Технологический процесс сборки - сварки дезодоратора - дипломный проект

Полукольцо 011.cdw

установка сварки продольных швов.frw

економика.cdw

Технологическая себестоимость
- сварочные материалы
Технико экономические
Технико экономические показатели способов сварки
Наименование способов сварки
Наименование сварочного оборудования
Цена единицы сварочного оборудования тыс. руб
Сила сварочного тока

Крышка1.cdw

Б-ПН-10 ГОСТ 19903-74
Ст3сп6-св ГОСТ 14637-89
* Размер для справок.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: H14

Дезодоратор Сборочный чертеж1.cdw

* Размеры для справок.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: h14
Дезодоратор испытать на прочность и плотность материала
водой давлением Рпр=1
). Дезодоратор испытать
на герметичность воздухом давлением Рр=1
проведении испытаний приварные соединения встык закрыть
заглушками DK-LOK DP-10M-SA. Время испытания - необходимое для
но не менее 10 минут. Узел считается выдержавшим
гидравлическое испытание
если не обнаружено: течи
и в основном металле
трещин или признаков разрыва.
Условное обозначение шва

Общая сборка1.cdw

Дезодоратор 100% верно2.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Сварка и металлургия»
квалификационную работу (ВКР)
Смолов Роман Алексеевич
(фамилия имя отчество.)
Технологический процесс сборки - сварки дезодоратора.
Целевая установка и исходные данные:
Цель разработки: разработать технологию сборки - сварки сосуда работающего под давлением – дезодоратора. Данный технологический процесс представляет собой сварку конструкции предназначенной для масложировой промышленности используется при окончательной рафикации растительных масел и жиров служит для повышения качества готового продукта уменьшения рабочих объемов и металлоемкости установки путем повышения степени удаления летучих вредных веществ из масла жира за счет лучшего диспергирования масло (жиро) - паровой смеси и интенсификации массообмена при вакуумной дистилляции.
Применяемые детали: для изготовления изделия выбрана сталь марки Ст20- конструкционная углеродистая качественная по ГОСТ 1050 – 88.
Производство крупносерийное.
Перечень чертежей подлежащих разработке.
Сборочный чертеж дезодоратора
Общий вид автомата Ад-231
Сварочная установка для сварки кольцевых швов
Установка сварки продольных швов
Электрика трактора ТС
Планировка сборочно-сварочного участка
Деталировка дезодоратора
Содержание расчетно-пояснительной записки
(перечень вопросов подлежащих разработке)
Технологическая часть
Конструкторская часть
Расчёт экономической эффективности технологии
Разработка безопасности технологии
Список использованных источников
Основная рекомендуемая литература:
Николаев Г.А. Сварка в машиностроение: справочник в 4-х томах. редкол.: Г.А. Николаев [и др.] — М.: Машиностроение 1978-79с. 2. Вакуумные дугогасительные камеры. Сборник статей сотрудников ВЭИ. – Рязань: издательство «Рязанский издательский дом» 2008. – 392с. 3. Грачева М.А. Экономика организация и планирование сварочного производства: учебное пособие. М.А. Грачева. — М.: Машиностроение 1984.—368с. 4. Китаев А.Б. Справочная книга сварщика: справочник А.Б. Китаев. – М.: Машиностроение 1985. – 252с. 5. ГОСТ 2246 - 70* «Проволока стальная сварочная». Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на дуговую сварку в среде защитных газах: сборник нормативных материалов— М.: Машиностроение 1989-184с. 7. Дедюх Р.И. Расчет режимов дуговой сварки сталей. Методические указания Р. И. Дедюх. Томск ТПУ 1984.—14 с. 7. Конищев Б. П. «Сварочные материалы для дуговой сварки» том I «Защитные газы и сварочные флюсы» 8. ГОСТ 3.1705 – 81* «Правила записи операций и переходов сварки» 9. Левочкин Н.И. Инженерные расчеты по охране труда: учеб. пособие. Н.И. Левочкин – Красноярск: Изд-во Краснояр. Ун-та 1987.–152 с. 10. Охрана труда в машиностроении : учеб. под ред. Е.Я. Юдина. - М.: Машиностроение 1983. -432 с.
(уч. степень и звание)
(подпись) (фамилия и звание)
(уч. звание фамилия подпись)
Разделы темы и их содержание
Отметка руководителя о выполнении
(фамилия инициалы подпись)
Пояснительная записка содержит: страниц - 95; рисунков - 21; таблиц - 27; чертежей и плакатов - 8 ф. А1 8 ф А4
Ключевые слова: СВАРКА ДЕЗОДОРАТОР РЕЖИМЫ СВАРКИ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ.
Объект разработки: технологический процесс сборки и сварки дезодоратора
Цель разработки: разработать технологию сборки и сварки дезодоратора разработать способ сварки при изготовлении изделия который является наиболее рациональным с технической и экономической точек зрения.
Для решения поставленной цели проведен анализ конструкции проведен анализ и выбраны способы сварки проведен расчет прочности основных сварных швов выбрана конструкция стенда для сварки разработана технологическая документация в виде операционных карт проведено нормирование сварочных операций проведен экономический расчет используемых сварочных технологий рассмотрены вопросы безопасности сварочных процессов.
Получены следующие результаты: Разработана технология автоматической сварку в среде защитных газов (СО2) при изготовлении дезодоратора. Выбрано сварочное оборудование и технологическая оснастка. Расчёт экономических показателей показал что затраты на производство полностью окупаются будет получена прибыль в сумме 1060992 руб.год. Рентабельность реализации и продукции составит 15 %. Разработаны мероприятия по охране труда.
В данной выпускной квалификационной работе необходимо разработать технологию изготовления дезодоратора. Целью выпускной квалификационной работы является модернизация изготовления изделия. Ранее изготовление изделия велось с помощью механизированной сварки нами предложено применить (внедрить) автоматическую сварку в защитных газах.
В разделах рассмотрены вопросы по выбору сварочных материалов и оборудования рассчитаны режимы сварки рассмотрены вопросы контроля качества. Выбрано оборудование для сборки и сварки изделия.
В экономической части выпускной квалификационной работы проведен расчет технологической себестоимости изготовления изделия.
Раздел безопасность технологического процесса содержит сравнение технологий изготовления в свете вопросов безопасность технологического процесса.
In this releasing qualification work necessary to develop the technology of manufacturing a deodorizer. The purpose of vypusknoj qualifying work is the modernization of manufacturing the product. Previously the manufacture of the product was carried out using mechanized welding we proposed to apply (implement) the automatic welding in shielding gases.
The topics addressed by the choice of welding consumables and equipment for welding issues of quality control. Selected equipment for Assembly and welding products.
In the economic part of qualifying work carried out calculation of process cost of manufacturing the product.
The security section of the technological process contains a comparison of technologies in light of the issues of process safety
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ11
1 Описание и назначение конструкции11
2 Выбор и обоснование материалов14
3 Анализ и выбор способа сварки18
4 Выбор сварочного оборудования и материалов24
5 Расчет режимов сварки35
6. Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия42
6.1. Заготовительные операции42
6.2. Последовательность сборки и сварки изделия50
6.3. Мероприятия по снижению напряжений и деформаций54
7. Контроль качества55
7.1. Расчёт сварочных материалов57
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ61
1. Выбор вспомогательного оборудования61
2. Расчет сварных швов на прочность66
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ68
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ СБОРКЕ И СВАРКИ ДЕЗОДОРАТОРА.75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ94
Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов за счет установления межатомных связей между частями которые свариваются при их местной или пластичной деформации или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой графитом стеклом и т.д.) а также пластмассы.
Сварка – экономически выгодный высокопродуктивний и в значительной мере механизированый технологический процесс широко применяемый практически во всех отрослях промышленности.
Физическая суть процесса сварки заключается в установлении прочных связей между атомами и молекулами на поверхностях соединяемых заготовок. Для возникновения связей необходимо выполнение таких условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений оксидов и адсорбированных на них посторонних атомов; энергетическая активация поверхностных атомов облегчающая их взаимодействие один с одним; сближение свариваемых поверхностей на расстояние сопоставимое с межатомным расстоянием в свариваемом материале.
Сварке подвергаются практически любые металлы и неметаллы в любых условиях на земле в воде и космосе. Соединения получаемые сваркой характеризуются высокими механическими свойствами небольшим расходом металла низкой трудоемкостью и невысокой себестоимостью. Надежность соединений выполняемых сваркой позволяет применять ее при сборке самых ответственных конструкций.
Научно-технические экспериментальные и практические работы выполняемые в последнее время (примерно с 1970-х годов) в области сварки позволили создать принципиально новые конструкции машин.
В дуговой электросварке источником тепла является электрическая дуга которая возникает между электродом и металлом. Сущность электродуговой сварки в том что свариваемый металл плавится теплом дуги.
При дуговой сварке плавящимся электродом шов образуется за счет расплавления электрода и свариваемого металла. При сварке неплавящимся электродом шов заполняется металлом свариваемых частей но иногда присадочным металлом подаваемым в зону дуги со стороны.
Целью данной выпускной квалификационной работы является «Разработка технологии изготовления дезодоратора». Задачи проекта:
выбор способа сварки;
выбраны сварочные материалы;
разработанная технология сварки;
рассчитаны режимы сварки;
выбрано необходимое сварочное оборудование;
разработана схема обеспечения качества.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Описание и назначение конструкции
Изделие – дезодоратор относится к оборудованию для масложировой промышленности используется при окончательной рафинации растительных масел и жиров служит для повышения качества готового продукта уменьшения рабочих объемов и металлоемкости установки путем повышения степени удаления летучих вредных веществ из масла жира за счет лучшего диспергирования масло (жиро) - паровой смеси и интенсификации масло обмена при вакуумной дистилляции.
Рисунок 1.1 Общий вид дезодоратора
Габаритные размеры изготавливаемого изделия:
- высота ma высота емкости 1175мм.
- диаметр емкости 640мм;
- толщина основного металла 3 10мм;
- вес изделия 115кг.
Производство этого изделия требует решения следующих задач:
- борьба со сварочными деформациями при сварке;
- герметичность изготавливаемых изделий.
Сварное изделие является цельно сварным изготавливается из стандартного металлопроката.
Таблица 1.1 Детали дезодоратора
Приварное соединение
На рис.1.1 Показан дезодоратор представляет собой цилиндрический аппарат вертикального типа рабочей вместимостью 04м3 и производительностью около 15 тсут. Процесс дезодорации ведется в условиях разрежения (остаточное давление 013-065 кПа) при температуре 210-230°С. Одновременно с жиром в дезодоратор подается 50%-ный раствор лимонной кислоты из расчета 04 л на 1 т жира. При достижении температуры жира 100-150°С в дезодоратор подается острый пар в количестве 30 кгч для интенсивного перемешивания жира. При этом давление пара на входе в дезодоратор составляет 02-03 МПа а его температура 200-300ºС. Средняя продолжительность цикла дезодоратора равна 3 ч и зависимости от готовности жира по органолептическим показателям. Затем жир охлаждается в дезодораторе до температуры 100°С и направляется в маслоохладитель для охлаждения до 25-30°С а для сало масса – на 10°С выше его температуры плавления. После охлаждения дезодорат хранится в специальных жиро хранилищах под разрежением или в атмосфере инертного газа. При дезодорации строго контролируются такие важные параметры как температура жира остаточное давление в дезодораторе количество и давление пара для дезодорации и обогрева оборудования и др. Один-два раза в течение суток капле сборник освобождается от погонов. Через каждые 4 5 мес. эксплуатации рекомендуется выщелачивать установку раствором NaOH концентрацией 20-40 гл по изложенному выше режиму.
2 Выбор и обоснование материалов
Характеристика основного металла.
Материалы по химическому составу механическим свойствам и холодостойкости должны соответствовать требованиям настоящего стандарта проектной документации и ТУ на изготовление.
Качество и характеристики материалов должны подтверждаться соответствующими сертификатами. Для изготовления данной сварной конструкции должна применяться конструкционная углеродистая сталь которая выбирается по принципу:
- высокое качество удовлетворяющая ТУ;
- сравнительно низкая (оптимальная) цена.
Для изготовления изделия выбрана сталь марки Ст20 - конструкционная углеродистая качественная по ГОСТ 1050 – 88.
Применение ее очень разнообразно: Ст20 используют при изготовлении коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления листы для штампованных деталей цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.
Рассмотрим сталь марки Ст20 проверим склонность металла шва к появлению горячих и холодных трещин.
Таблица 1.2 Химический состав в % Ст20 по ГОСТ 1050 – 88
Таблица 1.3. Технологические свойства материала Ст20
Склонность к отпускной хрупкости:
Таблица 1.4 Механические свойства при Т=20oС материала Ст20
Механические свойства:
- Предел кратковременной прочности [МПа]
- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) [МПа]
- Относительное удлинение при разрыве [%]
- Относительное сужение [%]
- Ударная вязкость [кДж м2]
Влияние химических элементов на свойства стали.
Каждый из присутствующих химических элементов имеет свои специфические свойства и в зависимости от их содержания мы можем оценить качество материала.
Углерод - увеличивает прочность уменьшает пластичность вязкость легирующей стали он также повышает чувствительность к перегреву и закаливаемости стали и поэтому оказывает отрицательное влияние на её свариваемость. Увеличение содержания углерода в стали при обычных условиях сварки способствует образованию трещин в ОШЗ и шве. В низколегированных сталях содержание углерода находится в пределах 018 - 025 %.
Марганец - повышает прочность стали и мало влияет на её пластичность. При содержании углерода до 02% марганец в количестве до 12% увеличивает ударную вязкость низколегированной стали. Повышенное содержание марганца до18% улучшает свойства стали при условии ограничения в ней содержания углерода до 014%. Если в стали более 2% то свойства стали ухудшаются.
Кремний - увеличивает предел прочности и предел текучести стали. С увеличением содержания кремния ухудшается свариваемость стали.
Медь - повышает стойкость стали против коррозии атмосферной если она находится в пределах 03 - 04%.
Никель – повышает запас вязкости. Не смотря на позитивное влияние никеля на свойства стали в целом ряде случаев использование его ограничивают по причине дефицитности.
Под технологической свариваемостью понимают способность материала образовывать при рациональном технологическом процессе сварки прочное соединение без существенного снижения технологических свойств свариваемого материала в самом соединении и в прилегающей зоне.
Обязательными критериями при оценке свариваемости являются стойкость сварного соединения против образования горячих и холодных трещин а также равноценность механических свойств сварного соединения основному металлу.
Для углеродистых и низколегированных сталей стойкость сварного соединения против образования горячих и холодных трещин оценивается косвенным способом по эквиваленту углерода.
Проверяем склонность металла шва к возникновению горячих трещин при наиболее неблагоприятных условиях (содержание легирующих примесей):
если HCS = 00098 ≥ 0004 - это означает что сталь склонна к образованию горячих трещин. Уменьшает вероятность образования горячих трещин ограничения сварочного тока и скорости сварки.
Склонность к образованию холодных трещин проверяем по формуле:
так как Сэкв = 0462 > 045 то металл условно склонен к образованию холодных трещин однако в реальных условиях такое соотношение легирующих примесей маловероятно. Но в заводских условиях надо контролировать состав стали по соответствующим сертификатам. Повышение устойчивости шва против образования кристаллизационных трещин при сварке достигается за счет снижения в шве углерода серы и некоторых других элементов за счет применения проволоки с пониженным содержанием указанных элементов а также выбором соответствующей технологии сварки (последовательность выполнения швов обеспечение благоприятной формы провара) и рациональной конструкции изделия.
3 Анализ и выбор способа сварки
Выбор способа сварки производится с учетом толщины деталей в месте их соединения типа и конструктивного оформления протяженности и конфигурации доступности и положения шва в пространстве особенностей свариваемости программы выпуска и т.д. [3].
Для выбора способа сварки надо: во-первых выяснить среди каких способов выбирать. Целесообразно выбирать из типичных способов. К основным способам которые достаточно широко применяются в производстве сварных конструкции относят: ручную дуговую сварку (Е) механизированную и автоматизированную сварку в С02 (АП) сварку плавящимся электродом в инертных газах (ИП) автоматическую сварку под флюсом (АФ) электрошлаковую сварку (Ш) газовую сварку (Г) аргонодуговую сварку (АН) сварку плазменной дугой (П) электроннолучевую сварку (ЭП) и лазерную сварку (Л).
Во-вторых надо учесть факторы которые определяют способ сварки: химический состав материала толщина транспортабельность сварного изделия положение при сварке доступность конфигурация соединения и длина швов точность конструкции программа выпуска изделия тип производства стоимость и т. д.
Также необходимо четко выяснить приоритетность учета факторов.
Первый один из самых важных факторов это сварочный материал сталь Ст20. Для этой группы материала рекомендованы следующие способы сварки с точки зрения экономических и технологических показателей.
Таблица 1.5 Выбор способа сварки по группе металла
Типовые способы сварки плавлением
Плавящимся электродом
Не плавящимся электродом
Низкоулер. и низколегиров. (Fe)
Углерод. и легированные
Высоколегиров. стали (Fe)
Re Ru Rh Pd Os Ir Pt
++ - Более рекомендованы.
(+) – Рекомендуемые ограничено.
Материал из которого изготавливается изделие конструкционная углеродистая качественная сталь.
Вторым фактором является положение при сварке. Конструкция варится заводских условиях в удобном нижем положении.
Третьим фактором является толщина свариваемого металла.
Таблица 1.6 Выбор способа сварки с учетом толщины металла
Таблица 1.7 Сводная таблица типичных способов сварки плавлением
Положение сварки Нижнее
Глядя в таблицу 1.7 видим что сталь 20 можно сваривать практически всеми способами сварки Е УП ИП Ф Ш П ЕП Л. Нецелесообразно для данной стали использовать сварку ИН П электронным ЕЛ и лазерным Л лучами которые имеют сложное и дорогостоящее оборудование и чаще применяются при сварке цветных металлов и сплавов. Другие способы остаются для дальнейшего анализа. Далее учитываем толщину свариваемого материала толщина составляет 3 10 мм поэтому газовую сварку Г исключаем по причине невозможности сваривания таких толщин (чаще применяется для ремонта). Электрошлаковую (Ш) сварку исключаем по причине не возможности сваривания данной толщины данная сварка предназначена для сваривания очень больших толщин.
Ручная дуговая сварка. Ручную сварку исключаем по причине малой производительности (3кгчас) не высокого качества металла шва (защита зоны сварки низкая) не красивый внешний вид шва высокий коэффициент разбрызгивания высокой себестоимости так же требует высокого профессионализма и квалификации сварщика.
Сварка под слоем флюса. (Ф). Очень производительный способ электродуговой сварки его применяют для прямолинейных стыковых швов длиной более 500мм и угловых швов длиной более 3 м. Сварку производят голой электродной проволокой. Место сварного шва покрывают ровным слоем флюса толщиной 30–40мм. Мощность сварочной дуги при автоматической сварке 40–60 квт – это в 6–7 раз больше чем при ручной. При этом способе сварки электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом называемым сварочным флюсом. Под действием тепла сварочной дуги расплавляются электродная проволока и основной металл а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость заполненная парами металла флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс окружая газовую полость защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс прореагировавший с расплавленным металлом затвердевает образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Неизрасходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшей сварке.
Достоинства способа.
Производительность сварки – это количество расплавляемого металла в единицу времени прямо пропорциональна величине сварочного тока. При сварке под флюсом вылет электрода значительно меньше чем при ручной дуговой сварке. Поэтому можно не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия в несколько раз увеличить силу сварочного тока. Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом надежно изолирующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва без пор и шлаковых включений с высокими механическими свойствами. Работа на высоких плотностях тока в электроде позволяет производить сварку металла значительной толщины без разделки кромок. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Простота процесса позволяет использовать для обслуживания сварочных аппаратов сварщиков-операторов без длительной подготовки.
Технико-экономические показатели способа. Максимальная скорость сварки однофазной дугой под флюсом при удовлетворительном формировании шва -70мч. Производительность механизированной сварки под флюсом 6–15 кгч. Коэффициент наплавки 14–18г(Ач). Потери на угар и разбрызгивание составляют 1–3%.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка в СО2. (АП).
Сущность способа сварки в защитных газах заключается в том что дуга горит в струе защитного газа оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего расплавленный металл от вредного воздействия газов содержащихся в атмосфере.
Основными преимуществами сварки в среде защитного газа перед другими способами являются: надежная защита расплавленного металла от окисления кислородом окружающего воздуха; отсутствие обмазок и флюсов при сварке усложняющих и удорожающих этот процесс; высокая производительность; простота процесса и возможность его механизации при сварке в различных пространственных положениях с помощью простых приспособлений; хороший внешний вид сварного шва и высокие механические свойства соединения.
К недостаткам сварки в защитных газах следует отнести осложнения при проведении сварки на открытом воздухе особенно в ветреную погоду из-за возможности отдува защитного газа струей воздуха а также большие выделения вредного газа на рабочем месте сварщика.
Рассмотрев предложенные способы сварки приходим к выводу что целесообразно остановить свой выбор на автоматической сварке в защитных газах (АП) – основной способ. Этот выбор сделан из соображений получения качественных сварных соединений экономичности (возможность сварки этой толщины за один проход) а также автоматизации и технологичности. Как вспомогательный способ сварки (для выполнения прихваток приварки деталей изделия) выбираем па сварку в защитных газах.
4 Выбор сварочного оборудования и материалов
В категорию сварочного оборудования входят: источники питания различного рода подающие механизмы сварочные трактора сварочные головки и др. Однако качество сварки в первую очередь определяется параметрами источника питания его стабильностью и надёжностью работы поэтому остановимся на этом вопросе подробнее. В проектируемом технологическом процессе как упоминалось в введении особое внимание уделено повышению производительности труда механизации и автоматизации сварочных работ за счет внедрения нового высокопроизводительного оборудования и применения новых сварочных материалов. [4]. В настоящее время используется три основных вида источников.
)Сварочные трансформаторы. Громоздкие и тяжелые машины вырабатывающие переменный ток. Так как в данной работе сварка производится только на постоянном токе эти источники во внимание не принимаются.
)Сварочные выпрямители.
Современные тиристорные сварочные выпрямители находят широкое распространение в цеховых условиях где масса и габариты источника не играют большой роли. Развитая система управления последних моделей позволяет в широких пределах менять сварочные режимы а применяемые схемы стабилизации режима позволяют использовать эти источники в производстве ответственных сварных конструкций.
)Инверторные источники питания.
Сварочные инверторы используются как источники питания для сварочных аппаратов для всех методов дуговой сварки плавлением и в настоящее время являются наиболее современным видом сварочных источников питания.
Оборудование для автоматической сварки.
Для сварки кольцевых швов изделия учитывая режимы сварки и характер производства выбираем автомат для сварки в защитных газах плавящимся электродом. Сварочный автомат состоит из ходового механизма механизма подачи электродной проволоки и горелки. Перемещение автомата осуществляется с помощью стальных сферических роликов по разъемному рельсу. Ходовой механизм является основной несущей конструкцией автомата. На нем закреплено элементы системы обеспечения дуговой процесса: горелка механизм подачи проволоки и кассету с проволокой.
Рисунок 1.9 Автомат сварочный АД-231
Функциональная схема установки приведена на чертеже. Установка содержит следующие функциональные устройства:
Блок управления (контроллер) - для управления порядком включения-выключения исполнительных устройств;
Пульт управления - для представления команд о начале сварки информирование оператора;
Сварочный источник питания - для питания сварочной дуги;
Блок питания - питает все исполнительные устройства установки датчики и пульт управления;
Привод подачи проволоки - обеспечивает равномерную подачу проволоки;
Привод горизонтального перемещения - обеспечивает наведение аппарата на стык;
Датчик наличия газа - для определения наличия газа;
Датчик угла поворота - для определения конца шва.
Для выполнения сварки на данных режимах выбираем выпрямитель ВДУ-630.
Таблица 1.8 Технические характеристики выпрямителя ВДУ -630
Номинальное напряжение питающей сети частотой 50 Гц В
Номинальный сварочный ток А при ПВ 100%
Предел регулирования сварочного тока А
Предел регулирования сварочного напряжения В
Напряжение холостого хода В
Мощность которую потребляет кВт
Габаритные размеры мм:
Выбор сварочного оборудования вспомогательного способа сварки.
Оборудование для механизированной сварки в СО2. Рассмотрим сварочное оборудование для прихватки узлов между собой приварки ушей патрубков. [5].
Сварочный полуавтомат SYNERMIG 403
Сварочный полуавтомат SYNERMIG 403 предназначен для сварки методом МИГМАГ.
В состав полуавтомата входит современный инверторный источник питания и подающее устройство ZP-S3. Микропроцессорная система управления обеспечивает синергетическое задание параметров сварки и простую настройку оптимальных параметров сварки в зависимости от типа и толщины материала типа защитного газа и диаметра электродной проволоки. Установка обеспечивает регистрирование сварочных работ.
Рисунок 1.10 Сварочный полуавтомат SYNERMIG 403
Таблица 1.9 Технические характеристики полуавтомата SYNERMIG 403
Сетевой предохранитель
Номинальное потребление мощности
Номинальный сварочный ток при ПН100%
Пределы регулирования тока сварки
Вторичное напряжение холостого хода
Диаметры стальных электродных проволок
Скорость подачи электродной проволоки
подающего устройства
Масса источника питания
Масса подающего устройства
К вспомогательному оборудованию можно отнести:
Регуляторы расхода газа CO2 c подогревателем марки FCR-50N расходометр 5 – 50 лмин входное давление 12 МПа выходное давление 0 – 06 МПа массой 33 кг.
Горелка сварочная. С помощью горелки возбуждается дуга осуществляется формирование и направление струи защитного газа а также сварного шва.
Стоимость этого оборудование в полной комплектации составляет 250000 рублей.
Сварочный полуавтомат WeldForce KPS 4500
Kemppi OY выпускает высококачественное сварочное оборудование соответствующее по своему качеству требованиям сертификата ISO 9001 полученное фирмой в 1990 году и экологическим требованиям сертификата ISO 1400. Все аппараты и комплектующие выпускаемые на Kemppi носят маркировку CE означающую что изделие соответствует всем общеевропейским директивам и необходимым приспособленным стандартам касающихся здравоохранения безопасности труда защиты окружающей среды и прав потребителя.
Оборудование Kemppi уже более 30 лет поставляется на территорию РФ и стран СНГ для различных отраслей промышленности. Номенклатурный ряд оборудования позволяет решать широкий спектр производственных задач. Отличительными особенностями оборудования являются: надежность экономичность и простота управления. Наличие всех этих факторов позволяет увеличить производительность и качество работ при существенном сокращении издержек.
Источник питания Kemppi WeldForce KPS4500 предназначен для применения в профессиональном сварочном производстве.
Рисунок 1.11 Kemppi WeldForce KPS4500
Таблица 1.10 Технические характеристики полуавтомата Kemppi WeldForce KPS4500
Сварочный ток и напряжение MMA
Сварочный ток и напряжение TIG
Мощность подключения
Предохранитель инертный
Напряжение холостого хода
Габариты (Д х Ш х В)
Особенности WeldForce KPS 4500
- Отличные результаты сварки с минимальным разбрызгиванием благодаря полностью цифровой технологии импульсных сварочных аппаратов
- EWM-forceArc – сварка открытой дугой со струйным переносом металла дуга под давлением: убыстряет расплавление металла
- Возможность записи в память аппарата программ сварки.
- Цифровая индикация сварочного напряжения тока и других параметров сварки
- 2-тактный 4-тактный специальные 2-тактный и 4-тактный режимы сварки сварка точками
- Регулируемые параметры: скорость подачи проволоки коррекция сварочного напряжения динамика время продувки газа и др.
- Охлаждение сварочной горелки жидкостноегазовое
Подающий механизм WeldForce KWF 200.
Проволокоподающее устройство Kemppi WeldForce KWF 200 предназначено для применения в профессиональном сварочном производстве.
Рисунок 1.12 Подающий механизм WeldForce KWF 200
Вывод: исходя из вышесказанного можно сделать вывод что источники питания являются современными инверторами которые обладают примерно равными функциями и возможностями соответствуют общеевропейским нормам. При этом на передовой план выходят такие факторы как стоимость репутация фирмы изготовителя техобслуживание и ремонт. Оборудование фирмы KEMPPI положительно зарекомендовало себя на рынке России и стран СНГ. К тому же стоимость сварочного полуавтомата SYNERMIG 403 и 15 раза больше стоимости полуавтомата WeldForce KPS 4500 фирмы KEMPPI.
Для выполнения прихваток сварки узлов между собой выбираю сварочный полуавтомат WeldForce KPS 4500.
Выбор сварочных материалов.
Рациональный выбор сварочных материалов играет очень важную роль в качественном формировании сварного шва (химический состав; механические свойства) что напрямую влияет на качество изготовления сварных изделий на сроки эксплуатации на способность изделий в полной мере выполнять установленные требования. [6].
Выбор сварочной проволоки.
Сварочные материалы должны обеспечивать равнопрочность металла шва с основным металлом конструкции по пределу прочности т.е. предел прочности металла шва должен быть не ниже нормативного значения предела прочности основного металла.
Стальная сварочная проволока классифицируется на три группы: низкоуглеродистая легированная и высоколегированная. ГОСТ 2246 предусматривает 75 марок стальной проволоки разного химического состава.
При сварке в углекислом газе происходит окисление металла и потеря легирующих элементов. Поэтому основной особенностью этого способа сварки является необходимость применения электродных проволок с повышенным содержанием элементов раскислителей (кремния марганца) компенсирующих их выгорание в зоне сварки предотвращающих окисления металла в ванне и образование пор.
Основным параметрами при выборе сварочной проволоки является схожесть его химического состава с основным металлом а также чтобы временное сопротивление разрыву сварочной проволоки превышало временное сопротивление разрыву основного металла. [5]
Содержание элемента %
По этому для механизированной и автоматической сварки выбираю сварочную проволоку марки СВ – 08Г2С по ГОСТ 2246 – 70 так как она более близка по химическому составу и механическим свойствам для стали марки Ст. 20.
Таблица 1.11 Химический состав сварочной проволоки СВ – 08Г2С
Таблица 1.12 Механические свойства стальной сварочной проволоки Св-08Г2С
Ударная вязкость КСU
Преимущества проволоки Св-08Г2С:
- экономически недорогой вид сварочной проволоки широкого применения.
- имеет повышенные механические свойства.
- стабильный химический состав.
Поверхность сварочной проволоки должна быть гладкой без окалины ржавчины масла и других загрязнений. Сварочная проволока поставляется в бухтах и в катушках.
Защитный газ выбирают с учетом особенностей свариваемого металла а также требований предъявляемых к сварным швам. Инертные газы применяются для сварки химически активных металлов а также во всех случаях когда необходимо получить сварные швы однородные по составу с основным и присадочным металлом. Активные газы применяют когда заданные свойства металла можно обеспечить металлургической обработкой (окислением восстановлением азотированием и т.д.).
При сварке в среде защитного газа сварочная дуга сварочная ванна и нагретые участки основного металла изолируются от атмосферы воздуха. Качественное оттеснение воздуха защитным газом при струйной защите происходит только в том случае если течение газа ламинарное.
Согласно ГОСТ 8050-85 газообразная и жидкая углекислота поставляется трех видов: высшего первого и второго сортов. Для сварки рекомендуется использовать углекислоту высшего и первого сорта. Применение углекислоты второго сорта для сварки допускается однако желательно наличие осушителей газа. Углекислый газ выпускается двух сортов в зависимости от чистоты.
сорт - содержание углекислого газа не менее 995%
сорт - содержание углекислого газа не менее 90%.
Наиболее подходящий сорт для сварки данного изделия - где
содержание СО2=99.5 % по ГОСТ 8050-85 получится шов с меньшими потерями на разбрызгивание. Этот газ дешевле чем гелий аргон и другие но обеспечивает хорошую защиту шва.
Для извлечения влаги из углекислого газа применяется осушитель газа.
5 Расчет режимов сварки
В результате конструктивно - технологического анализа изделия установлено основной металл – сталь 20. Находим типы стыковых соединений которые подходят для этой толщины. [4]. С помощью автоматической сварки будет выполняться сварка продольного шва обечайки (шов №1) наружных кольцевых швов (шов №2) толщина металла 3 10мм. С помощью механизированной сварки все остальные швы согласно конструкторской документации.
Рисунок 1.13 Сварные швы изготавливаемого изделия
Шов №1 по ГОСТ 14771-76.
Для сварки продольных швов обечайки выбираем стыковое соединение типа С-2 по ГОСТ14771-76 без разделки кромок.
Рисунок 1.14 Формы и размеры шва №1 сварного соединения типа С-2 по ГОСТ 14771-76
Для С-2 по ГОСТ 14771-76: S=6мм; e=12мм; g=15мм; в=0+2мм.
Определим расчетную глубину проплавления по формуле:
Рассчитываем режим сварки по размерам шва.
hp=06S-05b = 06*6 – 05*0=31мм
) диаметр электродной проволоки dЭ.П:
dэп. = (029 11) hp = 0899 341мм
При автоматической сварке расчетному диапазону удовлетворяют стандартные размеры - 16 2 2.5 3 4 5 6. Выбираем диаметр электродной проволоки 2мм.
) Скорость сварки рассчитаем по формуле:
) Сварочный ток рассчитаем по формуле:
Iсв = = = =2649 = 265А
) Определяем напряжение сварки:
Uсв = 22 + 002 Iсв= 22+002*265 = 273В
) Определяем длину вылета электродной проволоки:
lв = 10dэп ±2 dэп = 20±4мм
Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке на переменном токе:
Vэп= 032* + 222*10-3* =406ммс=146мч
Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке на постоянном токе обратной полярности:
Vэп= 053* + 694*10-4* =412ммс=148мч
Выбираем сварку на постоянном токе так как конструкция ответственная а прямая полярность обеспечивает лучшее проплавления.
Определяем расход защитного газа.
Шов №2 по ГОСТ 14771-76.
Для сварки кольцевых швов обечайки с донышком и крышкой выбираем угловое соединение типа У-6 по ГОСТ14771-76 с разделкой кромки.
Рисунок 1.15. Формы и размеры шва №2 сварного соединения типа У-6 по ГОСТ 14771-76.
для У-6 по ГОСТ 14771-76: S1=6мм; S2 =10мм; e=14мм; g=1мм; в=1мм.
Расчет режима сварки:
Определим площадь наплавленного металла по чертежу. Так как шов однопроходный
Определим диаметр электродной проволоки:
Принимаем диаметр 20 мм.
Скорость сварки рассчитаем по формуле:
Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке:
Сварочный ток рассчитаем по формуле:
Определяем напряжение сварки:
Определяем длину вылета электродной проволоки:
Шов №3 по ГОСТ 14771-76
Для приварки приварного элемента к днищу с помощью па сварки воспользуемся угловым соединением типа У-19 по ГОСТ 16037-80 с разделкой кромки.
Рисунок 1.16. Формы и размеры шва №3 сварного соединения типа У-19 по ГОСТ 16037-80.
Угловое соединение тип У-19 по ГОСТ 16037-80:
S =3мм; S1 =10мм; g ≤ 15 мм; в = 0 +05 мм; К = 4мм – заложен конструктивно
Коэффициент Кd=(0149 0264) - выбран для механизированной сварки в нижнем положении на постоянном токе. При механизиванной сварке расчетному диапазону удовлетворяют стандартные размеры электродной проволоки 12 20 мм. Так как технологически будет выполнение прихваток в вертикальном положении то диаметр проволоки в верхнем значении ограничивается диаметром 14 мм. Выбираем более высокое из возможных значений диаметра что повысит скорость сварки тем самым увеличит производительность процесса. Принимаем диаметр 14 мм.
При механизированной сварке скорость сварки ограничивается в пределах 4 10 ммс.
Шов №4 по ГОСТ 16037-80.
Для приварки труб к фланцам воспользуемся односторонним сварным соединением типа У-17 по ГОСТ 16037-80 без разделки кромок.
Рисунок 1.17 Формы и размеры шва №4 сварного соединения типа У-17 по ГОСТ 16037-80.
Для сварных швов данного типа параметры сварки такие же как рассчитанные выше для соединения по типу У-19 по ГОСТ 16037-80 шов №3.
Шов №5; №6 типа Т-3 Т-1 по ГОСТ14771-76.
Для приварки ушей к корпусунакладки к корпусу воспользуемся сварным соединением типа Т-3Т-1 по ГОСТ14771-76 без разделки кромок.
Рисунок 1.18 Формы и размеры шва №5 №6 сварного соединения типа Т-3 Т-1 по ГОСТ14771-76.
Рисунок 1.19 Формы и размеры шва №7 сварного соединения типа С-2 по ГОСТ14771-76.
Для сварки труб выбираем сварное соединение типа С-2 по ГОСТ 14771-76 без скоса кромок. Такое соединение позволит проварить данные толщины за один проход.
Для С-2 по ГОСТ 14771-76: S=3мм; e=8мм; g=15мм; в=0+15мм.
dэп. = (029 11) hp = 0522 198мм
При автоматической сварке расчетному диапазону удовлетворяют стандартные размеры - 16 2 2.5 3 4 5 6. Выбираем диаметр электродной проволоки 16мм.
Проверяем соответствие расчетного параметра тока допустимым пределам по эмпирической формуле Iсв = (110 230)dэп = 176 368А то есть принимаем полученные результаты.
Uсв = 22 + 002 Iсв= 22+002*190 = 26В
lв = 10dэп ±2 dэп = 16±32мм
Vэп= 032* + 222*10-3* =433ммс=156мч
Vэп= 053* + 694*10-4* =455ммс=164мч
Определяем расхода защитного газа
6. Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия
6.1. Заготовительные операции
Что бы изготовить заготовки дезодоратора применяются следующие заготовительные операции: правка очистка разметка резка подготовка поверхности металла под сварку вальцовка. [10].
Правка основного металла.
Листы и сортовой прокат имеющие внешнюю деформацию подлежат правке. Листы следует править в многовалковых листоправильных вальцах.
Рисунок 1.19 Схема правки листов на листоправильных вальцах.
Правка листового металла осуществляется на листоправильной многовалковой машине W43-102000. Её технические характеристики представлены в таблице 6.1.
Таблица 1.13. Техническая характеристика листоправильной многовалковой машины W43-102000.
Размеры выправляемого листа мм:
Предел текучести металла МПа (кгсмм2)
Число правильных валков
Диаметр правильных валков мм
Шаг правильных валков мм
Скорость правки ммин
Мощность электродвигателей привода вращения валков кВт:
Габаритные размеры мм:
длина входного и выходного рольганга
Правка выполняется в холодном состоянии при температуре окружающего воздуха не ниже .
Лист предназначенный для разметки укладывают на разметочном столе маркой вверх. Разметку детали начинают с пробивки контрольной линии (продольной строевой) вдоль листа. Линию сначала наносят ниткой натертой мелом между точками положения контрольной линии а затем — чертилкой (или сразу чертилкой). Для деталей с прямыми кромками (при отсутствии контрольной линии) на листе пробивают линию одной из ее продольных сторон от которой указаны размеры для построения контура. Контур деталей располагают от кромок листа не ближе чем 10—20 мм в зависимости от толщины листа иначе обрезка кромок на гильотине окажется затрудненной. Совмещение кромки детали с кромкой листа возможно в тех случаях когда деталь по этой кромке имеет соответствующий припуск и кромка листа прямолинейна. На концах продольной строевой линии выставляют с помощью штангенциркуля или угольника перпендикуляры от которых производят построение поперечных линий. Правильность построения проверяют при помощи диагоналей. После чего приступают к построению остальных линий размечаемой детали и мест приварки. Для разметки контуров деталей с прямолинейными кромками линий гиба и приварки деталей нанесение маркировок может применятся разметочно-маркировочная машина. Разметка и маркировка происходит по программе в автоматическом режиме. Машины разметки устанавливаются на линиях резки. Учитывая программу выпуска будет применяться разметочно-маркировочная машина.
Очистка поверхности металла.
Очистку применяют для удаления с поверхности металла средств консервации загрязнений ржавчины окалины заусенцев шлака. Для очистки будем использовать без пыльный дробеструйный аппарат DSG-100SP. Технические характеристики этого аппарата приведены в таблице 1.14.
Таблица 1.14. Технические характеристики безпыльного дробеструйного аппарата DSG-100SP.
Производительность м2ч
Давление сжатого воздуха МПа
Расход воздуха м3мин
Масса дроби загружаемой в аппарат кг
Масса (без дроби) кг
Режим обработки: Если 430 мм то используется дробь размером до 12 мм материал дробь стальная рубленая (ДСР) давление воздуха 05 МПа диаметр сопла 5 мм угол расположения сопла к поверхности 80-90º.
Резка металла – наиболее трудоёмкая заготовительная операция. Она составляет 20-40 % общей трудоёмкости изготовления входящих деталей. При изготовлении деталей сварных конструкций применяют следующие виды резки: гильотинные ножницы на отрезных станках термическую штамповку на прессах. Ножницы применяются для резки листового фасонного и сортового металла малых и средних толщин и сечений. Отрезные станки применяют для резки труб фасонного и сортового металла. На отрезных станках возможна резка профилей больших сечений чем на ножницах обеспечивая более высокое качество резки. Однако трудоёмкость резки выше чем на ножницах. Поэтому отрезные станки применяют для резки профилей которые невозможно резать на ножницах. Термическую резку применяют для резки листового материала средних и больших толщин труб большого диаметра а также в случае когда деталь имеет сложную форму.
Основными представителями термической резки являются газокислородная плазменная и лазерная резка.
Резка листового проката осуществляется на станке комплексного плазменного раскроя трубного и листового проката Plasma-Met 1001. Его технические характеристики представлены в таблице 1.14.
Плазменная резка металлов является технологичным и прогрессивным методом раскроя металлов имеет массу преимуществ превосходства при резке металлов больших толщин.
Таблица 1.15. Технические характеристики станка комплексного плазменного раскроя листового проката Plasma-Met 1001.
Толщины обрабатываемых труб мм
Скорость резки мммин.
Степень точности позиционирования мм
Степень точности повторения мм
Скорость позиционирования мммин
Рисунок 1.15 станок комплексного плазменного раскроя листового Plasma-Met 1001.
Гибка это преднамеренная контролируемая деформация заготовки с целью придания ей расчетной пространственной формы. Гибка заготовок происходит на листогибных вальцах кромкогибочной машине.
Вальцы листогибные трехвалковые – используются для производства круглых прямо шовных изделий типа «обечайка» и радиусных изделий. Назначаю для гибки заготовок листогибные вальцы ИБ2220В-01 (рис.1.16).
Рисунок 1.16 3-х валковая листогибочная машина (вальцы) ИБ2220В-01
Таблица 1.16 Технические характеристики листогибочной машины ИБ2220В01.
Наибольшая ширина изгибаемого листа мм
Наибольшая толщина изгибаемого листа при гибке мм
Наибольшая толщина изгибаемого листа при подгибке мм
Радиус гибки наименьший мм
Диаметр верхнего валка мм
Удельный расход эл.энергии кВтч
Габариты станка Д×Ш×В (мм)
Кромкозагибочные станки – используются для загиба краев (радиусных элементов) как в плоских так и в выпуклых днищах емкостей.
Назначаю для загиба краёв кромкогибочный станок SDK 6 (рис.1.17).
Рисунок 1.17 Кромкозагибочный станок SDK 6.
Таблица 1.17 Технические характеристики кромкозагибочного станка SDK 6
Наименование характеристики
Значение характеристики
Максимальный диаметр тарелки мм
Минимальный диаметр тарелки мм
Толщина металла (стальнерж.) мм
Максимальный радиус загиба мм
Размеры станка ДхШхВ мм
Потребляемая мощность кВт
6.2. Последовательность сборки и сварки изделия
Таблица 1.18 Технологический процесс заготовительного и формообразующего производства
Необходимое оборудование
Транспортировать листовой металл трубы на склад.
Загрузить прокатный металл на самоходную тележку.
Транспортировать прокатный металл на заготовительную участок.
Очистить прокат от загрязнений
Машина для мойки 168-036
Черкасское НПО "Комплекс".
Многовалковая листоправильная машина
Резать листы трубы на нужные заготовки согласно схеме раскроя.
Вырезать технологические отверстия для установки в дальнейшем патрубков.
Портальная машина для плазменной резки ЧПУ.
Механическая обработка
Произвести зачистку поверхностей кромок заготовок после ПР.
Подготовить кромки деталей под сварку.
Выполнить вальцовку заготовок чтобы получить: деталь поз.8.
-х валковая листогибочная машина (вальцы) ИБ2220В-01.
Загрузить детали в тару.
Загрузить тару на электрокар.
Транспортировать тару до сборочно-сварочного цеха.
Таблица 1.19 Технологический процесс сборочно-сварочного производства
Техника безопасности
Выполнить мероприятия по технике безопасности и охране труда.
Обеспечить персонал ФСА и организовать вентиляцию.
Спецодежда ТР ГОСТ 12.4.127-83.
Рукавицы ТР ГОСТ 12.4.127-83.
Свальцованный лист перемещаем на участок сборки и сварки.
Проверяем правильность выполнения сборочных операций согласно проектной документации.
Выполняем автоматическую сварку при помощи установки для сварки продольного шва обечайки.
Трактор сварочный ТС-79.
Транспортировать обечайку к установке сварки кольцевых швов.
С помощью спроектированного стенда выполнить сборку и сварку трубы сложной формы.
С помощью полуавтоматической сварки к ранее изготовленной обечайке прихватываем донышки заранее поместив нее трубу сложной формы соблюдая требования КД.
Кладем обечайку на роликовый стенд.
Выставляем скорость вращения изделия режим сварки.
Выполняем сварку на холостых режимах.
Проводим сварку кольцевых швов
Мостовой кран роликовый стенд
Сборочно сварочный стенд.
Зачистить сварные швы от шлака брызг. Удаляются дефекты сварных швов с помощью щетки зубила молотка.
Щетка по металлу молоток.
Выполнить измерительный контроль сварной конструкции.
Проверить качество сварных швов ультразвуковым методом контроля.
Шаблоны сварщика (катетоизмерители).
Выполняем приварку ушей таблички патрубков к корпусу дезодоратора согласно КД.
Ультразвуковой методом контроля
Зачистить видимые сварные швы и зону термического влияния от цветов побежалости до металлического блеска. Очистить поверхность изделия от брызг (капель расплавленного металла). Шлифовать и полировать поверхность бака.
Турбина Bosh Круги 3М войлочные круги паста Гой .
- провести УЗК. Наполнить дезодоратор водой убедиться что изделие герметично;
- проверить отсутствие забоин вмятин трещин;
- маркировать сварное изделие;
- клеймить клеймом окончательного контроля ОТК.
УЗК гидравлическое испытание.
С помощью мостового крана транспортировать изделие на склад готовой продукции
6.3. Мероприятия по снижению напряжений и деформаций
Предупреждение образования остаточных сварочных напряжений и деформаций традиционно достигается за счёт: рационального конструирования (расчленения конструкции на отдельные узлы для локализации в них остаточных напряжений с последующей сборкой в изделие); рациональной технологии сборки и сварки (сборку производить с максимальной точностью не допуская неравномерных зазоров и смещений кромок сварку выполнять при возможно малых значениях погонной энергии т.к. деформации пропорциональны её величине назначать последовательность наложения швов не создающую жёстких контуров и обеспечивающую условия перемещения свариваемых элементов при усадке); уравновешивания деформаций (назначать последовательность наложения швов при которой обеспечивается уменьшение окончательной деформации за счёт выполнения последующих швов); создания обратных деформаций создавать перед сваркой искусственную деформацию обратную по знаку ожидаемой от сварки. Величину обратной деформации определяют опытным или расчётным путём.
7. Контроль качества
Входной контроль основных и присадочных материалов предназначен для предупреждения дефектов от поставляющих организаций.
При поступлении на завод новой партии основного металла необходимо наличие сертификата соответствия металла также сертификатами соответствия ГОСТу 8050-85 и ГОСТу 2246-70 должно сопровождаться прибытие на предприятие углекислоты аргона и сварочной проволоки соответственно.
В случае необходимости вызванной отсутствием сертификата соответствия либо другими факторами необходимо выбрать несколько образцов для контроля из вновь поступившей партии и направить их в ЦЗЛ для проведения анализа химического состава образца и его механических свойств с последующей выдачей заключения о соответствии вышеупомянутым ГОСТам.
Выбор методов контроля качества сварных швов производим исходя из степени ответственности объекта контроля. Ответственность конструкции оцениваем по тем убыткам которые последуют в случае её выхода из эксплуатации и главным образом тем вредом который несёт за собой её разрушение человеку и природе.
Принимая во внимание степень ответственности конструкции выбираем для контроля сварных швов визуально-оптический и ультразвуковой метод контроля.
Визуальный (внешний осмотр) является обязательным при контроле качества сварки любым методом. Сварные соединения рассматривают невооруженным глазом или через лупу при хорошем (не бьющем в глаза) освещении; замеряют швы с помощью инструментов и шаблонов. Этим методом можно определить выходящие на поверхность поры и трещины не заделанные кратеры подрезы неравномерность ширины и высоты шва наплывы отступление размеров шва от требований чертежа и другие внешние дефекты по ГОСТ 3242-79 «Соединения сварные. Методы контроля качества». Обнаруженные в результате визуального контроля дефекты следует устранить.
Ультразвуковой метод контроля основан на применении ультразвуковых упругих колебаний материальной среды частота которых лежит выше предела слышимых звуков то есть более 20 тысяч колебаний в секунду. При ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений обычно применяются частоты достигающие миллионов колебаний в секунду (12÷50 МГц). Физические свойства ультразвуковых волн высокой частоты близки физическим свойствам электромагнитных световых волн. .[12]
С помощью ультразвука проверяют качество основного металла и сварных соединений толщиной от миллиметров до нескольких метров.
В контролируемый шов ультразвук вводится под углом к поверхности через основной металл с помощью призматических щупов.
Контроль сварных соединений ультразвуком регламентирован ГОСТ 14782-69 «Швы сварных соединений. Методы ультразвуковой дефектоскопии».
Рисунок 1.18 Схема ультразвукового метода контроля:
- генератор ультразвуковых колебаний; 2- пьезоэлектрический щуп;
- усилитель; 4- экран дефектоскопа.
Работа ультразвуковых дефектоскопов – приборов для выявления дефектов в изделиях в том числе и в сварных швах основана на пьезоэлектрическом эффекте. По принципу отражения ультразвуковых волн работает ультразвуковой дефектоскоп УД-1 с помощью которого можно обнаружить дефекты расположенные на глубине 1-6000мм под поверхностью. Метод ультразвукового контроля сварных швов регламентирован ГОСТ 14782-76.
УЗК должны подлежать все ответственные сварные швы для выявления внутренних дефектов.
Дефекты сварных соединений должны исправляться следующим образом: кратеры сваривают швы с дефектами которые превышают допустимые удаляют на длину дефектного места плюс 15 мм с каждой стороны и сваривают заново; подрезы основного металла превышающие допуск зачищаются и свариваются с последующей зачисткой которая обеспечит плавный переход от наплавленного к основному металлу.
Исправленные дефектные места или их части должны быть проверены заново.
7.1. Расчёт сварочных материалов
Расчет расхода проволоки
Определение массы наплавленного металла. наплавленного металла определяется по формуле:
где γ = 78 гсм3 - плотность металла VH - объем наплавленного металла см3 который определяется по формуле (2):
где FН - площадь поперечного сечения наплавленного металла см2
LШВ - длина сварного шва мм
VH1 = 0012*1155= 1386 см3
VH2 = 0025*4145= 1036 см3
VH3 = 0008*66= 06см3
VH4 = 0008*140= 112 см3
VH5 = 0008*200= 16 см3
VH6 = 0008*100= 08 см3
VH7 = 0011*69= 076 см3
GH1 = 1386*78= 011кг.
GH2 = 1036*78 = 08кг.
GH3 = 06*78 = 0005кг.
GH4 = 112*78 = 0008кг.
GH5 = 16*78 = 001кг.
GH6 = 08*78 = 0006кг.
GH7 = 076*78 = 0006кг.
Σ GH = 011+08+0005+0008+001+0006+0006 =0945кг
Определение расхода электродной проволоки для механизированной и автоматической сварки.
Расход электродной проволоки определяется по формуле:
где Кн = 11- коэффициент потерь электродной проволоки при сварке.
Затраты на проволоку для одного изделия Цпр определяются по формуле:
где СПР - стоимость 1кг проволоки руб.
На сварку одного изделия потребуется:
GЭЛИЗД = 0945*11 = 104 кг
Стоимость 1 кг проволоки 46 рубля следовательно затраты равны:
ЦПР = 104*46= 48 руб.
7.2. Определение нормы времени на сварку
Для механизированной и автоматической сварки общее время
ТОБЩ определяется как:
где tM - машинное время сварки шва ч;
n = 08-09 - коэффициент использования.
Машинное время сварки определяется по формуле:
где GH - масса наплавленного металла гр
αн = 15гА*ч - коэффициент наплавки
tM = 104*103(15*265) = 0253ч
Тобщ = 025309 = 028ч (20мин).
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1. Выбор вспомогательного оборудования
Комплекс установок для сборки и сварки позволяет автоматизировать процесс изготовления изделия поскольку есть достаточно большой спрос на этот вид работ.
Для изготовления изделия проектируем установку которая позволяет формировать обечайку фиксировать сформированный лист металла сваривать продольный шов автоматической сваркой.
В данном случае конструирование установки выполняется на основе:
Изучение чертежей данной конструкции;
Анализа производственной программы выпуска изделий;
Технико – экономическое обоснование наилучшего варианта оборудования из числа возможных.
Конструкция установки обязана обеспечивать беспрепятственную и быструю установку и снятие изделия доступность к месту сварки.
Производственная программа выпуска определяет сложность конструкции оборудования. Необходимость и целесообразность его оснащения механизмами для комплексной механизации и автоматизации.
При этом также следует обеспечить стабильное качество готовой продукции и учесть мероприятия охраны труда и охраны окружающей среды.
В серийном производстве целесообразно использование быстродействующих механизированных устройств сварочной оснастки. Долю ручного труда надо максимально уменьшить.
Человек должен только управлять механизированными устройствами погрузкой и разгрузкой изделия пуском сварочных автоматов.
Рисунок 2.1 Эскиз установки для сварки продольного шва обечайки.
Установка состоит из рамы и поворотной консоли. На поворотной консоли устанавливается предварительно свальцованный лист металла. После чего консоль поворачивается в рабочее положения и фиксируется. В зазор устанавливается нож по которому будет выставлен необходимый зазор. После чего пневмоприжимами края листа прижимаются. Зафиксированные кромки свариваются с помощью сварочного трактора.
Для того что бы автоматизировать сварку кольцевых швов нашего изделия воспользуемся роликовым стендом в него устанавливаются прихваченный ранее заготовки цилиндрической формы. Возможна сварка всех наружных швов изделия с заданной скоростью. Процесс сварки осуществляется с помощью подвесной головки АД-231. Сварочная головка предназначена для подведения проволоки к месту сварки и подведения сварочного тока к проволоке. Сварочную головку закреплено на кронштейне при этом ее ось смещена относительно оси штанги. Закрепление осуществляется с помощью хомута который зажимается болтовым соединением. На том же кронштейне закреплен направляющий канал для провода. Таким образом проволока из кассеты проходит через гибкий канал механизм подачи проволоки и направляющий канал и попадает в сварочную ванну. Изоляцию сварочной головки обеспечивает изоляционная втулка. Механизм подачи проволоки крепится с помощью винтов к ходовому механизму. Механизм подачи проволоки предназначен для подачи проволоки в зону сварки. Важную роль играет токоподвод с помощью которого происходит подвод тока к электродной проволоке. Через штуцер происходит подача защитного газа. Сборочно-сварочное приспособление включает в себя:
- Роликовый стенд Т-30М с приводом вращения Р-994 питается от сети 220В;
- Заднюю бабку Т-28 с помощью которой осуществляется прижим деталей изделия.
Роликовый стенд предназначен для вращения цилиндрических изделий при автоматической сварке. Его основные узлы: приводной ролик холостой ролик привод вращения и рама стенда. Ролики связаны между собой валом. Сначала заготовки устанавливаются на роликовый стенд автомат для сварки находится в начальном состоянии. После этого происходит прижим деталей друг к другу путем вращения рукоятки задней бабки. До начала процесса сварки необходимо привести автомат на стык и включить привод вращения роликового стенда.
Рисунок 2.2 Компоновка установки для сварки кольцевых швов изделия.
Проектирования сборочно-сварочного стенда.
В целях упрощения сборки и сварки трубы дезодоратора (внутренней) спроэктируем специальный сборочно сварочный стенд. Схематично и графически покажем схемы базирования заготовок.
Рис. 2.3. Схема стенда
Основной базой для цилиндрической поверхности есть вся поверхность которая лишает заготовку четырех степеней свободы и представляет собой базирующую плиту. В ее пазы укладываются заготовки с помощью щупа выставляем и котролируем зазор фиксируем с помощью двух прижимов в неподвижном положение. В процессе изготовления изделия используется специальное сборочно-сварочное оборудование которое позволяет упростить процесс сборки и сварки увеличить продуктивность и качество изделия. Это выполняется с помощью универсальной сварочной плиты (УСП) которая позволяет уменьшить трудоемкость в 2раза увеличить в 1.5 раза производство уменьшить траты на проэктную оснастку в сравнении с индивидуальной оснасткой на 60 70%. Для сборки прихватки заготовок изделия выбрано универсальную сварочную плиту фирмы BuildPro современной разработки. Она представляет собой плиту с цилиндрическими отверстиями диаметром 16мм которые предназначены для крепления комплектующих.
Рисунок 2.4 Сварочная плита фирмы BuildPro
–цилиндрическое отверстие диаметром 16мм; 2 –монтажная плита; 3-основа толщиной 40мм; 4-стойка.
Рассмотрим комплектующие с помощью которых выполняется базирование деталей изделия:
Прижим – предназначен для быстрого и точного фиксирования необходимых деталей узлов и т.д. Монтируется в цилиндрические отверстия плиты. Усилия прижатия выполняется вращением ручки вокруг оси.
Базирующая плита – была разработана для точной установки цилиндрических деталей плита является неподвижной так как фиксируется жестко.
Рисунок 2.6 Базирующая плита (изображена не вся)
2. Расчет сварных швов на прочность
Прочность сварных соединений зависит от следующих факторов:[8]
) от прочности основного металла;
) от прочности наплавленного металла шва;
) от формы и вида соединения;
) от характера силового воздействия на соединение;
) от квалификации сварщика.
Рассмотрим работу и расчет стыковых швов.
Рисунок 2.7 Сварной стык
Практические расчетные формулы не учитывают сварочных напряжений.
Поэтому для рассматриваемого вида соединения считают что нормальные напряжения по сечению сварного шва распределяется равномерно и расчет стыкового шва на прочность производится по формуле:
где: N- усилие действующее на стенки бака (вес жидкости воздействующая на стенку бака);
t –толщина металла (001м);
Rw–расчетное сопротивление стыкового шва
γс = коэффициент условий работы (09).
Проверим прочность стыкового шва №1.
). N=250*098=245кгс = 25кН
). Rw=085*Rγ =085*530=450МПа*09 =405МПа
). р' =2500(001*115)=218*103Па = 218МПа ≤405МПа
Таким образом прочность стыкового соединения обеспечена.
Рассматривается возможность изготовления сварного изделия с использованием альтернативных способов и средств сварки которыми располагает предприятие и когда необходимо выбрать лучший процесс.
В подобной ситуации выбор лучшего решения должен осуществляться на основе текущих затрат. При их определении во внимание следует принимать лишь затраты которые будут различаться в сравниваемых вариантах и которые могут повлиять на выбор лучшего варианта.
Очевидно например что при сравнении ручной и полуавтоматической сварки нет необходимости учитывать затраты на основной материал из которого изготавливается сварная конструкция поскольку анализируемые процессы практически не оказывают заметного влияния на расход основного материала.
Поскольку сравнение вариантов следует вести из предложения что предприятие располагает соответствующими способами и средствами во внимание не следует принимать затраты на приобретение оборудования и амортизационные отчисления.
Критерием выбора лучшего способа сварки будут служить затраты на сварку изделия. Причем во внимание принимаются те затраты которые будут различаться по сравниваемым вариантам.
Результаты расчетов проведем в виде следующих таблиц.
Таблица 3.1 Затраты на сварочные материалы
Исходные данные и расчетная формула
Сравниваемые процессы
па сварка в среде СО2
Автоматическая сварка в СО2
-масса наплавленного материала кгизд.
-коэффициент учитывающий отношение веса инструмента к весу наплавленного материала
- цена сварочных материалов (руб.кг)
Итак затраты на сварочные материалы по варианту 2 ниже.
Таблица 3.2 Затраты на защитный газ
норма расхода газа лмин; кгмин
основное время на сварку минм
протяженность сварного шва м
цена за единицу газа руб.л.
Таблица 3.3 Затраты на заработанную плату рабочих
среднемесячная з.п. рабочих
месячный фонд времени работы рабочих часмесяц Fмр = 170 чмес.
Штучно каль. время минизд
Здесь также присутствует небольшая экономия за счет снижения величины штучно-калькуляционного времени по варианту 2.
Таблица 3.4 Отчисления на социальные цели
% отчисл. на соц-е цели от осн. и доп. зар. платы.(30%)
Затраты на заработную плату раб.
Таблица 3.5 Затраты на электроэнергию
- основное время сварки минм;
- длина сварного шва мизд
- коэффициент полезного действия источника питания
- стоимость 1 квт-ч электроэнергии руб.
Экономия на электроэнергии при использовании автоматической сварки составляет перед использованием па сварки 1219 рублей а в расчете на 1 метр – 2 рубля.
Таблица 3.6 Затраты на ремонт оборудования
па сварка в среде СО2
-цена оборудования соответствующего вида
- коэффициент учитывающий затраты на ремонт
-штучно- калькуляционное время минм
-годовой фонд времени работы оборудованиячасгод
- коэффициент загрузки оборудования
Таблица 3.7 Результаты расчетов
Сварочные материалы руб.изд.
Основная зарплата руб.изд.
Социальные цели руб.изд.
Электроэнергия руб.изд.
Итак более выгоден второй вариант то есть автоматическая сварка в среде углекислого газа. Этот вариант нам обходится дешевле на 22104 руб. с одного изделия.
Годовой объем производимой продукции может быть принят равным годовой производительности оборудования по лучшему варианту сварки:
Годовой экономический эффект от применения лучшего варианта составляет:
Э = 4800 · 22104= 1060992 руб.год
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ СБОРКЕ И СВАРКИ ДЕЗОДОРАТОРА.
Повышенное внимание к проблеме безопасности жизнедеятельности во всех средах жизни объясняется целым рядом факторов. Одним из основных направлений обеспечения безопасности человека помимо экологических аспектов и резкого роста вероятности несчастных случаев в быту остается профилактика производственного травматизма. Важнейшими причинами определяющими необходимость совершенствования сложившейся системы обеспечения БЖД на производстве являются изменение содержания труда и условий его выполнения что в свою очередь сказывается на характере производственного травматизма. Декомпозиция опасных и вредных производственных факторов создаваемых в цехе по изготовлению дезодоратора в соответствии с уровнем опасности приведена в таблице 4.1.
Таблица 4.1Декомпозиция опасных и вредных производственных факторов
Технологический процесс и элементы технологического процесса
Опасности создаваемые элементами технологического процесса
(Рабочий- листоправильная машина дробеструйный аппарата машина плазменного раскроя ЧПУ вальцы.
Причины возникновения опасных ситуаций и производственных травм связаны с человеческим фактором.
Электробезопасность. В помещении цеха используются установки и аппаратура которая запитывается от сети с напряжением 220 В и 380 В. Основными причинами поражения электрическим током являются: случайное прикосновение или приближения на опасное расстояние к токоведущим частям находящимся под напряжением появление напряжения на металлических конструкционных частях электрооборудования - корпусах кожухах - в результате повреждения изоляции и по дручим причинам; появление напряжения на отключенных токоведущих частях с которыми работает обслуживающий персонал в следствии ошибочного включения установки; появление шагового напряжения на поверхности земли в результате замикания провода на землю.
Производственные помещения с точки зрения поражения электрическим током принадлежат к особо опасным. Основным фактором обуславливающим ту или иную ступень поражения человека электрическим током является его сила которая устанавливается по трем критериям: пороговый ощущаемый (для постоянного тока 5 7мА) граничный не отпускающий (50 80мА) граничный фибрилляционный (до 300мА).
Сварщик (слесарь) - сборочный стенд (оснастка) сварочная установка сварочное оборудование.
Сварщик (слесарь)Водитель Крановщик- кран погрузчик.
Дефектоскопист -дефектоскоп
Микроклимат. Метеорологические условия или микроклимат в производственных условиях определяются такими параметрами: температурой воздуха Т 0С; относительной влажностью W%; скоростью потока воздуха на рабочем месте V мс; барометрическим давлением на рабочем месте Р мм.рт.ст. Сравнивая параметры с микроклимата на участке цеха можно сделать вывод что расчета специальных мер изменения микроклимата для данного участка цеха не целесообразно.
Вредные вещества. При сварке в зону дыхания рабочих могут попадать сварочные аэрозоли которые содержатся в составе твердой фазы: оксиды разнообразных металлов (Mn Cr N 02 18 г окислов Мn; 002 2 г окислов 01 05 г окислов N 0062 г окислов N.
Излучения. В данном случае сварка ведется автоматическим способом поэтому вредное ультрофиолетовое излучении почти не влияет на человека но для полной защиты сварщика - оператора заграждаем место сварки экраном с листового материала. Инфракрасное излучения: При данных условиях имеем режим сварки с малым током (исходя из этого небольшими тепловложениями) а также время сварки тже относительно короткое. Исходя из этого можно сказать что опасность от теплового излучения тоже не критична и на состояние здоровья человека не влияют.
Производственное освещение. К современному производственному освещению предъявляются высокие требования не только гигиенического но и технико-экономичного характера:
необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности а также в пределах окружающего пространства;
освещенность на рабочем месте должна соответствовать гигиеническим нормам труда; на рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени особенно движущихся которые способствуют увеличению травматизма при естественном освещении должны предусматриваться солнцезащитные устройства (жалюзи козырьки рассеивающие свет стеклоблоки и стеклопластики) которые предохраняют проникновение в помещение прямых солнечных лучей которые образуют резкие тени;
размер освещенности должен быть постоянным во времени;
в поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блёскость;
должно соблюдаться оптимальное направление светового потока;
следует выбирать необходимый спектральный состав света для обеспечения правильной передачи цвета что обеспечивается природным освещением и искусственными источниками света со спектральной характеристикой близкой к солнечной. Для освещения производственных помещений в первую очередь следует применять газоразрядные лампы независимо от принятой системы освещения в связи с большими преимуществами их перед лампами накаливания экономичного и светотехнического характера. Размер минимальной освещенности устанавливается соответственно условиям зрительной работы определяющимися наименьшим размером объекта распознавания контрастом объекта с фоном и характеристикой фона (СНиП 2-А.9-71). Работа выполняемая рабочим персоналом относится к работе малой точности и относиться к 5 разряду.
Шумы и вибрация. Основными источниками шума и вибрации механического происхождения является установки для сварки продольных и поперечных швов (двигатели редукторы механизмы с двигающимися элементами в отдельных кинематических парах в которых возникает трение столкновения). Источники аеродинамического шума - вентиляторные установки При роботе трансформаторов выпрямителей и других электрических машин возникает электромагнитный шум.
Вибрацией в данном случае можно пренебречь поскольку установка имеет довольно массивные подвижные части с малой скоростья движения.
Механические опасности. Источниками травм на данном участке можут быть подвижные части установки мостовой кран.
Пожарная безопасность. Наше помешение с точки зрения взрывопожарной опасности принадлежит к категории “Г” (несгораемые вещества и материалы в гарячем и расплавленном состоянии процессы обработки которых сопровождаются виделением теплоты искор пламя; горючие газы жидкости). Степень огнестойкости “1” (не допускается распостранение огня на основные строительные конструкции).
Балоны. Не допускается перенос балонов на плечах даже на малое расстояние возможно травмирование рабочих и при ударе об твердый предмет возможен взрыв балона. Взрыв возможен при резком нагревании запрещается отогревать замерзший балон и редуктор с аргоном пламям горелки или струей пара. Балони обязанны распологаться так чтоб расстояние до ближайшего электронагревательного устройства было не менее 5м. На рабочем месте балони должны распологаться или в вертикальном положении в специальних шкафах или стойках или в горизонтальном положении с обозательным креплением в обоих вариантах.
Ультразвук. При работе с ультразвуковыми дефектоскопами на дефектоскопистаможет воздействовать повышенное значение напряжения в электрической цепи что приведет к замыканию который может произойти через тело человека особенно в помещении с повышенной влажностью воздуха и может нанести тепловой и электролитический эффект вплоть до смертельного исхода. Ультразвуковой дефектоскоп имеет электромагнитные излучениястепень воздействия которого на организм человека зависит от диапазона частот длительности облучения характера облучения режима облучения размеров поверхности тела которое облучается ииндивидуальных особенностей организма.
В результате действия ЭМП на человека возможны острые ихронические формы нарушения физиологических функций организма. Эти нарушения возникают врезультате действия электрической составляющей ЭМП на нервную систему атакже на структуру коры головного испинного мозга сердечно-сосудистую систему. Наблюдаются частые головные боли раздражительность утомляемость нарушение сна боли вобласти сердца перепады кровяного давления повышенная потливость. Также прибор издаёт ультразвук а при систематической работе с ним возможны функциональные нарушения систем и органов головную боль утомляемость и потерю слуховой чувствительности. Шум издаваемый дефектоскопом также может влиять на снижение слуховой чувствительности изменение функций пищеварения сердечно-сосудистая недостаточность нейроэндокринные расстройства с экономической точки зрения это приводит к увеличению числа ошибок в работе и потерям в результате снижения труда затраты на профилактические мероприятия.
ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОБОРУДОВАНИЯ.
Производственные помешения для сборочно-сварочных работ должны соответствовать СНиП 10-90-81 Сн 245-71 ОНТ П24-86 санитарных правил и других нормативных документов.
Объем производственного помещения на одного рабочего составляет 20м3 а площадь 6м2 за исключением площади которую занимает оборудование вместе с проходами.
Оптимизация параметров воздушной среды.
Для оздоровления воздушной среды в сварочном цеху предусмотренны такие меры:
-общеобменная приточно-вытяжная система.
Применение местной вытяжной вентиляции основано на улавливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника их образования.
В системе приточно-витяжной вентиляции воздух подается в помещение приточной вентиляцией а удаляеться витяжной работающими одновременно. Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом преимущественного направления ветра вдали от мест загрязнения.
Оптимизация поризводственого освещения.
Исходя из действующих норм искуственное освещение должно быть не менее 300лк.
Рекомендуется увеличить освещенность до 350-400лк. Для качественого освещения рабочих мест предусмотренны такие меры: коэффициент природной освещенности следует принимать не ниже 128% при верхнем и комбинированном освещении и не ниже 1% при боковом освещении; использование газорозрядных источников света что дает возможность повысить уровень освещенности на местах сварочных работ до 150лк при общем освещении без дополнительных затрат электроэнергии; ограничение прямого отражения за счет подбора конструкции светильников; очистка светильников и окон не реже 1 раза в 3 месяца; покраска стен титановым или цинковым белилом с высоким коэффициентом отражения для видимого света и с низким коэффициентом отражения для ультрафиолетового света.
Защита от излучения в оптическом диапазоне.
Для защиты от ультрафиолетового излучения применяются:
-экранирование рабочих мест ширмами щитами;
-специальная покраска помещений (красками светлого тона с добавлением оксида цинка);
-средства индивидуальной защиты (защитные щитки или маски со специальными светофильтрами соответствующие интенсивности излучения (соответственно к ГОССТАНДАРТу 12.4.080-79).
-средства индивидуальной защиты (спецодежда изготовленная из невоспламеняющегося стойкого к лучистой энергии материала светофильтры по ГОССТАНДАРТу 12.4.080-79).
Защита от шума и вибрации.
Для защиты от шума и вибрации предусмотренно:
Для защиты от вибрации (ГОСТ 12.1.012-78 и СН3044-84) предусмотренно:
снижение уровня вибрации в источнике за счет уменьшения несбалансированности вращающихся масс достигается балансировкой соответственно к ГОСТ22061-76 использование подшипников качения вместо скольжения позволяет уменьшить уровень вибрации в шпиндельных узлах;
виброизоляция машин оборудования за счет использования ризиновых изоляторов;
пасивная виброизоляция (виброизоляционный пол подставки на робочих местах).
В результате уровень вибрации L уменьшается на 40% (ГОСТ26568-85).
Кроме этого предусмотрены:
архитектурно-планировочные меры: рациональное размещение рабочих мест организация зоны защиты от шума;
организационно-технические меры: использование малошумного оборудования автоматический контроль.
Обеспечение безопасной эксплуатации баллонов.
Баллоны необходимо сохранять в специальных помещениях; при хранении на открытом воздухе – под навесом – для защиты от осадков и солнечных лучей. На робочем месте баллон наполненный газом должен быть прикреплен цепью или хомутом. Обеспечение электробезопасности. Общие требования к сварочному оборудованию.
- Степень защиты источников тока для дуговой сварки и шкафов управления предназначенных для работы в закрытых помещениях должна быть по ГОСТ 14254–69
- Напряжение холостого хода источников питания для дуговой сварки при номинальном напряжении в сети не должно превышать:
0 В эффективного значения – для источников питания постоянного тока.
- Ограничитель напряжения должен снижать напряжение холостого хода на выходных зажимах сварочной цепи до значения не превышающего 12В не позднее чем через 1с после размыкания сварочной цепи.
- Номинальное напряжение двигателей сварочной установки не должно превышать 42В переменного тока или 110В постоянного.
- На видимом месте корпуса сварочного выпрямителя класса защиты 01 и 1 по ГОСТ 12.2.007.0–75 должна быть надпись «Без заземления не включать!».
- Шланг для подачи сварочной проволоки от механизма подачи к горелке шлангового полуавтомата для дуговой сварки должен быть покрыт электроизоляционным материалом.
- Электрические изделия с точки зрения безопасности должны соответствовать требованиям ГОСТ 2.2.007.0-75.
По ГОСТам: 12.2.007.0 – 75; 12.1.019 – 79; 12.2.007.8 – 75; для обеспечения электробезопасности предусматривают:
установку изоляционных ограждений и других средств которые обеспечивают недоступность токоведущих частей;
надежная изоляция частей находящихся под напряжением от случайного прикосновения рук сварщика к сварочным изделиям. Сопротивление изоляции отдельного участка сети не меньше чем 05 мОм;
выбор электрооборудования с учетом категории групп взрывоопасности смеси уровня и вида взрывозапуска (ГОСТ 18620 – 73 ГОСТ 12.2.020 - 76).
Поскольку в данном случае имеем электросеть с глухо заземлённой нейтралью а максимальное напряжение не превышает 1 кВт наиболее эффективным и дешевым способом является система защитного зануления приведенная на рис. 4.1. Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкания то есть замыкание между фазным и нулевым проводом с целью образования большого тока способного обеспечить срабатывание защиты тем самым автоматически отключить поврежденную установку от сети питания. Занулению подлежат следующие части:
корпуса трансформаторов аппаратов электрических машин;
приводи электрических аппаратов;
вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
каркасы распределительных щитов управления;
оборудование расположенное на подвижных частях машин и механизмов.
Рисунок 4.1 Принципиальная схема зануления.
- корпус; 2- аппараты для защиты от тока короткого замыкания (плавящиеся предохранители); R0- сопротивление заземления нейтрали источника питания; Rn- сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; к- ток короткого замыкания.
Пожарная безопасность.
Пожарная безопасность (ГОСТ 12.1.004-85) обеспечивается:
применением пожарной сигнализации с датчиком ИДФ-1 ДПИД и т.д.
при организации технологического процесса придерживаться всех требований электростатической искробезопасности ГОСТ 12.1.018-79
При автоматической сварке в среде защитного газа возможно разбрызгивание расплавленного металла что также может привести к возникновению пожара поэтому легковоспламеняющиеся материалы отдалены от зоны наплавления на 5м. Повреждение электропроводки также может привести к возникновению пожара поэтому на нашем участке она защищена металлическими трубами. Первичными способами гашения пожара на рабочем мест являются: противопожарные щиты оборудованные необходимыми инструментами и песком пожарный гидрант огнетушители (ОХП-10 УО ОП-10А). Помещение оборудовано средствами коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара и противодымной защиты. При возникновении пожара люди эвакуируются через проходы в соседние помещения и через ворота на улицу. Электрооборудование в цеху соответствует классу зоны пожаро и взрывоопасности (нормального выполнения).
Нормализация экологической ситуации.
Для обеспечения охраны окружающей среды предусматривается: очистка воздуха от выбросов двухступенчатой фильтрацией; на первой ступени фильтрующий материал – лавсан 200 на втором – ткань ФПП – 15 эффективность очистки составляет 099 что позволяет снизить экологический убыток на 20 – 25 %.
Энергетическое загрязнение снижают за счет экранирования внешнего пространства стенами из железобетонных конструкций. В результате загрязнения снижаются к биологически безопасной величины (Е 5000 В).
Акустическое загрязнение снижается за счет защитных мер от шума к 40 дБ что ниже допустимого уровня для территорий прилегающих к жилым домам (L45дБ).
Расчет инженерного решения.
При автоматической сваре в защитном газе при использовании конусно-щелевого или перфорированного отсоса на горелке
где L - расход защитного газа мг; - параметр обусловленный графиком (со справочной литературы) =001.
L=0025 0612001=153 мчас
Для оценки удержания пили в воздухе выкидываемом в атмосферу с точки зрения защиты окружающей среды определяют максимальную концентрацию сварочного аэрозоля викидываемого в воздух:
где L - общий объем удаляемого воздуха м3г; - валовые виделения вредных веществ на единицу массы расходуемых сварочных материалов =75;
- расход сварочных материалов кгм.
Вычисляется граничнодопускаемая концентрация пыли выбрасываемой в воздух соответственно СНИП 2.04.05-84:
Поскольку свсдоп фильтры не предусмотрены.
Вывод: в процессе выполнения и расчетов безопасности технологического контроля были затронуты и приняты меры по обеспечению безопасности технологического процесса
В процессе выполнения дипломного проекта была проведена работа по изготовлению дезодоратора.
Выполнена работа по подбору сварочных материалов режимов сварки оборудованию что дает возможность организовать технологический процесс сборки и сварки изделия на высоком технологическом уровне в соответствии с требованиями предъявляемыми к качеству данной конструкции и ее эксплуатационным характеристикам.
С целью повышения эксплуатационных характеристик была произведена подборка основного металла выбранные материалы обладают хорошей свариваемостью и соответствует эксплуатационным требованиям имеет высокую пластичность также они не образует холодных и горячих сварочных трещин и менее склонны к старению и хладноломкости коррозии.
В соответствии с выбранным металлом подобрали марку сварочной проволоки наиболее подходящей к данной марки стали для изготовления качественного шва. Проведены расчета наиболее оптимальных параметров режима сварки для получения качественных сварных соединений обладающих высокой технологической прочностью сварных швов. Размеры катетов сварных швов выбраны исходя из толщины металла использованного для изготовления изделия.
Проведены расчеты себестоимости на единицу изготавливаемого дезодоратора. Проанализированы и решены вопросы в свете охраны труда.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Николаев Г.А. Сварка в машиностроение: справочник в 4-х томах. редкол.: Г.А. Николаев [и др.] — М.: Машиностроение 1978-79с.
Вакуумные дугогасительные камеры. Сборник статей сотрудников ВЭИ. – Рязань: издательство «Рязанский издательский дом» 2008. – 392с.
Грачева М.А. Экономика организация и планирование сварочного производства: учебное пособие. М.А. Грачева. — М.: Машиностроение 1984.—368с.
Китаев А.Б. Справочная книга сварщика: справочник А.Б. Китаев. – М.: Машиностроение 1985. – 252с.
ГОСТ 2246 - 70* «Проволока стальная сварочная». Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на дуговую сварку в среде защитных газах: сборник нормативных материалов. — М.: Машиностроение 1989-184с.
Дедюх Р.И. Расчет режимов дуговой сварки сталей. Методические указания Р. И. Дедюх. Томск ТПУ 1984.—14 с.
Конищев Б. П. Сварочные материалы для дуговой сварки: учеб. пособие. Б. П. Конищев. - том I «Защитные газы и сварочные флюсы».
ГОСТ 3.1705 – 81* «Правила записи операций и переходов сварки»
Левочкин Н.И. Инженерные расчеты по охране труда: учеб. пособие. Н.И. Левочкин. – Красноярск: Изд-во Красноярск.

Ухо1.cdw

Трактор свар.frw

Шпильки ГОСТ22034 - 76
В.М10-6g x 20.56.016
В.М10-6g x 30.56.016
Винт ГОСТ 17475 - 80
В.М8-6g x 16.56.016
В.М5-6g x 20.56.016

Пробка1.cdw

В1-55 ГОСТ 2879-2006
* Размеры для справок.
** Размеры обеспеч. инстр.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: h14

Днище1.cdw

Б-ПН-10 ГОСТ 19903-74
Ст3сп6-св ГОСТ 14637-89
* Размер для справок.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: H14

оснастка для труб.cdw

Технические требования
Выполнить монтаж изделия обезпечивая заданные

сварочная установка.cdw

Сварочный источник питания
Установка для сварки
*Размеры для справки
Ход сварочного автомата 2380* мм

Planirovka.frw

Общая площадь 432м.кв
- подвод электро энергии 280В
- подвод электро энергии 320В
- общая вытяжная вентиляция
- местная вытяжная вентиляция
- подвод холодной воды с разводкой на
- подвод холодной воды с отводом в
- место складирования заготовок
плазменного раскроя трубного и
-х валковая листогибочная
Место складирования готовой
Установка для сварки
кольцевых швов изделия
Пост гидравлического
Установка для сварки
выполнения прихваток
Условные обозначения
Форма 1 ГОСТ 2.108-68
Форма 1а ГОСТ 2.108-68
Одинадцати валковая правильна
Кромкозагибочный станок
(изготовление обечаек)

АД 231.cdw

- Держатель мундштука
- Тележка самоходная
- Механизм колебаний
-Установка конечных

Schema_kontrolya_kachestva.frw

Проверка на соответствие
сертификатам качества
Проверка отклонения от
Установить заготовку обечайки
Контролировать диаметр и
Разметить и вырезать отверстия
контролювать размеры отверстий и
На механический участок
Разметить листовой прокат
Контролировать размеры
отверстий и место их
расширителя после сборки
Установить деходоратор в установку для
сварки кольцеввых швов и выполнить
Выполнить приваривание труб
Заказать необходимые
К дипломному проекту на тему: "Разработка технологии
сборки и сварки дезодоратора
(разобрать расширитель)
Изготовление обечайки
Контролировать размеры заготовок
Проварить продольный шов
контролювать качество шва
Схема обеспечеия качества
Изготовление патрубков
Выполнить сварку заготовок
Разметить отверстия в днище
Вырезать отверстия в днище
Изготовление дезодоратора

Труба 11.cdw

Скоба1.cdw

К270В5-IV ГОСТ 16523-97
*Размер для справок.
**Размер обеспеч. инструментом.