Файл: 1 Назначение и описание колонны коробчатого сечения и условия на ее приемку и изготовления.rtf
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 136
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
) увеличена твёрдость червяков;
) прошлифованы витки их зубьев для уменьшения потерь, связанных с трением;
) улучшена регулировка зацепления червячных пар;
) усилена выходная часть редуктора подающего механизма;
) в редукторе заднего моста применена торцевая муфта, не допускающая проскальзывания.
Краткие технические характеристики указаны в таблице 11
Таблица 11 - Краткие технические характеристики:
Наименование параметра | Норма |
Номинальный ток | 1000 |
Номинальное напряжение питающей трехфазной сети (В) | 380 |
Номинальная частота питающей сети (Гц) | 50 |
Номинальный режим работы ПВ, не менее | 100 |
Диаметр сплошной электродной проволоки (мм) | 2-5 |
Диапазон регулирования скорости подачи электродной проволоки (м/ч) | 60-362 |
Диапазон регулирования скорости сварки (м/ч) | 12-120 |
Предельный угол наклона сварочной головки к плоскости перпендикулярной шву | 45 |
Масса электронной проволоки в кассете (кг) | 15 |
Масса ленточного электрода в кассете (кг) | 10 |
Емкость бункера для флюса (дм) | 6 |
Средний срок службы (лет) | 5 |
Установленный ресурс до капитального ремонта (ч) | 7500 |
Габаритные размеры (мм): -Длина -Ширина -Высота | - 716 346 526 |
Габаритные размеры АДФ-1002-1 У3 для сварки ленточным электродом (мм): -Длина -Ширина -Высота | - 950 370 730 |
Габаритные размеры блока управления (мм): -Длина -Ширина -Высота | - 460 375 322 |
Масса автомата без электродной проволоки, флюса и источника питания (кг) | 45 |
Масса блока управления (кг) | 30 |
Суммарная масса серебра (г) | 25,0114 |
. Расчетная часть
.1 Расчет режима сварки
Режимы сварки под флюсом имеют основные и дополнительные параметры. К основным относят: ток, его род и полярность, напряжение дуги, диаметр электродной проволоки, скорость сварки. Дополнительные параметры режима - вылет электродной проволоки, состав и строение флюса (плотность, размеры частиц), положение изделия и электрода при сварке.
Критерием оптимального выбора режимов служит максимальная производительность процесса сварки при условии получения требуемых геометрических размеров поперечного сечения шва, регламентированных ГОСТ 14771-76 и достаточно низких потерь металла на угар и разбрызгивания.
Выбор режима сварки зависит от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и положения шва в пространстве.
К основным параметрам режима сварки относятся:
) сила сварочного тока (Iсв, А);
) напряжение на дуге (Uс,В);
) диаметр электродной проволоки (d эл, мм);
) вылет электрода (Lэл, мм);
) скорость сварки (Vс, м/ч).
Произведем расчет режимов сварки:
Определяем расчетную длину проплавления по формуле:
Hp=(0,4÷1,1)K (1)
где, К-катет шва, мм.
К=4 мм=0,75*4 мм=3 мм.
Площадь поперечного сечения шва за один проход принимаем:н=26 г/см3
Определяем диаметр электродной проволоки по формуле:
эл=4√hp±0.05 hp (2)
эл=4√12мм+0,05 * 4 =1,8+0,5мм=2,3 мм
Принимаем среднее значение диаметра электродной проволоки dэл=2,3 мм.
Производим расчет скорости сварки по формуле:
υсв =Кv(hp1.75 / ℓ3.36) (3)
ℓ=К√2
где Кv - коэффициент, учитывающий скорость сварки;
ℓ-ширина шва, мм.
Кv=1120
ℓ=12*√2=16,8 мм;
υсв =1120*(121 /16,83 мм)=33,6 м/ч.
Принимаем скорость сварки 34 м/ч.
Определяем силу сварочного тока по формуле:
св=Ki (hp1.31 /ℓ1.07) (5)
где Ki - коэффициент, учитывающий плотность ток
принятые числовые значения=460св=460*(122 /16,81 )=234,6 А
Принимаем силу сварочного тока - 234 А
Определяем напряжение сварочной дуги по формуле:св=16+0,05*Iсв
св=16+0,05*234А=27,7 В
Принимаем Uсв=27,7 В
Определяем вылет электродной проволоки по формуле:
ℓэл=10*dэл ±2*dэл (6)
ℓэл=10*2,3+2*2,3=41,1мм+3,2мм=44,3 мм
ℓэл=10*2,3 - 2*2,3=32,2мм-3,2мм=29 мм
Определяем скорость подачи электродной проволоки по формуле:
Υэл=0,53*Iсв/dэл+6,94*10-4(Iсв/dэл3) (7)
эл =0,53*235/2,3+6,94*10-4 (235/2,3-4)=58,7 м/ч
Принимаем υэл =59 м/ч
Определяем оптимальный расход подачи флюсы по формуле:
=3,3*10-3 *Iсв0,75 (8)
=3,3*10-3 *2351=0,7 л/мин.
Штучное время определяется по формуле:
Тшт=(Тнш*L+Тви)К1-n (9)
где Тшт - время, связанное со швом, мин- длина шва, м.
Тви - время связанное с изделием, мин.
К - коэффициент, учитывающий условия работы
Принятые числовые значения символов
Тви = 0,7 мин.= 1,600 мм.
Тнш =11мин.
К1-n = 1,2
Тшт=(11*1,600+0,7)1,2=21,9 мин
Определяем норму времени на сварку изделия по формуле:
Нвр = Тшт +Тпз/n (10)
где Тпз - подготовительно - заключительное время, мин.- количество изделий, шт.
Тпз =10200 мин= 600 шт
Нвр = 21,9+10200/600=38,9 мин.
Для различных методов сварки норма Нэ(кг) электродов и электродной проволоки определяется произведением удельной норм расхода qэ (кг/м) на длину шва L (м).
Нэ=qэ*ℓ,кг (11)
Нэ=0,46*1,600=0,736 кг
Удельную норму расходов материалов определяем по формуле:
э=Кр*mn (12)
где, Кр - коэффициент расхода, учитывающий потери электродной проволоки;- масса наплавленного металла, кг/м.э=1,15*0,4=0,46
Массу наплавленного металла определяем по формуле:
mn = ρ*Fн*10-3, кг/м (13)
где ρ - плотность наплавленного металла шва, г/см3 ;
ρ=7,8
Fн - площадь поперечного сечения, 2 мм
Принятые числовые значения Кр=1,15.= 7,8*51,7*10-3=0,4кг/м
Определяем основное время сварки по формуле:
= Fн*ρ*60/Iсв*αн (14)
где αн - коэффициент наплавки, г/А*ч.= 51,7*7.8*60/235*8=8.4мин = 823,68
Расчет массы наплавленного металла
= FL (15)
8 = 0,9*129,6*7,85 = 915,6 (г);общ = 2215,6 + 915,6 = 2131,22 (кг) = 130 (г).
.2 Разработка технологического процесса изготовления сварной балки
Наименования и краткое содержание операции | Оборудование и инструменты для сборки и сварки |
Зачистка металла: основной металл очищают от ржавчины, масла, влаги, рыхлого слоя окалины. Допускается зачистка не всей части поверхности кромок шириной 30-40 мм. Особенно тщательно зачищают торцы свариваемых кромок сварной колонны. | Дробеметная машина VSB 2500 |
Правка металла: правку стали производят в холодном состоянии. При этом устраняют общие и местные неровности, волнистость кромок. Правку мелких листовых деталей после резки на гильотинном или пресс-ножницах выполняют на листе металла 25-30 мм. Детали раскладывают в один слой, и лист с деталями пропускают между валками правильно - гибочной машины до полного выправления металла. | Машина правильно-гибочная МПГ 920 |
Разметка металла: разметкой называют процесс вычеркивания детали на материале в натуральную величину с нанесением линей сгибов, вырезов и центров отверстий. При заготовке нескольких одинаковых деталей из размечают по шаблону с допуском на резку. | Штангенциркуль STURM 2030-01-250 |
Резка: для резки преимущественно применяют гильотинные, угловые и сортовые ножницы для резки балок и швеллеров снабженные различными приспособлениями. Широко применяют кислородную и плазменную резку. Кислородную резку следует выполнить механизированными способами-автоматами и переносными полуавтоматами. Так как колонна коробчатого сечения является ответственной несущей конструкцией, высота неровностей реза после машинной газовой резки должна быть не более 0,3 мм, в противном случае необходимы продольные кромки колонны. | Газовый резак 62-5F Баллон с кислородом и керосином. |
Подготовка кромок под сварку: подготовка кромок состоит в ровной обрезке и разделке их по определенной форме в зависимости от толщины металла. Для разделки кромок используют механическую обработку: токарную, строгание, фрезерование, обрезку на гильотинных ножницах. Зачистку кромок выполняют механическими способами: пескоструйным, дробеструйным, металлическими щетками, абразивными кругами или химическим способом. | 2-паллетный фрезерный станок с ЧПУ ARES S 500 Металлическая щетка Абразивный круг |
На стеллаж укладывают верхний пояс (полку), расставляют и приваривают к нему диафрагмы. Такая последовательность определяется необходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установки и обеспечения прямолинейности боковых стенок, а также их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм устанавливают, прижимают и прихватывают боковые стенки. Затем собранный, П - образный профиль кантуют и внутренними угловыми швами приваривают стенки к диафрагмам. а - сечение стержня; б - схема кондуктора. Сборку заканчивают установкой нижнего пояса. Сварку поясных швов осуществляют после завершения сборки и ведут наклонным электродом без поворота в положение «в лодочку». Это объясняется тем, что для колонны коробчатого сечения подрез у поясного шва менее опасен, поскольку в колоннах коробчатого сечения сосредоточенные силы передаются с пояса на стенку не непосредственно, а главным образом через поперечные диафрагмы. | Кондуктор для сборки колонн коробчатого сечения |
Сварка: это наиболее производственны способ электродуговой сварки, его применяют для прямолинейных стыковых швов длиной более 500 мм. Сварку производят голой электродной проволокой. Автоматическую сварку стыковых швов можно вести в один проход с двухсторонним формированием шва с помощью сварки под флюсом. Под однопроходную сварку с двухсторонним формированием шва детали должны быть собраны с зазором обеспечивающим свободное прохождение ножа, крепящего ползун сварочного инвертора БИЗОН 205ПН. Поясные швы должны выполняться автоматической сваркой с плавным переходом швов к основному металлу. При выполнении сварных швов соединяющих верхний пояс со стенкой, должен обеспечиваться полный провар стенки на всю ее толщину. Все сварные швы должны быть не прерывными. Поясные швы выполняют в положении «в лодочку». | Сварочный источник инверторного типа БИЗОН 205ПН Сварочный трактор АДФ-1002 Сварочный флюс АН-60 Сварочная проволока СВ08Г2С |
.3 Оформление технологической документации на изготовление колонны коробчатого сечения, указанно в приложении 2
.4 Расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность колонны коробчатого сечения
Подбор сечения.
Наименьшая высота определяется:
=Rl/(fn/ l) (16)
=расчетное сопротивление
Для стали 10ХСНД=2400 кгс=12м=1200см =0,6 см= 2400*1200/(1,2/600)=144см=1440мм
Приняв =0,7 будем иметь для верхнего пояса относительно высоты балкиост= 1,3 (17)
тр=Mx (18)
тр=2860000/(2400*0.7)=1702опт = 1,3 =69см=690 мм
Выбираем hст= 65смст=12 (19)ст=0,6 * 12=13731 ≈13700
б=hст/2 (20)
б=1702*65/2=55315 ≈55300
Площадь верхнего пояса:
в.п=(Jб - Jст) (21)
в.п= (55300-13700) / (2)=14,8
Для нижнего пояса
н.п= Mx/R (22)
н.п= 2860000/2400=1191
б= Wн.п*hст/2 (23)
б= 1191*65/2=38707,5 ≈38708
н.п= (Jб - Jст) (24)
н.п=(38708- 13700) / (2)=11,8
Применяем сечения балки, верхний пояс 200 х 10мм, нижний пояс 150х10мм, стенка 650х6мм.
= Fв.п+ Fн.п+Fст (25)
=20*1+15*1+65*0,6=74
∆y= [(Fв.п- Fст)*(hст/2+ /2)]/F (26)
∆y =(20-15)*33/79=2,2 см
Проверка общей устойчивости.
[8,4ḈEJyh1/(Jб )]=1,35 (27)
[0,43-0,065](2n-1)h (28)= Jв.п/ Jy (29)
= 1300/1584=0.82
=hст+/2+/2 (30)
=65+1/2+1/2=66 см=29.3-0,5=28,5 см
[0.43-0.065 (2*0.82-1)*66=17.9
.5*29.3+17.9=3.25 см
=Y∑b /3 (31)
=1.26 (25)/3=22.8
[(Jв.п*Jн.п * Jy)+0.04Jk]/Jy (32)
[(1300*282*66*66/1584)+0.04*22.6]/1584=841
[8.4*1.35*2.1* 1584*28.5/ (51457 * 2400)] 3.25=0.72
/(1.1Wxв.п) (33)
/(1,1*0,72*1756)=2013 кгс
Проверка устойчивости балки
Расчетную вертикальную нагрузку от края определим без учета коэффициента
=n =1,1*8,7=10,7 тс
Для первого отсека нагрузка.
А=P(5.125+3.625+0.125)/6=1.48p=1.48*10.5=17.8тс=1.02A (34)=1.02*17.8=18.2 тс=1.03A*0.875 (35)=1.03*17.8*0.875=16.1тс*м
*hв.п/Jx (36)
*29.3/51457=0.91тс
,47тс/(hст) (37)
,2/(0,6*65)= 0,47 тс/hст=1,2/0,65=1,85>0.8
Так как a/hст> 0.8 и ≠0 то проверку производим дважды, причем в формуле принимаем для принимаем расчетную высоту стенки.
y=2*28.3=56.6см=2.25 * 65=3.6 (38)
.92 = 3.92 тс/см
Где
.75 + (0.245*1.6)/2=3.92
при 0,5 a =0.5*120/65=0.9 y=3.6
(1.25+ 0.95) (39)
(1.25+ 0.95) = 1.3 тс
Для третьего отсека:
A=P (1.775+3.275)/6=10.3*0.832=8.7 тс=1.02*8.7=8.9 тс=1.03A*2.725=1.03*8.7*2.725=24.5 тс*м
2450*29,3/51457=1,39 тс
,47 тс
,9/(0,6*65) = 0,23 тс
Проверка, так же как и для первого отсека, должна производиться дважды. Критические напряжения остаются те же.
Первая проверка:
.35<0.9
Вторая проверка:
,35<0.9
Сечения ребер жесткости принимаем 65х6 см
По данным справочников :/ =65/6; 11<15
Проверка поясных швов. Поясные швы толщиной hш=6мм выполнены автоматом (β=1)
(2βhш) (42)
(2,1*0,6)=284кгс< 1500 кгс
Проверка опорных ребер. Торцовые опорные ребра имеют сечение 150х8мм.
/(15*0.8)=1950 кгс<3200 кгс
Проверяем устойчивость опорной стойки.ст=15*0.8+15*0.6=21=0.8 * 13=225
.26см
,5hp=65/3.26=20 (43)
/3.26=20
.97
/(2*0.6*64)=1148 кгс <2100 кгс
Толщина швов прикрепления торцового ребра к стенке hш=6см, сварка ручная.
Расчетная длина шва:
-1=64 см
/(2*0,6*64)=304 кгс< 1500 кгс
Проверка прогиба. Для определения прогиба принимаем наибольшее напряжение, возникающее от нормативной вертикальной нагрузки:
/l=l/(hn*1.1)=2095*600 (67*1.2*1.1)=1/800<1/600
. Контроль качества сборки и сварки
.1 Выбор метода контроля качества сварных соединений, колонны коробчатого сечения
Для проверки качества сварных соединений колонны коробчатого сечения был выбран приемочный контроль сварочных соединений.
Проводится с целью предупреждения несоответствия качества сварного шва (наплавки) и сварного соединения, выполненных при изготовлении сварных конструкций и при исправлении дефектов требованиям и правил, стандартов, техусловий, нормативнотехнической документации, рабочих чертежей и др.
Контроль на этом этапе включает в себя:
) неразрушающий контроль (физические методы);
) контроль с разрушением (лабораторные методы).
Контроль качества сварных соединений конструкций надлежит осуществлять методами, указанными в таблице 12
Таблица 12 - Контроль качества сварных соединений и конструкций
Методы контроля | Тип конструкций, объем контроля |
Внешний осмотр с проверкой геометрических размеров и формы швов | Все типы конструкции в объеме 100% |
Контроль швов неразрушающими методами (радиографическим, ультразвуковым или др.) в соответствии с ГОСТ 3242-79 | Все типы конструкций в объеме не менее 0,5 % длины швов, а также конструкции, методы и объемы контроля, которых предусмотрены дополнительными правилами или чертежами КМ |
Механические испытания контрольных образцов | Конструкции, для которых требования механических свойств сварных соединений предусмотрены чертежами КМ |
Металлографические исследования макрошлифов на торцах швов контрольных образцов или на торцах стыковых швов сварных соединений | Конструкции, для которых требования механических свойств сварных соединений предусмотрены чертежами КМ |
Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений конструкций не допускаются и должны быть устранены с последующей заваркой и контролем.