Разработка технологического процесса заготовки сварки и контроля качества изделия

Расчетную схему следует составлять для наиболее неблагоприятного местоположения узла.Самым нагруженным положением будет являтся горизонтальное положение узла при сварке кольцевых швов.Введем коэффициент надежности закрепления К:Тогда сила зажима при данной схеме закрепления определяется по формулеРз=Рх К/fР=Мх9,8=14.6х9,8=144НМ=14.6 кг.- масса узла.Заготовка может переместиться лишь под действием силы Р.Рисунок 4.1 - Схема действия сил4.4 Расчет приспособленияТак как в производственных условиях могут иметь место отступления от тех условий, применительно к которым рассчитывались по нормативам силы и моменты резания, возможное увеличение их следует учесть путем введения коэффициента надежности (запаса) закрепления К и умножения на него сил и моментов, входящих в составленные уравнения статики.Значение коэффициента надежности К следует выбирать дифференцированно в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки. К=1,5 – коэффициент запаса надежности закрепления;Тогда:Рз=Рх К/f=144х1,5/0,1=2160НСиловые механизмы обычно выполняют роль усилителя. Его основной характеристикой является коэффициент усиления i (передаточное отношение сил)..Наряду с изменением величины исходного усилия силовой механизм может также изменять его направление, разлагать на составляющие и совместно с контактными элементами обеспечивать приложение зажимного усилия к заданной точке. Иногда силовые механизмы выполняют роль самотормозящего элемента, препятствуя раскреплению заготовки при внезапном выходе из строя привода.Силовые механизмы делятся на простые и комбинированные. Простые состоят из одного элементарного механизма – винтового, эксцентрикового, клинового, рычажного.Комбинированные представляют собой комбинацию нескольких простых: рычажного и винтового, рычажного и эксцентрикового, рычажного и клинового и т.д.Силовые механизмы используются в приспособлениях с зажимными устройствами как первой, так и второй групп. Для приспособлений с зажимными устройствами первой группы силовой механизм следует выбирать совместно с приводом, чтобы можно было рационально согласовать силовые возможности механизма (коэффициент усиления i) с силовыми данными привода.Выбор конструктивной схемы силового механизма производится также с учетом конкретных условий компоновки приспособления.Для выбранного силового механизма необходимо определить коэффициент усиления i и исходное усилие Ри , которое должно быть приложено к силовому механизму приводом или рабочим.Расчетная формула для нахождения Ри может быть получена на основе решения задачи статики – рассмотрения равновесия силового механизма под действием приложенных к нему сил.Рисунок 4.2- Схема действия сил зажимаВеличина усилия зажима определяется формулойгде l1=114 мм;l2=58 мм;Рз=2160 Н.(Н).Диаметр пневмоцилиндра определяется по формулегде D – рабочий диаметр мембраны, мм;d – диаметр штока, мм;р – давление рабочее в пневмосистеме, МПа.Тогда получаем:.По конструктивным соображениям принимаем диаметр мембраны 80мм, тем самым обеспечиваем дополнительный запас по усилию прижатия заготовки.Расчёт приспособления на прочность по слабому звенуС помощью расчета деталей (элементов) приспособлений на прочность можно решать две задачи:а) проверку на прочность уже существующих деталей с определенными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений) (моментов, сил) с допускаемыми — проверочный расчет; б) определение размеров сечений деталей — предварительный проектный расчет.Расчет на прочность (задача а) детали в виде стержня прямоугольного сечения, нагруженного осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществляется по формуле,где — фактическое напряжение растяжения (сжатия), МПа; Р — расчетная сила, Н; а x b — площадь опасного сечения, мм; [] — допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа.Наиболее нагруженной деталью является прижим..Максимальное напряжение меньше допускаемого, следовательно, величина сечения нагруженной детали выбрана правильно.5. Технологический раздел5.1 Разработка технологического процессаДетали из заготовительного цеха поступают в сборочно-сварочный цех.В начале осуществляется 10% входной контроль получаемых изделий. Затем они транспортируются к соответствующим рабочим местам.Сборка «Днища с патрубком и укрепляющем кольцом» 005 СлесарнаяЗачистить кромки деталей, прилегающие поверхности на ширину 20-30 мм до металлического блеска.010 Малярная Обезжирить свариваемые кромки, торцы и околошовную зону в обе стороны от шва с обеих сторон 015 Сборка Установить днище эллиптическое поз.3 в приспособление на сварочныйкантователь. Выверить, закрипить с помощью приспособления. Установить патрубок 219х10 поз.10, при необходимость разогнать овальность с применением нагрева газовым резаком и технологических распорок и платиков. ПрихватитьПрихватить020 Прихватка025 СваркаСварить кольцевой шов автоматической сваркой в среде защитных газов проволокой 1,2 св-08Г2С ГОСТ2246-70. С применением сварочной головки. 030 Слесарная.Удалить брызги металла после сварки с поверхности узла, зачистить наплывы подтеки сварных швов с околошовных поверхностей. Проверить размеры, определить поводки после сварки узла.035 Сборка Установить на днище с патрубком эллиптическое укрепляющее кольцо поз.7, предварительно сняв фаску под сварку ручной газорезкой. Установить фланец поз.15. Прихватить040 СваркаСварить кольцевые швы автоматической сваркой в среде защитных газов проволокой 1,2 св-08Г2С ГОСТ2246-70. С применением сварочной головки. 045 Слесарная.Снять с приспособления. Удалить брызги металла после сварки с поверхности узла, зачистить наплывы подтеки сварных швов с околошовных поверхностей. Проверить размеры, определить поводки после сварки узла. Отправить на калибровку.050 Контрольная.Провести внешнего осмотра изделия, проверить его размеры, соответствие требованиям нормативной технической документацииСборка «Корпуса с днищами» 055 СлесарнаяЗачистить кромки деталей, прилегающие поверхности на ширину 20-30 мм до металлического блеска.060 Малярная Обезжирить свариваемые кромки, торцы и околошовную зону в обе стороны от шва с обеих сторон 065 Сборка Установить корпус поз.1на сварочный кантователь. ВыверитьСрезать фаски под сварку ручной газовой резкойУстановить подкладные кольца поз.4. Прихватить070 Прихватка с шагом 12/100075 СлесарнаяУдалить брызги металла после сварки с поверхности узла, зачистить наплывы подтеки сварных швов с околошовных поверхностей. 080 Сборка Установитьднище эллиптическое в сборе поз.3, ПрихватитьУстановить днище эллиптическое поз.2, Прихватить085 СваркаСварить кольцевые швы автоматической сваркой в среде защитных газов проволокой 1,2 св-08Г2С ГОСТ2246-70. С применением сварочной головки. Снять с приспособления. Удалить брызги металла после сварки с поверхности узла, зачистить наплывы подтеки сварных швов с околошовных поверхностей. Проверить размеры, определить поводки после сварки узла. Отправить узел на термообработку090 Термообработка095 Контрольная.Провести внешнего осмотра изделия, проверить его размеры, соответствие требованиям нормативной технической документации. Провести УЗК кольцевых швов в объеме 100%Отправить узел на гидроиспытания100ГидроиспытанияУстановить технологические заглушки. Испытать собранное пробным давлением 10 МПа в течении 10 минут. Течь не допускается. При положительных результатах испытаний отправить узел на дальнейшую сборку.5.2. Расчет потребного количества оборудованияПринятые фонды времени (односменный режим работы по 8ч.:Фонд времени работы одного сборочно-сварочного рабочего места (стенда):Фр.м. =1970 ч/год;Действительный годовой фонд времени оборудования:Фэ.=1970 ч/год;,гдефонд времени одного рабочего места;трудоёмкость на годовую программу:, -трудоёмкость изготовления изделияN=300 шт.– годовая программа цеха час.Принимаем 1 сборочно сварочный стенд5.3 Расчет производственной площадиВ технико-экономических показателях технологической части проекта цеха, как правило, приводят выпуск продукции в год с 1 м2 общей площади цеха. В этом случае формула укрупненного определения площади цеха по выпуску продукции в год с 1 м2 общей площади может быть упрощена Sц = Вц / q= 9846 м2, где: q = 4,0 - выпуск продукции в год с 1 м2общей площади цеха класс верфи 1, т/м2;Вц = 83004 т - годовая программа цеха;Принимаем:шаг колонн 24 м;количество 12;ℓц = 24 х 5 = 120 м;ширина пролёта 42 м;количество 2;bц = 42 х 2 = 84 м;Sобщ = ℓц х bц = 120 х 84 = 10080 м2.5.4 Разработка плана цеха и расстановка оборудованияВ состав сборочно-сварочного цеха входит склад готовых деталей корпуса и деталей насыщения секций, а также промежуточный склад готовых узлов. На складах сборочно-сварочного цеха готовые детали корпуса и насыщения секций хранят в контейнерах и пачках, в стопах и на многоярусных стеллажах. Площадь складских помещений определяется количеством хранимых деталей и нормами допустимой нагрузки на 1м2 полезной площади склада. Размеры площадей производственных кладовых цеха ориентировочно можно рассчитать по нормам технологического проектирования, принятым в машиностроении.4316 ;Максимальные значения удельной площади по производственным кладовым цехов сварочного производства составляют (в квадратных метрах):инструментально-раздаточной—на единицу сборочно-сварочного оборудования0,7вспомогательных материалов—на единицу технологического оборудования0,2для хранения электродов, электродной проволоки, флюсов—на одного сварщика:при ручной сварке0,25автоматической и полуавтоматической сварке0,5для хранения оснастки—на одно сборочно-сварочноё рабочее место0,5для хранения шаблонов—на 100 т выпуска цеха.0,2Таблица 5.1 Максимальные значения площади по кладовым цехов сварочного производстваИтого общая площадь всех вспомогательных и кладовых помещений цеха:1320 м2Пусть корпус вспомогательных помещений занимает 1 этаж, тогда (L): 110,ширина (В) будет равна: 12 м.5.5 Разработка, описание методов контроля качества сварных соединений и организация технического контроляВизуально измерительный контроль. Для выявления дефектов используют различные виды контроля изделий и среди них важное место занимает визуальный и измерительный контроль.Неразрушающий контроль начинают с проведения визуально измерительного контроля.Визуально измерительный контроль (ВИК) проводят с использованием оптических систем с формированием пучков световых лучей, отражённых от поверхности изделия. При ВИКе используются: микроскопы, эндоскопы, линзы, радиусные шаблоны, измерительные щупы, угломеры и т.п. В ситуациях, когда темппература или химическая среда представляют опасность, или, когда конфигурация объекта контроля не позволяет контролировать, используют промышленные телевизионные системы, включающие телевизионную установку, световой прибор и систему транспортировки. Такие системы называют комплексами дистанционного визуального контроля. В таких системах протекают следующие физические процессы: световое излучение, регулируемое световым прибором и отражённое от поверхности объекта контроля, воздействует на первичный преобразователь и преобразуется в первичные сигналы, передающиеся по каналу связи. Во вторичном преобразователе электросигналыпреобразуюся в световые изображения, воспринимаемые глазом человека.Измерительный контроль - вторая часть ВИК. Измерением называют нахождение, значение физической величины опытным путём с помощью средств измерения. На выбор измерительных средств оказывают влияние метрологические показатели: цена деления шкалы, диапазон измерений, предел допустимой погрешности средств измерений, допустимая погрешность средств измерений, пределы измерений и нормативные условия. Погрешностью измерения называют отклонение результата измерения от истинного значения.По сравнению с другими методами неразрушающего контроля визуальный контроль легко применим и относительно недорог. Доказано, что этот метод контроля является надежным источником точной информации о соответствии сварных изделий техническим условиям.В процессе изготовления и монтажа сварных конструкций осуществляют систематический контроль качества производства сварочных работ – предварительный контроль и контроль готовых сварных соединений.После каждой сварочной операции сварные соединения подвергаются визуально измерительному контролю. С использованием лупы 1-4х кратного увеличения ГОСТ 7594-75, штангенциркуля ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-73, линейки измерительной и УШС-3.Ультразвуковая дефектоскопия.Ультразвуковая дефектоскопия основывается на способности ультразвука распространяться в материале контролируемого изделия и отражаться от внутренних дефектов и границ материалов. Многообразие задач, возникающих при необходимости проведения неразрушающего контроля различных изделий, привело к разработке и использованию ряда различных акустических методов контроля. Наиболее широкое распространение в практике ультразвуковой дефектоскопии нашли импульсные методы, в том числе – эхо-метод и метод звуковой тени (теневой метод). Реже применяют другие методы: резонансный, акустического импеданса, свободных колебаний и акустической эмиссии [8].Для ультразвукового контроля кольцевых сварных соединений используем дефектоскоп УД 2 – 12 ГОСТ 23049-84.Который позволяет: выявлять дефекты типа нарушения сплошности и однородности в сварных соединениях, материалах, полуфабрикатах и готовых изделиях; измерять глубину залегания и определение координат дефектов, а также отношение амплитуд сигналов от дефектов; использовать ручной контроль эхо-теневым и зеркально-теневым методами. для контроля используем лупу 1-4х кратного увеличения ГОСТ 7594-75, штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-73, линейка измерительная, УШС-3. Дефектоскоп УД2 – 12 ГОСТ23049-84. 5.6 Мероприятия по охране труда и противопожарной техникеДля улучшения условий труда и повышения его безопасности способствуют мероприятия по защите от опасных и вредных факторов.Обеспечение чистоты воздуха достигается использованием вентиляции, которая удаляет загрязненный или нагретый воздух из помещения и подает в него свежий.Вентиляция бывает местной и общеобменной, также на производстве часто устраивают комбинированную вентиляцию: общеобменнуюс местной.Для индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков используется бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» по ГОСТ 12.4.028.-76.При сварке обычно отсосы устанавливаются в сварочные горелки. Но при сварке в защитных газах недопустимо нарушение газовой защиты сварочных швов, поэтому патрубок отсоса в держателе должен быть несколько удален от сварочной головки, иначе будет перетекание защитного газа в отсос.Защита от теплового излучения.Способы защиты от теплового потока следующие: теплоизоляция нагретых поверхностей, экранирование тепловых излучении, применение воздушного душирования, защитной одежды, организация рационального отдыха в период работы.Для рабочих устраивают места отдыха, расположенные недалеко от места работы, но в то же время достаточно удаленные от источников излучения, снабженные вентиляцией, питьевой водой.очки со светофильтром;защитные щитки и маски;спецодежда, спецрукавицы и спецобувь по ТУ 17-98-69-77.экраны.Защита от повышенного шума.Для установок вентиляции допустимые уровни шума следует принимать на 5 дБ меньше уровней, указанных в таблице 5.4. Методы борьбы с шумом подразделяются на:методы снижения шума по пути к распространения шума от источника;снижение шума в источнике образования;использование средств индивидуальной защиты.Способ сварки в защитных газах не является источником повышенного шума и здесь достаточно следующих мер:вывод трансформаторов, сварочных выпрямителей и других источников питания из зоны рабочего помещения, участка или их звукоизоляция.Защита от поражения электрического тока.Основные меры защиты:обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением;устранение опасности поражения применением двойной изоляции, защитным заземлением,занулением, отключением и т.д.;организация безопасной эксплуатации электроустановок;применяемое электрооборудование должно соответствовать требованиям электробезопасности.Источники сварочного тока могут присоединяться к распределительным электрическим сетям напряжением не выше 660В. Корпус любой установки необходимо заземлять. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких аппаратов запрещается.Отдельные элементы сварочной цепи, а также отрезки сварочных кабелей при наращивании длины, должны быть соединены разъемными соединительными муфтами. Запрещается соединять сварочные цепи скрутками с оголенными кабелями. Токоведущие кабели сварочной цепи должны быть по всей длине изолированы и защищены от механических повреждении.Сварочные установки должны быть защищены предохранителями или автоматами со стороны питающей сети.Держак должен иметь минимальную открытость зону токоведущих частей, а рукоятки их необходимо изготавливать из токоизолирующих материалов. Запрещается оставлять на рабочем месте инструмент, запитанный к электросети.Присоединение и отсоединение от сети электросварочных установок, переключение сварочного тока рукоятками, расположенными внутри установки за дверцей, не имеющей блокировки, а также наблюдение за исправным состоянием установок в процессе эксплуатации производиться электротехническим персоналом.Защита от искр, брызг и выплесков.Для устранения опасности от искр, брызг и выплесков нужно использовать защитные экраны и заграждения.Вокруг рабочего места не должно быть легко воспламеняющихся предметов, разлитых горючих жидкостей; одежда рабочих не должна быть промаслена. Для защиты лица и глаз сварщика необходимо использовать защитные очки, брезентовую одежду с огнезащитной пропиткой по ТУ 17-98-69-77.Список литературыСтроительные конструкции / Под ред. д.т.н., проф. Байкова В.Н. и д.т.н., проф. Попова Г.И. – М: Высшая школа, 1986.- 544 с.Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчёт и проектирование / Под ред. Николаева Г.А. – М: Высшая школа, 1990.- 446 с.Марочник сталей и сплавов / Под ред. Сорокина В.Г. – М.: Машиностроение, 1989. - 612 с.Синяговский И.С. Сопротивление материалов. – М.: Колос, 1968.- 456 с.Панарин Н.Я., Тарасенко И.И. Сопротивление материалов. – Ленинград: государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962.- 528 с.СНиП ІІ-23-81. Стальные конструкции. Нормы проектирования.Руденко Н.Ф., Александров М.П., Лысяков А.Г. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. – М.: Машиностроение, 1966.- 252 с.Дыховичный А.И. Строительная механика. – М.: Высшая школа, 1966.- 328 с.Васильев К.В. Плазменно-дуговая резка. – М.: Машиностроение, 1974.- 111 с.Чвертко А.И., Патон В.Е., Тимченко В.А. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки. – М.: Машиностроение, 1981.- 465 с.Справочник по сварочным работам / Под ред. Хромченко Ф.А. – М.: НПО ОБТ, 2002. -188 с.Колганов Л.А. Сварочное производство. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.- 504 с.Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки / Под ред. д.т.н., проф. Акулова А.И. – М.: Машиностроение, 2003.- 559 с.Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций / Под ред. д.т.н., проф. Александрова М.П. – М.: Машиностроение, 1973.- 318 с.Демянцевич В.П. Металлургические и технологические основы дуговой сварки. – М. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1962.- 421 с.http://www.intersvarka.ru/svob/adg/adg-615.phphttp://www.intelmash.com/index.phphttp://www.silvertown.ru/rg/rg001.htmГордиевский В.Г. Технология электрической сварки плавлением. Методическое пособие для курсового проектирования по предмету «Технология электрической сварки плавлением». Расчетно-экспериментальный метод определения режимов механизированной сварки в среде защитного газа низколегированных и низкоуглеродистых сталей. − Пенза. 1987.- 20 с.Гитлевич А.Д. Техническое нормирование технологических процессов в сварочных цехах. − М.:МАШГИЗ. 1962.- 356 с.Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. Приказ об утверждении методик расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (часть 2). 14 апреля 1997 г. №158 (Д)http://www.et.ua/questions/answer41.htmlГордиевский В.Г. Экономические расчеты при проектировании и производстве сварных конструкции. − Пенза. 2005.- 16 с.