:
Где а – расстояние между заземлителями;
Расчетная длина соединительной полосы не менее периметра цеха.
Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу Ом определяем по формуле:
где ln – коэффициент экранирования соединительной полосы.
Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства Ом определяем по формуле:
где n – коэффициент экранирования соединительной полосы n = 021 по таблице 4.5
Таблица 4.5 – Коэффициенты экранирования соединительной полосы
Отношение расстояния между заземлителями к их длине
Допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000 В равно 295 Ом что не более 4Ом. Следовательно полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства соответствует норме и заземлители установлены правильно.
Вывод. Принятые меры по оборудованию сварочного места защитными заземляющими устройствами и осветительными лампами улучшает условия труда сварщика и уменьшает опасные и вредные факторы при сборке-сварке кронштейнов.
Строгое соблюдение техники безопасности условий труда в соответствии с нормами названных документов снизит производственный травматизм сварщиков и поможет уберечь работников от возникновения ситуаций опасных для жизни. Использование схемы расчёта заземляющего устройства делает возможным безопасный труд рабочих осветительными лампами улучшает условия труда сварщика в помещении.
Используя в качестве исходных данных чертеж изделия технические требования к сварной конструкции была разработана технология сборки-сварки кронштейна вагона-хоппера.
В технологическом разделе были выбраны методы сварки и необходимые материалы и оборудование рассчитаны режимы сварки рассчитана прочность сварных швов определены методы контроля сварных швов.
В конструкторском разделе был разработан инструмент для сварки кронштейнов было вычислено усилие зажима а также была разработана планировка сборочно-сварочного участка.
В экономическом разделе было произведено сравнение двух способов изготовления кронштейна для вагона-хоппера. Проектируемый способ сварки является более экономичным.
В разделе безопасности технологического процесса были выявлены опасные и вредные факторы при сварочных работах был произведен расчет освещенности сборочно-сварочного участка и расчет заземления.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ГОСТ 30243.3-99. Вагоны-хопперы крытые колеи 1520 мм для сыпучих грузов. Общие технические условия.введения 2002-01-01.
Лукин В.В. Вагоны и вагонное хозяйство: учеб. пособие П.С. Анисимов Ю.П. Федосеев – М.: Издательский центр «Академия»2004 – 416 с.
Болотин М.М. Системы автоматизации производства и ремонта вагонов: учеб. пособие В.Е. Новиков 2-е изд. - М.: Маршрут 2004.-310 с.
Овчинников В.В. Гуреева М.А. Современные материалы для сварных конструкций.–М.: Издательский центр «Академия» 2016. - 304 с.
Орлов А. С. Разработка технологии сборки и сварки элемента металлической конструкции: учебно-методическое пособие А. С. Орлов А. С. Померанцев. — Воронеж: Воронежский государственный архитектурно-строительный университет ЭБС АСВ 2015. — 52 c.
Овчинников В. В. Источники питания для сварки В. В. Овчинников. – Вологда: Инфра-Инженерия 2020. – 244 с.
Овчинников В.В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов. - М.: ОИЦ «Академия» 2014. – 240 с.
Рабинович И. Я. Оборудование для дуговой электрической сварки И. Я. Рабинович. – Москва: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы 1958. – 380 с.
Лупачев В. Г. Ручная дуговая сварка: учебник В. Г. Лупачев. — Минск: Вышэйшая школа 2010. — 416 c.
Александров А. Г. Источники питания для дуговой и электрошлаковой сварки: справоч. пособие А. Г. Александров И. И. Заруба И. В. Пиньковский. – Днепропетровск: «Промiнь» 1976. – 152 с.
Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматизированной и механизированной сварки. – Выс. Шк. В.С Виноградов М.: Академия 1997. – 284 с.
Мухин В. Ф. Современные технологические процессы и оборудование для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов: учебное пособие В. Ф. Мухин Е. Н. Еремин. — Омск: Омский государственный технический университет 2014. — 140 c.
Милютин В. С. Источники питания и оборудование для электрической сварки плавлением: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования В. С. Милютин Р. Ф. Катаев. – М.: Издательский центр «Академия» 2010. – 368 с.
Овчинников В. В. Источники питания для сварки: учебник В. В. Овчинников. — Москва Вологда: Инфра-Инженерия 2020. — 244 c.
Еремин Е. Н. Источники питания для сварки. Сварочные трансформаторы и выпрямители: учебное пособие Е. Н. Еремин. — Омск: Омский государственный технический университет 2017. — 204 c.
Зорин Н. Е. Материаловедение сварки. Сварка плавлением: учебное пособие для спо Н. Е. Зорин Е. Е. Зорин. — Санкт-Петербург: Лань 2021. — 164 с.
ГОСТ 23518-79. Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы конструктивные элементы и размеры [Текст]. Введен 1980-01-01. - Издательство стандартов 1979. – 25 с.
Гаспарян В. Х. Электродуговая и газовая сварка учебное пособие В. Х. Гаспарян Л. С. Денисов. — 2-е изд. — Минск: Вышэйшая школа 2016. — 304 c.
ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы конструктивные элементы и размеры [Текст]. – Взамен ГОСТ 14771-69; введен 1977-07-01. - Издательство стандартов 1976. – 37 с.
Белов В. А. Металловедение сварки конструкционных сталей: учебное пособие В. А. Белов В. Ю. Турилина С. О. Рогачев. — Москва: Издательский Дом МИСиС 2019. — 134 c.
ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная.введения 73-01-01
ГОСТ 8050-85. Двуокись углерода газообразная и жидкая Введен 1987-01-01 – М.: Изд-во стандартов 1987. – 13 с.
Чернышов Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов. - М.: ОИЦ «Академия» 2015. – 496 с.
Дедюх Р. И. Теория сварочных процессов. Превращения в металлах при сварке: учебное пособие Р. И. Дедюх. — Томск: Томский политехнический университет 2012. — 155 c.
Герасимова Л.П. Контроль качества сварных и паяных соединений. – М.: Интернет Инжиниринг 2014 3 – 76 с.
СП 53.101.98. Стальные строительные конструкции. – Введен 1999-01-01 – М.: Изд-во стандартов 1999. – 46 с.
ГОСТ Р ИСО 17637-2014 Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений выполненных сваркой. – Введен 2016-01-01 – М.: Изд-во стандартов 2016. – 21 с.
РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю. – Введен 2003-07-17 – М.: Изд-во стандартов 2003. – 69 с.
Румянцев С.В. Неразрушающие методы контроля сварных соединений: учеб. пособие С.В. Румянцев В.А. Добромыслов О.И. Борисов.- М.: «Машиностроение» 1976.- 335 с.: ил.
ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. – Введен 2015-07-01 – М.: Изд-во стандартов – 29 с.
Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия: учеб. пособие Б.И. Выборнов.- 2-е изд.- М.: «Металлургия» 1985.- 256 с.
Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения: учеб. пособие В.А. Винокуров.- М.: Издательство «Машиностроение» 1968. - 236 с.
СНиП II-91-77 «СООРУЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ». – Москва: Стройиздат 1978.
СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Строительные нормы и правила Российской Федерации. – Введен 1998-01-01. – М.: Изд-во стандартов 1998. – 29 с.
Маслов А. Р. Проектирование технологической оснастки: учебное пособие А. Р. Маслов. — Москва: Ай Пи Ар Медиа 2021. — 164 c.
Тусова Л.И. Экономика машиностроительного предприятия: учеб. пособие Л.И. Тусова В.В. Богданов В.А. Щепочкин – Ульяновск: УлГТУ 2011. – 200 с.
Родионов А.И. Техника защиты окружающей среды: учеб. пособие А.И. Родионов В.Н. Клушин Н.С. Торочешников:- 2-е изд. пер. и доп. – М.: Химия 1989 – 348 с.
Брауде М.З. Охрана труда при сварке в машиностроении: учеб. пособие М.З. Брауде Е.И. Воронцова В.П. Некрылов [и др.] - М.: «Машиностроение» 1978. – 144 с.
Левченко О.Г. Современные средства защиты сварщиков: учеб. пособие О.Г. Левченко В.А. Метлицкий. - Киев: «Экотехнология» 2001. - 84 с.
ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. – Введен 1992-07-01 - М.: Изд-во стандартов 1992. – 211 с.
ГОСТ 12.1.030-81. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. – Введен 1982-07-01 - М.: Изд-во стандартов 1982. – 8 с.
СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы и правила Российской Федерации. – Введен 1996-01-01 – М.: Изд-во стандартов 1996. – 75 с.
ГОСТ 9497-60. Светофильтры стеклянные для защиты глаз от вредных излучений на производстве. - Введен 1961-01-01 - М.: Изд-во стандартов 1961. – 84 с.
Писаренко В.Л. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве: учеб. пособие. В.Л. Писаренко М.Л. Рогинский. - М.: «Машиностроение» 1981. - 120 с.
ГОСТ 12.3.003-86. Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. – Введен 1988-01-01 – М.: Изд-во стандартов 1988. – 13 с.
СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. – Введен 2011-05-20 – М.: Изд-во стандартов 2011. – 54 с.
КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ №1 ГОСТ 14771-76 – Т3
Обозначения (показатели)
Нормативный документ
ГОСТ 30243.3-99; ГОСТ 3242-79;
ГОСТ 12.2.003-91; ТУ 3182-869-01395963-2014
Основной материал (марки)
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-2014
Основной материал (группа)
Толщина свариваемых деталей
Характер выполненного шва
Однопроходный двухсторонний
Форма подготовки кромок
Положение шва при сварке
Марка и диаметр проволоки
Св-08Г2С ГОСТ 2246-70 ø16 мм
СО2 высшего сорта ГОСТ 8050-85
Режимы термообработки
Сварочное оборудование: Сварочный выпрямитель ВДУ-508 (ПИОНЕР-5000) сварочный инверторTRITON MIG 300
Метод подготовки и очистки: Все местные неровности кромок до сборки удалить абразивным кругом.
Требования к прихватке: 3 – 4 прихваток. Длина прихватки 5 мм.
Операция сварочная: Ребро (поз.4) – боковая пластина (поз.2)
Защита сварочной ваннызащита корня шва: СО2 высшего сорта ГОСТ 8050-85.
Детали формирования шва: Шов выполняется без подкладки.
Технологические параметры сварки
Диаметр электрода мм
Скорость подачи проволоки мч
Форма и последовательность выполнения сварного соединения
Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых поверхностей
Конструктивные элементы сварного шва
S1 = 2 мм S2 = 4 мм b = 0+10 мм
Технологические требования к сварке:
Очистка. Очистить кромки от заусенцев ржавчины грязи масла влаги. На кромках листов не должно быть надрывов и трещин
Подготовка и сборка. Зачистить до металлического блеска поверхности кромок и прилегающие к разделке поверхности. Прихватки выполнить тем же способом что и основную сварку. Зачистить прихватки от остатков проволоки брызг. Начало и конец прихваток вышлифовать.
Сварка. Сварку следует провести слоями в соответствии с технологическими параметрами указанными в таблице. Зажигать дугу следует на свариваемых кромках или на наплавленном металле. Кратер шва должен быть полностью заплавлен выводить кратер на основной металл не разрешается. В случае перерыва в работе сварку разрешается возобновлять после очистки концевого участка шва и кратера.
Зачистка. Сварной шов и прилегающие к нему зоны должны быть очищены от остатков проволоки брызг и натеков металла. Наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу.
Требования к контролю качества шва № 1
НД на методику контроля
КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ №2 ГОСТ 14771-76 – С2
Св-08Г2С ГОСТ 2246-70 ø2 мм
Требования к прихватке: 3 – 4 прихватки. Длина прихватки 5 мм.
Операция сварочная: Основание (поз. 1) – стенка (поз.5)
S1 = 8 мм b = 1+10 мм
Подготовка и сборка. Зачистить до металлического блеска поверхности кромок и прилегающие к разделке поверхности. Прихватки выполнить тем же способом что и основную сварку. Зачистить прихватки от остатков проволоки брызг. Начало и конец прихваток вышлифовать. Нанести специальное покрытие препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла.
Требования к контролю качества шва № 2
КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ №3 ГОСТ 23518-79 – Т1
Однопроходный односторонний
Операция сварочная: Пластина боковая (поз. 2) – пластина наклонная (поз.3)
S1 = 6 мм b = 0+10 мм

Спецификация оснастки.cdw

Плакат сборочно-сварочного участка.cdw

Утвердил: Родионов И.В.
ПЛАНИРОВКА СБОРОЧНО-СВАРОЧНОГО УЧАСТКА КРОНШТЕЙНОВ
- Подвод холодной воды
- Подвод горячей воды
Шкаф для газовых баллонов
Шкаф для инструментов
Стол для контроля качества
Шкаф для хранения св. материалов
Противопожарный стенд
Сварочное оборудование

Спецификация кронштейна.cdw

05 Стенка.cdw

04 Ребро.cdw

Сборочный чертеж.cdw

Размеры для справок.
Сварные швы по ГОСТ 14771-76
Остальные требования по выполнению и контролю сварных соединений
по ГОСТ 33976-2016. Сварные швы категории -2.

СВАРНЫЕ СОЕД.cdw

контроль РД 03-6.06-03
Утвердил Родионов И.В.
Сварные соединения и методы контроля

ВАГОН-ХОППЕРА.cdw

Тормоз автоматический
Устройство автосцепное
Поручни и ограждения
Механизм пломбировки штурвалов
Механизм пломбировки загрузочных люков
Люк загрузочный с крышкой
Технические характеристики вагона
Наименование показателя
Расчетная статическая нагрузка от колесной пары
Длина по осям сцепления автосцепок
Конструкционная скорось
Габарит по ГОСТ 9238: кузова
Длина вагона по концевым балкам рамы
Ширина вагона максимальная
Высота вагона от УГР до крышек загрузочных люков
Высота вагона от УГР до оси автосцепки
Количество загрузочных люков
Количество разгрузочных люков
Размеры загрузочных люков в свету
Размеры разгрузочных люков в свету
Угол наклона торцевых стен
Угол наклона стенки бункера
Расчетные нажатия на ось тормозных колодок (в пересчете на чугунные тормозные колодки)
Тип разгрузочного устройства
Прижимного типа с червячным приводом
КФБН 171350.00.00 ГЧ

06 Ребро.cdw

03 Пластина наклонная.cdw

оснастка.cdw

01 Основание.cdw

чертеж2.cdw