Файл: Разработка технологического процесса и участка сборкисварки сварной конструкций "Подкрановая балка" Введение.rtf

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологического процесса и участка сборки-сварки сварной конструкций "Подкрановая балка"

Введение
На сегодняшний день сварочное производство занимает своё значительное место в машиностроении, строительстве и прочих трудовых сферах, которые включают в себя огромный объём работ и производство массивных конструкций. Благодаря сварочному производству, стало возможным существенное облегчение деталей.

Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства.

Основным видом сварки является дуговая сварка. Сварка - экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

Сварные конструкции характеризуются многими показателями и характеристиками, которые дают представление об их технических, технологических, эксплуатационных и экономических достоинствах и недостатков. Развитие машиностроительной отрасли предусматривает постоянное увеличение объема производства сварных конструкций, значительную часть которых составляют сварные балочные конструкции.

В современных условиях к технологическим и эксплуатационным характеристикам балочных конструкций предъявляются высокие требования, поэтому производство этих изделий должно осуществляться с использованием наиболее передовых и эффективных технологий. В том числе, должны применяться современные технологии сварки, позволяющие обеспечить надежное и прочное соединение деталей из стали различных марок. Металлические конструкции кранов — мосты и рамы тележек, являясь наиболее металлоемкими частями крана, решающим образом влияют на его массу. При необходимых прочностных характеристиках металлоконструкции должны быть технологичными, иметь невысокую стоимость, минимальную наветренную поверхность, удовлетворять эстетическим требованиям, а внешние поверхности конструкций должны быть гладкими для снижения возможности образования коррозии и удешевления окраски.

Принципиально новым в крано строении является изготовление блочных металлоконструкций, что ускоряет сборку и снижает трудоемкость работ при монтаже крана и приближает процесс изготовления металлоконструкций к поточному производству.

Цель работы: описание технологического процесса изготовления подкрановой балки.

Для выполнения заданной цели поставлены следующие задачи:

-изучить литературу, необходимую для выполнения данной работы;

- дать оценку современного состояния решаемой проблемы, основные и исходные данные для разработки письменной экзаменационной работы;

- представить анализ сварной конструкции, подлежащей к изготовлению;

- разработать требования, предъявляемые к сварной конструкции: материал, его обработка, виды сварочных материалов, способы контроля изделия, его сварных швов и испытание конструкции;

- разработать технологический процесс с расчетами режимов ручной дуговой сварки плавящимся электродом;

- представить расчет расхода материалов и расчета норм времени на сварочные работы;

- разработать мероприятия по технике безопасности при выполнении сварочных работ с соблюдением правил электро безопасности, пожарной безопасности и промсанитарии.

1. Основная часть
1.1 Назначение и конструктивные особенности изделия
При изготовлении сварной балки используется лист марки стали 10ХСНД.- Сталь является низколегированной конструкционной сталью и относится к группе хромокремненикеливых с медью сталей для металлических конструкций, структурный класс стали — перлитный, хорошо сваривающаяся

Характеристика выбранного материала по химическому составу механическим и технологическим свойствам.

Марка: 10ХСНД Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкцийИспользование в промышленности: элементы сварных металлоконструкций и различные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от —70 до 450 °С,

---

Температура ковки,oС: начала 1200, конца 850.Свариваемость материала: без ограничений. Способы варки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШСОбрабатываемость резанием: в нормализированном и опущенном состоянии σв= 560МПа, Kvб.ст= 1,12, Kvтв.опл= 1,4.Флокено чувствительность: не чувствительна.Склонность к отпускной хрупкости :малосклонна.Таблица 2. Механические свойства стали 10ХСНДТаблица 3. Ударная вязкость стали 10ХСНД при отрицательных температурах (Дж/см2)Таблица 4. Механические свойства стали  при повышенных температурахТаблица 5. Физические свойства стали 10ХСНД1.2 Характеристика свариваемости сталиДля выбора материала сварной конструкции в первую очередь руководствуются такой характеристикой металла, как свариваемость. Под свариваемостью материалов понимается комплексная технологическая характеристика металла или сплава, которая отражает их реакцию на процесс сварки и показывает пригодность данного материала для получения надежного сварного соединения.Свариваемость стали может быть определена также по содержанию химических элементов (С, Mo, V, Ni, Cr, Mn), влияющих на ее механические свойства.В этом случае пользуются эмпирической формулой, определяющей эквивалент углерода Сэкв:Сэкв = C + Mn/20 + Ni/15 + (Cr + Mo + V)/10,где Mn, Ni, Cr, Mo, V, С — содержание элементов в стали в весовых процентах по данным химического анализа.Сэкв = 0,9 + 0,5/20 + 0,3/15 + (0,3 + 0,05)/10 =0,23Из уравнения видно, что сталь хорошо сваривается и не дает трещин, не требует предварительного нагреваНаибольшее распространение имеет однобалочная конструкция мостового крана, обладающая высокой усталостной прочностью, наименьшей общей высотой моста и возможностью применения на концевых балках выкатных колес; эта конструкция также легка в изготовлении. Главные балки выполняют из трех пространственных листовых плоскостей. Вне зависимости от конструкции главных балок моста крана концевые балки имеют, как правило, коробчатое поперечное сечение. Соединение главных балок моста с концевыми осуществляют сваркой.

---

Балки - конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб. Балки двутаврового сечения используют, когда нагрузка приложена в вертикальной плоскости, и применяют при изготовлении кранов. Двутавр – это металлическая балка (изделие), имеющее Н-образное сечение. Такая форма металлического бруса наиболее выгодна: с одной стороны, снижается подверженность изгибу, с другой – уменьшается вес металлоконструкции. Изготовляется стальная балка из низколегированной углеродистой стали). Двутавр подкрановой балки с ребрами жесткости изображен на рисунке 1.Основным видом подъемно-транспортного оборудования, обслуживающего технологический процесс, являются мостовые опорные и подвесные краны.Подкрановые конструкции обеспечивают передвижение кранов, воспринимают и передают на каркас здания крановые нагрузки. Кроме того, являясь элементами каркаса, подкрановые конструкции обеспечивают горизонтальную развязку колонн из плоскости рамы, передачу на вертикальные связи между колоннами продольных усилий от торможения кранов, ветровых нагрузок на торцы здания, сейсмических и других воздействий.В отдельных случаях подкрановые конструкции воспринимают также нагрузки от опирающихся на них строительных и технологических конструкций (стропильные фермы, стойки фахверка, технологические и ремонтные площадки, промышленные коммуникации).Подкрановые конструкции под мостовые опорные краны состоят из подкрановых балок или ферм, воспринимающих вертикальные нагрузки от кранов; тормозных балок (ферм), воспринимающих поперечные горизонтальные воздействия; узлов крепления подкрановых конструкций, передающих крановые воздействия на колонны; крановых рельсов с элементами их крепления; связей, обеспечивающих жесткость и неизменяемость подкрановых конструкций и упоров.Основные несущие элементы подкрановых конструкций - подкрановые балки могут иметь различную конструктивную форму. Наиболее часто применяют сплошные подкрановые балки как разрезные, так и неразрезные. Стальная подкрановая балка сплошного сечения представляет собой сварной или прокатный двутавр, имеющий пояса одинаковой ширины или более широкий верхний пояс. Двутавры  с одинаковыми по ширине поясами в плоскости верхнего пояса, усиленные тормозными балками,  применяют в основном в зданиях, имеющих мостовые краны грузоподъемностью 500 кН.

---

1.3 Выбор и обоснование подготовительных операцийТехнологический процесс заготовок деталей из проката может включать следующие операции: правку, разметку, резку, обработку кромок и очистку под сварку.Правка осуществляется за счет создания местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. Для устранения волнистости листов и полос толщиной от 0,5 до 50мм широко используют многовалковые машины с числом валков больше пяти. Листы толщиной более 40 – 50мм обычно правят под прессом. Правка достигается в результате многократного изгиба при пропускании листов между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Тонкие листы толщиной менее 0,5мм правят растяжением с помощью приспособлений на прессах или на специальных растяжных машинах.Правку мелко- и среднесортного и профильного проката производят на роликовых машинах работающих по той же схеме, что и листо правильные. Для изготовления решетки правка металла не осуществлялась, так как использовался новый профильный прокат.Очистка. В месте сварки деталей изделия кромки тщательно зачищают железной щеткой от грязи, масла, ржавчины которые приводят к образованию дефектов.От состояния поверхности свариваемых кромок значительной мере зависит качество сварных швов.Перед сваркой проверяют тщательность очистки стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм от окалины, ржавчины, краски, масла и зачистки этих участков до блеска.Индивидуальная разметка трудоемка. Наметка более производительна, однако изготовление специальных наметочных шаблонов не всегда экономически целесообразна.Использование приспособлений для мерной разметки проката обеспечивает экономию времени. Слесарная операция заключается в нанесении на поверхность заготовки углублений (кернов) и линий (рисок), определяющих контуры изготовляемой детали или места, подлежащие обработке. По рискам с заготовки при обработке удаляют припуск. Разметку осуществляют главным образом в индивидуальном и мелкосерийном производствах. При разметке арматурного прутка был использован разметочный материал и измерительный инструмент: чертилка, керн, металлическая линейка, рулетка и штангенциркуль.Резка, разделка кромок. Резкой металлов называют отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого металла.Для поперечной резки фасонного проката применяют пресс-ножницы с фасонными ножами, гильотины (рис. 3) или дисковые пилы. В некоторых случаях применяют резку гладким диском.

---

Рисунок 1. Гидравлическая гильотина по металлуСборка под сварку- это технологическая операция, обеспечивающая подлежащие сварке деталям необходимое взаимное расположение с закреплением их специальными приспособлениями. Виды сборки: последовательная, на прихватках и поузловая.На сборку изделия тратится около 30% рабочего времени от общей трудоемкости изготовления изделия.Трудоемкость сборки детали под сварку зависит от ряда условий: серийности производства, типа изделий и другое. Для уменьшения времени сборки, а также для повышения ее прочности применяются различные приспособления.Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку или для сварки уже собранных деталей. Применяются и комбинированные сборочно-сварочные приспособления.Сборка .В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки .Для точной сборки деталей под сварку нужно использовать измерительные инструменты и всевозможные зажимы, угольники, струбцины.Рисунок 2. Угловая струбцинаВ процессе сборочных работ необходимо выполнять прихватки. Сварочные прихватки представляют собой неполноценные короткие швы с поперечным сечением до 1/3 сечения полного шва.Процесс последовательного соединения и скрепления сборочных деталей между собой прихватками для образования отправочного элемента называют сборкой.Сборка сварочной конструкции – это одна из главных операций при изготовлении изделия. Собранные детали конструкции сначала прихватывают, а потом сваривают. В некоторых случаях сборочные операции чередуются со сварочными.Прихватки придают изделию жесткость и препятствуют перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при их охлаждении.Сборка балки должна быть достаточно точной, особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки. Сборка на стеллаже с помощью простейших приспособлений является трудоемкой и может применяться только в единичном производстве. Использование станов для сборки двутавровых балок позволяет повысить производительность сборочных операций в несколько раз.

---