ЗМІСТ
Вступ
1. Характеристика виробу
1.1. Призначення, опис і умови роботи зварноїконструкції
1.2. Обгрунтування матеріалу зварної конструкції
1.3. Технологічність зварної конструкції
2. Технічні умови на виготовлення зварної конструкції.Основний та допоміжний матеріали
2.1. Точність виготовлення зварної конструкції
2.2. Вимоги до основних та допоміжних матеріалів
2.3. Вимоги до якості зварних швів
2.4. Вимоги до кваліфікації зварювальників
3. Технологічний процес виготовлення зварноїконструкції
3.1. Критичний аналіз існуючого на підприємствітехнологічного процесу
3.2. Розбивка конструкції на вузли і підвузли
3.3. Заготівельні операції
3.4. Оцінка зварюваємості матеріалу конструкції і вибірспособу зварювання
3.5. Характеристика і обгрунтування зварювальнихматеріалів
3.6. Розробка маршрутної технології збирання-зварювання.Розрахунок і вибір режимів зварювання
3.7. Обгрунтування і вибір зварювального обладнання
3.8. Проектування и вибір технологічної оснастки і їїопис
3.9. Опис технологічного процесу виготовлення виробу
3.10. Заходи по зменшенню збирально-зварювальних напругта деформацій
3.11. Обгрунтування і опис методів контроля якості,віправлення дефектів і вибір обладнання
4. Організаційна частина
4.1. Виробничий звязок проектуємої дільниці
4.2. Нормування технологічного процесу збирання і зварювання
4.3. Розрахунок необхідної кількості збирально-зварювального обладнанння,оснасткіи і робочих місць
4.4. Визначення необхідної кількості основних ідопоміжних матеріалів
4.5. Вибір та обгрунтування внутрішньоцеховоготранспорту
4.6. Планування ділянки цеху для виготовлення обечайкихвостової і опис технологічного потоку
5. Охорона праці
6.Охорона навколишнього середовища
Перелік посилань
Прикладка
ВСТУП
Зварювання – один з найбільш широкозастосовуємих технологічних процесів виготовлення металоконструкцій у сучасномумашинобудуванні.
Важке машинобудування є основнимвиробником та постачальником сучасного обладнання для ведучих галузей народногогосподарства: чорної і кольорової металургії, нафтовидобувної, газової,вугільної та гірнозбагачувальноі промисловості. Проектуємий вибір (балкарукояті) є однією з основних частин екскаватора ЕКГ-8И. Цей екскаваторвикористовують для гірських розробок корисних копалин відкритим способом. Всвою чергу корисні копалини є сировиною для багатьох галузей народного господарства.Виробництво екскаваторів належить до галузі важкого машинобудування. В ційгалузі зварювання почали застосовувати з першої половини 30-х років. У металургійномуі гірському машинобудуванні зварюванням заміняють інтенсивно клепані і литіконструкції з 1935 р.
Досвід експлуатації машин зізварними деталями показав, що вони за якістю не вступають литим і в багатьохвипадках економічніші за них. Балка рукояті і її складова частина – обечайкахвостова теж є заміною литої балки, яку випускав Іжорський машинобудівнийзавод, і є зварною конструкцією.
При виготовленні обечайки хвостовоїможна застосовувати автоматичне чи напівавтоматичне зварювання, що істотнопродуктивність праці, а також можна застосовувати спеціалізовані механізованізбирально-зварювальні пристрої.
Галузь важкого машинобудування маєдосить широкі перспективи розвитку. Після виходу нашої продукції на світовийринок з”явились досить ємкі нові ринки збуту, що в свою чергу обомовило основнінапрямки розвитку такі як обладнання для чорної і кольорової металургії,гірсько-видобувної галузі, нафтовидобувної, вугільної, гірнозбагачувальноїпромисловості. Особливим попитом користуються екскаваторі, прокатні стани,потужні преси.
В проектуємомузбирально-зварбвальному цеху буде проходити весь технологічний процесвиготовлення обечайки хвостової, починаючи зі складу металу і закінчіуючискладом готової продукції. Також описується і обгрунтовується матеріалконструкції, зварювальні матеріали, та інші допоміжні матеріали. Вибираєтьсязварювальне обладнання, проектується спеціалізовані механізованізбирально-зварювальні стенди, які поліпшують умови праці робітників іпідвищують її продуктивність. Проводиться нормування технологічного процесузбирання та зварювання. Розрахолвується необхідна кількість робочих місць,оснастки, збирально-зварювального обладнання.
Також вирішуються питання з охоронипраці і навколишнього середовища.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРОБУ
1.1. Призначення, опис і умови роботи зварноїконструкції
Проектуєма зварна конструкція єконструкцією балочного типу. Балка рукояті належить до основних частин робочогообладнання екскаватора ЕКР8И.
Екскаватор ЕКР8И робе на гірськихрозробках по видобутку руди та інцих корисних копалин. До складу робочогообладнання екскаватора входять: механізм напора, стріла, рукоять і ковш.Місткість ковша 8 м3.
Конструкція балки рукоятіекскаватора ЕКР8И використовуєма на НКМЗ складається з таких вузлів: відливкаголовна, труба та хвостовик.
Труба виконана з листової сталі10ХСНД, яка звальцьована в обечайку, що зварені між собою. Труба складається зп”яти обечаєк діаметром 700 мм і довжиною 1566 мм кожна. Обечайки зварені міжсобою за спеціальною технологією.
Відливка головна виконана з сталі25Л. Вона приварюється до труби за спеціальною технологією.
Замікає рукоять хвостовик, якийуявляє собою зварну металоконструкцію.
Балка рукояті цієї конструкціїволодіє простотою виконання і надійністю.
На рукояті встановлені зверху опорипід полублоки і самі полублоки, кронштейн для закріплення ричага механізмавідкриття днища ковша.
Рух балки рукояті виконується дадопомогою канатів, запасованих на рукояті через полублоки. Канати в свою чергуприводяться до руху лебідкою, що встановлена на екскаваторі.
1.2. Вибір обгрунтування матеріалу зварноїконструкції, його характеристика
До конструкції що розглядається вданному курсовому проекті пред”являються досить високі вимоги по умовам їїроботи.
Тому труби, з яких складається балкарукояті виконуються із сталі 10ХСНД, з цієї ж сталі виконана обечайка хвостова.Усі інші елементи, що входять до складу обечайки хвостової: плита верхня, плитанижня і їх елементи виконані з сталі Ст3пс3.
Наведена вище сталь Ст3пс3відноситься до вуглецевих конструкційних сталей звичайної якості. Вонавідноситься до напівспокійних сталей третьої категорії. Хімічний склад сталіСт3пс3 наводиться у табл.1.
Таблиця 1
Хімічний склад сталі Ст3пс3Марка сталі C,% Mn,% Si,% P S Gr Ni Cu As Ст3сп3 0.14-0.22 0.40-0.65 0.12-0.30 не більше 0,04 0,05 0,33 0,30 0,30 0,08
Ця сталь задовольняє наступним вимогам:
1) Гарназварюємість;
2) Працездатністьсталі і зварних швів у різних кліматичних умовах;
3) Добрамеханічна оброблюємість.
СтальСт3пс3 для виготовлення конструкцій постачається в горячекатаному стані.Механічні властивості сталі наведені в табл.2.
Таблиця 2. Механічні властивості сталіМарка сталі
Тимчасовий опір Gв Н/мм2
Межа текучесті Gт Н/мм2 Відносне подовження δ,% ВСт3сп 380-190
£20 мм
250
20-40мм
240 40-100мм 230 >100мм 210 £20мм 26
20-40мм
25 >40мм 23 /> /> /> /> /> /> /> /> />
Ударна в”зкість столі притемпературі +200С:
При S=(5-9) мм aн=80 H×м/см2;
При S=(10-25) мм aн=70 H×м/см2;
При S=(26-40) мм aн=50 H×м/см2;
Розглянута сталь відноситься дочисла добре зварюємих металів. Для цих сталей технологію зварювання вибираютьіз умов забазпечення комплекса вимог, головні з яких: досягнення рівноміцностізварного з”єднання з основним металом і відсутність дефектів у зварномуз”єднанні. Для цього механічні властивості методу шва, навколошовної зони ізварного з”єднання в цілому повинні бути не нижче мінімальних механічнихвластивостей основного металу. У металі шву не повинно бути непроварів, тріщин,пор та інших дефектів, вони повинні мати вимагаємі за кресленням розміри іформу.
При зварюванні вуглецевої сталіметал шву незначно відрізняється за складом від основного металу. Ця різниця восновному зводиться до зниження вмісту марганцю і кремнія. Зниження міцностіметалу шву внаслідок зменшення вмісту в ньому вуглецю при дуговому зварюванніповнустю компенсується за рахунок збільшення швидкості його охолодження ілигування металу через дріт, покриття марганцем і кремнієм.
Ті ж самі вимоги можна віднести і добудь-якої сталі, зокрема до сталі 10ХСНД.
Низьколеговані конструкційні сталіпідвищеної міцності повинні мати високу стійкість проти переходу у крихкий стані бути недорогими і економічними у виробництві. Склад сталі повинен передбачатиможливість її зварювання без ускладнення технології і забезпечувати високустійкість проти утворення тріщин в металі шву.
Використання дефіцитних і дорогихлигуючих елементів, наприклад нікеля і молібдена, обмежується вимогою низькоївартості та економічності виробництва. Тому у застосовуємих низьколегованихсталях (15ХСНД і 10ХСНД) вміст нікелю невеликий. Хімічний склад сталі 10ХСНДнаведений в табл.3.
Таблиця 3
Хімічний склад сталі 10ХСНДМарка сталі C,% Si,% Mn,% Gr Ni Cu P S не більше 10ХСНД £0,12 0,80-1,10 0,50-0,80 0,60-0,90 0,50-0,80 0,40-0,65 0,040 0,035
Необхідність забезпечення високоїстійкості проти перехода у крихкий стан і доброї зварюємості обмежуєзастосування лигуючих елементів, які, сприяючі підвищенню міцності сталі в тойже час знижують її стійкість проти перехода у крихкий стан і утвореннякристалізаційних тріщин (CiSi).
Міцності характеристики сталі 10ХСНДу табл.4.
Таблиця 4.
Міцності характеристики сталі 10ХСНДМарка сталі
Тимчасовий опір Gв кгс/мм2
Межа текучесті Gт, кгс/мм2
Ударна в”язкість при –400, ан кгс×м/см2 10ХСНД 44-55 30-40 >3
Технологія зварюваннянизьколегованих сталей у СО2 практично нічим не відрізняється відтехнології зварювання низьковуглецевих сталей. Зварювання ведуть дротом Св-08Г2С.
1.3. Технологічність зварної конструкції
Під технологічністю треба розумітинадання будь-якому виробу такої форми і вибір таких матеріалів, що забезпечатьвисокі технологічні експлуатаційні якості виробів при економічномувиготовленні.
Технологічність будь-якоїконструкції забезпечується урахуванням конструктивних, технологічних,експлуатаційних вимог.
До конструктивних вимог належать:
1) вибір раціональної схеми і головних параметрів конструкції, обгрунтованиханалізом існуючих конструктивних форм і використання комплексу стандартів;
2) вибір основних та допоміжних матеріалів, конструктивних форм зварнихз”єднань і вузлів, забезпечуючих досить високу якість виробу;
3) взаємне розташування вузлів форм спряження, забезпечуючих найвигіднішіумови збирання і зварювання. Мінімальний обсяг обробки до і після зварювання;
4) можливість розбивки виробу, якщо він складний на вузли і пудвузли звикористанням спеціального обладнання і потокових ліній;
5) вибір простих форм деталей, які забезпечують мінімаль ну довжину швів ірозташування їх в зручних місцях для виконання зварювальних робіт;
6) стандартизація матеріалів, вузлів, процесів на основі уніфікації ітипізації;
7) вибір заходів, попереджуючих або обмежуючих залишкові деформації інапруження зварних виробів.
Основні технологічні вимоги:
1) вибір теплового режиму зварювання, який забезпечує відповідні допускипри збиранні і зварюванні вузлів і усього виробу в цілому;
2) вибір оптимальних технологічних процесів для виготовлення запланованоїдо випуску продукції;
3) слушна послідовність виконання збирально-зварювальних операцій;
4) призначення мінімальних допусків на механічну та термічну обробкувиробів. Вибір режимів термообробки;
5) вибір оптимальних режимів зварювання та контролю виробу;
6) вибір раціонального варіанту зварювального обладнання.
Експлуатаційні вимоги:
1) забезпечення необхідної надійності і довговічностіосновних показників якості зварної конструкції;
2) підвищення економічності конструкції вексплуатації, та простота обслуговування її при виконанні ремонтних рпобіт;
3) покращення показників якості, стабільності,експлуатаційної надійності.
Для порівняння технологічностізварних конструкцій, використовуються такі показники: матеріалоємність,трудомісткість, собівартість, енергоємність, тривалість виробничого циклу.
2. ТЕХНІЧНІ УМОВИ НАВИГОТОВЛЕННЯ ВУЗЛА
Розглядаємий вузол зварноїконструкції належить до балочного класу. При виготовленні цього вузла слідвиконувати усі вимоги, що висуваються до точності її виготовлення.
1.4. Технічні умови на заготовку.
1. У деталей, виготовлених з прокату, на поверхні, що не підлягає уподальшому механічній обробці, не повинно бути завусенець, тріщин, надривів тарозшарувань.
2. Невказані у кресленнях деталей граничні відхилення лінійних розмірівприймаються да табл.5.
Таблиця 5.
Невказані граничні відхиленнялінійних розмірів деталейІнтервал розмірів, мм Граничні відхилення, мм Лінійних розмірів (крім радіусув скруглення фасок) Розмірів радіусів скруглення і фасок Вище 0 до 315 включно ±2 ±2 Вище 315 до 1000 включно ±2 ±4 Вище 1000 до 2000 включно ±3 – Вище 2000 до 3150 включно ±5 – Вище 3150 до 5000 включно ±6 – Вище 5000 до 6000 включно ±8 – Вище 6000 до 10000 включно ±10 –
3. Для деталей, що виготовляються з прокату товщиною не бцльш 100 ммшляхом різки під прямим кутом, до його поверхні, допуск перпендикулярностіповерхні різа відносно поверхні прокату встановлені 10% від його товщини, алене більше 3 мм.
4. Шорхість поверхней кромок деталей виготовляемих без креслень,становлюється Rz £1000 мкм при товщині деталі S£60 мм і не нормується при S>60 мм, але нерівності різу повиннізнаходитись у межах половини допуску на відповідний лінійний розмір.
5. Деталі, що виготовлені газовою різкою, повинні відповідати наступнимвимогам.
– кромки повинні бути очищені від грату, шлаку,бризок і напливів;
– на поверхні кромок не допускаються зарізи і вихопиглибиною, що перевищує величину 2Rz (де Rz – шорсткістьповерхні, вказана у кресленні), і довжиною більше за 20 мм. Кількість зарізів івихватів не повинна бути більше 4 шт на 1 м довжини кромки;
– невказані радіуси скруглення контура у кутах неповинні перевищувати 6 мм.
6. Після різки на ножницях скалування кромок, що обрізаються, висотоюбільше за 0,5 мм не припускається.
7. Виправлення кромок абразивним інструментом слід проводити так, щобриски при обробці були напрямлені вздовж кромки.
8. Виправлення кромок шляхом підварки повинна виконуватись за технологією.
9. Допуски форми деталей, виготовлених з листа, приведені у табл.6, 7.
Таблиця 6.
Допуск площинності деталей, ммТовщина листа Допуск (зазор між лінійкою довжиною 1 мм і поверхнею металопрокату) До 3 включно 2,5 Вище 3 до 8 включно 2,0 Вище 8 до 20 включно 1,5 Вище 20 до 30 включно 1,0
Таблиця 7
Допуск різниці розмірів деталей подіагоналям, ммІнтервал режимів діагоналей До 1500 включно Вище 1500 до 2500 включно Вище 2500 до 4500 включно Вище 4500 до 9000 включно Вище 9000 до 15000 включно Допуски різниці довжини діагоналей 3 5 6 8 10
10. Допуск прямолінійності поверхні прокату деталейкрім виготовлених з листів – 3 мм на довжині 1000 мм і 6 мм на всій довжині.
11. Допуск прямолінійності поверхні деталей – 2 мм надовжині 1000 мм і 5 мм на всій довжині.
12. Допуски круглості вальцьованих обечаєк повиннівідповідати даним, наведеним у табл.8.
Таблиця 8.
Допусглок крусті обечаєкПараметри обечайки Допуски круглості Товщина стінки Зовнішній діаметр D До 6 включно До 2000 включно 0,00501 але не більш 7,5 мм Вище 6 до 25 включно Вище 2000 до 3000 включно 8 мм Вище 25 до 80 включно Вище 2000 до 6000 включно 10 мм
13. У деталей, виготовлених з листа згинанням чивальцюванням за шаблоном, зазор між шаблоном та контролюємою поверхнею деталіне повинен перевищувати 2 мм.
14. Допуски площинності (неприлягання до контрольноїплити) кільця, зігнутого із полоси, кутника, швелера чи двотавра, наведені втабл.9.
Таблиця 9.
Допуск площинності кілець, зігнутихз полоси чи фасонного прокатуВид прокату і номер фасонного профілю Радіус згибу, мм До1000 включно Вище 1000 до 2000 включно Вище 2000 до 4000 включно Допуск (зазор між кільцем і плитою) не більш Смуга 6 8 10 Профілі номерів До 1000 включно 10 12 15 Вище 10до 20 включно 12 14 17 Вище 20до 30 включно 15 18 20
15. Овальність поперечного круглого перерізу обечайки умісці її згибу не повинна перевищувати 15% розміру перерізу за зовнішнімдіаметром.
16. Висота гофр на трубах діаметром до 25 мм не повиннаперевищувати – 2 мм, а на трубах діаметром вище 25 мм- 3 мм.
17. При формоутворенні деталей, згибі, витяжці інадавлюванні) місцеве утонення чи утовщення прокату не повинно перевищувати 20%товщини вихідної заготовки.
18. Знайдені на поверхнях прокату забоїни і насічкиповинні бути видалені пологою зачисткою, що не виводить розміри прокату за їхграничні відхилення більш ніж на 5%.
Якщо глибина забоїн і насічокперевищує вище вказану величину, вони повинні бути заварені і зачищені.
20. На оброблених поверхняхприварених литих деталей допускаються окремі дрібні раковини довжиною не більш3 мм кожна, глибиною – до 10% товщини стінки, але не більше 3 мм. Сумарна площараковин не повинна перевищувати 3% площі поверхні, на якій вони розташовані.
21. Допускається виправленнядефектів литва (раковин, свищів і т.п.) на оброблених і необроблених поверхняхшляхом заварки згідно техпроцеса.
Технічні умови на збирання підзварювання
1. Підлягаючи проплавленню поверхніта прилежачі до них зони металу шириною не менш 20 мм, а також місця примиканнявивідних пластинок повинні бути сухими та очищені від іржі, мастила, фарби таінших забруднень.
2. Прихватки, що накидаються дляз”єднання збираємих виробів, повинні розміщуватися у місцях розташування зварнихшвів. Допускається тимчасове з”єднання виробів за допомогою технологічнихелементів, які після виконання свого призначення повинні бути видалені, а місцянакладання прихваток поза місцями розташування швів зачищені у рівень зметалом.
4. Розміри щвів прихваток повинні бути мінімальнонеобхідними і забезпечувати їх зплавдення при накладанні швів проектногоперерізу.
5. Збиральні прихватки конструкцій повиннівиконуватись зварювальними матеріалами тих же марок, які передбачені дляосновних швів, або рівноцінні їм. Вимоги до якості прихваток встановлюютьсятакі ж, як і до основних швів.
Незадовільно виконані прихваткиповинні бути видалені і при необхідності виконані знову.
6. При збиранні обечаєк у корпус, атакож днищ з корпусом, поздовжні шви сумісних обечайок і днищ повинні бутизміщені відностно одне одного не менш, ніж на трикратну величину найбільшоїтовщини стікуємих елементів і не менш, ніж на 100 мм між вісями швів.
2.2 Вимоги додопоміжних матеріалів
2.2.1 Вимоги дозварювального дроту
Електродний дріт при автоматичному інапівавтоматичному зварюванні під флюсом і в середовищі СО2 і іншихзахисних газів є одним з основних елементів, що визначають якість зварногоз”єднання, тому для її підбору необхідно дотримуватись наступних вимог:
– в якому стані повинно бути її покриття;
– шкідливих домішок у металі дроту, таких як сірка іфосфор повинно бути відповідно не більше 0,025 і 0,03;
– дріт повинен постачатись у бухтах, герметичноупакованих з обов”язковоюбіркою, де вказана марка дроту, підприємство виробник,діаметр, маса;
– на поверхні дроту не повинно бути задирів, окисноїплівки, іржі, забруднення і мастила.
2.2.2 Вимоги дозахисного газу
Зварювання в середовищі захиснихгазів у сучасній техніці знайшло широке використання і є одним з найбільшефективних і високопродуктивних методів, тому захисний газ повинен відповідатинаступним вимогам:
– він повинен строго відповідати ГОСТу чи ТУ;
– не перевищувати в своєму складі присутність вологи,т.я. це може погіршити якість зварювання;
– забезпечувати надуйний захист розплавленого металі;
– забезпечити високу продуктивність виробничогопроцесу;
– забезпечити добре формуваннґ зварного шву.
–
2.3Технічні умови назварні з”єднання
1. Стикові зварні шви, що належать УЗК, слід починати і закінчувати натехнічних виводних планках, які після зварювання мають бути видалені газовоюрізкою, а місця різки зачищені абразивом.
2. У випадку, якщо вивідні планки не застосовуються, кратери на кінцяхшвів повинні бути заварені. Вивидити шов на основний метал забороняється.
3. У місцях виходу зварних швів на вільні кромки доступні для зварюванняторці кромок деталей мають бути обварені, а у стикових з”єднаннях і зачищені.
4. У випадку відхилення від площинності вільних кромок виступи величиноюh>5 мм слід обрізати газовою різкою і зачистити абразивом з забезпеченнямплавного переходу (див.рис.)
5. При виконанні багатошарових швів кожний шар перед накладаннямнаступного повинен бути очищений від шлаку і бризов металу. Ділянки шарів шву зраковинами і тріщинами повинні бути видалені і знову заварені.
6. У двосторонніх швів кутових і таврових з”єднань ГОСТ5264-80,ГОСТ14771-76 і ГОСТ8713-80 величина катета К1 підварки шву повинна бутинаступна:
при S£3мм-К1³S,але не більше 3 мм
при S>3мм-К1=(0,15-0,5) S, але неменше 3 мм.
(S-товщина більш тонкої деталі)
При двосторонньому зварюванні швів зрозробкою кромок, якщо застосовуємий спосіб зварки не забезпечує суцільнепроплавлення по перерізу, перед накладанням шву зі зворотньої сторони коріньшву повинен бути видалений (вирублений, виплавлений спеціальним різаком) ізачищений.
Після виплавки вольфраммовимелектродом зачистку можна не виконувати. При двосторонньому автоматичномузварюванні корінь раніш накладеного шву повинен бути зачищений від грату іпротіків.
7. При накладанні переривчатого зварного шву кінці деталей повинні бутиприварені. При цьому допускаються додатні відхилення розміру довжини останньоїприварюємої ділянки і від”ємні відхилення розміру останнього кроку, щоперевищують граничні.
8. Не допустимі наступні зовнішні дефекти зварних швів:
– незаварені кратери, пропали, свищі, тріщини івиходячі на поверхню шву непровари.
– чешуйчатість поверхні з висотою нерівностей, щоперевищує додатнє відхилення на розмір висоти підсилення шву і більше 3 мм дляінших швів.
9. Для зварних швів, за виключенням підлягаючих ультразвуковому контролюз”єднань деталей товщиною не менш 21 мм, не допускаються наступні зовнішнідефекти:
– на 1 м довжини зварного шву (а при його довжиніменше 1 м – на всій довжині) більш 4 зовнішніх пор діаметром не більше 2 мм,якщо відстань між ними не менш 25 мм, і діаметром не більш 1 мм, при відстаніміж ними 10-25 мм;
– підрізи основного металу на глибину більш зв 0,5 ммпри товщині деталі до 10 мм і більше 1 мм при товщині вище 10 мм; довжинаодного підріза не повинна перевищувати 20% довжини шву, а їх сумарна довжина небільше 40% довжини шву; недопустимі підрізи дозволяється виправляти накладаннямтонких швів з забезпеченням плавного переходу від наплавленого до основногометалу.
2.4 Вимоги докваліфікації зварювальника
До зварювання візлів і конструкційдопускаються зварювальники які витримали теоретичні і практичні випробування імають посвідчення встановленого образцю. Випробування зварювальників івстановлення їх кваліфікації виконується постійно діючими кваліфікаційнимикомісіями. При виготовленні балки рукояті потрібні зварювальники 3 і 4розрядів.
Зварювання конструкцій повиннопроводитись особами, що мають посвідчення і кваліфікації яких відповідаютьвиконуємій роботі. Зварювання балки рукояті повинно проводитись дипломованимизварювальниками не нижче третьго розряду.
Електрозварювальник повиненвиконувати ручне дугове зварювання в усіх просторових положеннях зварного швувузлів і конструкцій із вуглецевих сталей, механізоване зварювання скалдних ісередньої складності вузлів і конструкцій з вуглецевих сталей.
Зварювальник повинен знати побудовувикористовуємих електрозварювальних машин (напівавтоматів, автоматів, джерелживлення); властивості і призначення зварювальних матеріалів; вибірзварювальних матеріалів, вимоги, що пред2являються до зварного шву; основні видиконтролю зварних швів; причини виникнення внутрішніх напруг і деформацій узварних з”єднаннях і міри їх попередження; встановлення режимів зварювання за заданимипараметрами.
3. ТЕХНОЛОГІЧНИЙПРОЦЕС ВИГОТОВЛЕННЯ ОБЕЧАЙКИ ХВОСТОВОЇ
3.1 Критичний аналізіснуючого на підприємстві технологічного процесу
Існуючий на підприємствітехнологічний процес виготовлення обечайки хвостової має ряд істотнихнедоліків, серед яких можна відмітити наступне:
1. Весь процес збирання і зварювання виконується на стендовій плиті безвикористання яких-небудь пристроїв, зокрема для плити верхньої і нижньоїконструкції обечайки хвостової.
2. Зварювальні роботи виконуються в основному за допомогою механізованогозварювання в середовищі вуглекислого газу.
Не чітко додержуються послідовностівиконання збирально-зварювальних робіт, а самі робочі місця розташованіхаотично, що приводить до появи зустрічних 3.4.Оцінка зварюємості матеріалуконструкції та вибір способу зварювання.
Сталь марки СТ3пс3 єнизьковуглецевою сталлю звичайної якості категорія 3, напівспокійної, т обторозкислена марганцем і кремнієм.
Сталь 10ХСНД – низьколегованаконструкційна сталь, досить недорога і має високі міцності хакректеристики.
Зварюваємість – це здібність сталейдавати якісне зварне з”єднання. Зварюваємість може бути неоднаковою для різнихвидів зварювання. Дуже цінною властивістю металу є добра зварюваємість длядекількох різних видів зварювання таких як дугове, газове і контактне. До такихматеріалів належать низьковуглецева і низьколегована сталь, технічно чистийалюміній і ін.
Істотним показником зварюємостівуглецевих низько- і середньолигованих сталей є їх стійкість до утвореннятвержих крихких зон з мартенситною структурою та холодних гартівних тріщин.
Орієнтовано можна оцінюватизварюємість подібних сталей за їх хімічним складом. При цьому загальний впливостаннього на схильність до тріщиноутворення вмісту вуглецю – Се.
/>
Розрахуємо Се для сталі СТ3пс3:
/>
що означає задовільну зварюємістьбез спеціальних засобів. Процентне співвідношення елементів в складі сталінаведено у табл.1.
Розрахуємо Се для сталі 10ХСНД:
/>
Процентне співвідношення хімічнихелементів у складі сталі 10ХСНД наведено у табл.3.
За розрахованим еквівалентом вмістувуглецю видно що ця сталь теж добре зварюється.
Для зварювання цих сталей будемозастосовувати дугові способи зварювання у середовищі захисних газів. Зварюваннябудемо вести в середовищі СО2 дротом Св-08Г2с.
Цей спосіб зварювання є доситьпродуктивним і недорогим. Крім того вуглецевий газ є нетоксичним і негорючим.Вуглекислий газ також забезпечує надійний захист зварювальної ванни від водню іазоту повітря. Механізоване зварювання поліпшує умови праці робітників.
3.5 Характеристика іобгрунтування зварювальних матеріалів
При виконанні усіх зварювальнихробіт використовується механізоване зварювання в середовищі захисного газу.У якостізахисного газу будемо використовувати вуглецевий газ 1-го сорта, склад якогонаведений в табл.20.
Таблиця 20
Склад двуокісі вуглецю (заГОСТ8050-85)
Об”ємна доля (СО2), % не менш 99,5 Об”ємна доля СО Нема Масова концентрація мінеральних масел і механічних домішок, мг/кг, не більш 0,1 Масова доля води, % не більш Нема
Масова концентрація водяної пари при температурі 200С і тиску 101,3 кПа, г/см3 0,181
Вуглецевий газ є нетоксичним і невзривонебезпечним.Застосування вуглецевого газу забезпечує надійний захист зони зварювання відвзаємодії з воднем і попереджує азотування металу шву. Його теплофізичніхарактеристики добре впливають на стабільність горіння дуги. Достоїнствомзварювання в СО2 є низька вартість цього газу, а також можливістьслідкування за процесом зварювання і при необхідності корегування режимівзварювання.
Особливість зварювання в СО2полягає в застосуванні електродного дроту з підвищеним вмістом елементів –розкислювачів. Для зварювання низьковуглецевих сталей широко використовуютькремне-маргенцевий зварювальний дріт. У якості присадкового дроту будемовикористовувати зварювальний дріт марки Св-08Г2С. Цей дріт вміщує підвищенукількість марганцю і кремнію. Ці елементи забезпечують добре розкисленнязварного шву, що істотно впливає на його механічних характеристиках.
Також цей дріт забезпечує отриманнявикокої стійкості зварного шву проти кристалізаційних тріщин і пор. Хімічнийсклад присадкового дроту Св-08Г2С наведений в табл.21.
Таблиця 21.Марка зварювального дроту C,% Si,% Mn r,% Ni,% S,% P,% Св-08Г2С 0.05-0.11 0.7-0.95 1.8-2.1 0,2 ≤0.25 ≤0,025 ≤0,030
Таким чином при використанні такогосполучення захисного газу і зварювального дроту, зварений шов утворюєтьсядоброї якості і є рівноцінним основному металу.
Таблиця 22.
Механічні властивості зварного шву.
sт, МПа
sв, МПа d, % j, % 400 540 20 48
Механічні властивості металузалежать від його структури, яка визначається хімічним складом металу шву, призварюванні сталі Ст3пс3 цим дротом хімічний склад шву є наступним.
Таблиця 23.
Хімічний склад металу шву, %Метал C Si Mn Основний метал, Ст3пс3 0,14-0,22 0,5-0,30 0,40-0,045
Метал шву при зварюванні в середовищі СО2 0,10-0,16 0,20-0,47 0,57-0,79
Хімічний склад металу шву незначновідрізняється від складу основного металу. Ця різниця зводиться до зниженнявмісту в металі шву вуглецю для запобігання утворення структур-включень припідвищених швидкостях охолодження. Можливе зниження міцності металу шву,визване зменшенням в ньому вмісту вуглецю, компенсується лигуванням металумарганцем і кремнієм.
3.6 Розробкамаршрутної технології збирання та зварювання
Розрахунок і вибір режимівзварювання.
Надходячи з заготівельної дільниціцеху заготовкиповинні бути виправлені, очищені, з обробленими кромками, т обтовідповідати усім вимогам, що до них висуваються.
На першому робочому місці проводятьзбирання-зварювання основи плити з іншими елементами (ребрами і полкою).
На іншому робочому на плитувстановлюються нижня полка і два ребра.
На третьому робочому місцівиконується збирання повздовжнього замикаючого стика обечайки.
На четвертому робочому місці виконуєтьсязварювання поздовжнього шву.
На пятому робочому місці виконуєтьсязбирання зварювання окантовки.
На шостому робочому місцівиконується збирання-зварювання обечайки хвостової.
Розраховуємо режими зварювання.
Режим зварювання для шву Т4.
/>
/>
Приймаємо Uд=27-31В.
Fн=/>
n=19; Fні=40,9 мм2.
/>
/>
/>
Витрати дроту:
Не=Ge*Eш=6,4*0,498=3,19 кг;
Ge=Rр*mн=1,05*6,105=6,4:
mн=ф*Fн*10-3=7,85*777,75*10-3=6,105(кгс/мм);
Витрати захисного газу:
Норма витрати захисного газу Н2(л);
H2=Q2Eш+Qдоп=144,5*0,498+1,1=73,07(л).
Q2=g2+t0=22*6,56=144,5;
t0=/>
g2=22л/хв;
Qдоп=tп.з.* g2=0,05*22=1,1;
Витрати електричної енергії:
Витрати електроенергії на 1 кгнаплавленого металу:
Qe=/>
Ru – коефіцієнт, що враховує часгоріння дуги в загальному часі на зварювання Ru=0,55-0,70.
Таблиця 24.
Режими зварювання.Товщина зварюваємих деталей, мм Тип зварного з”єеднання Зварювальний струм А Напруга дуги, В Швидкість подачі дроту м/год Швидкість зварювання, м/год Діаметр дроту, мм Витрати захисного газу, л/хв 20 і 36 Т1-D6 400 34 300 30 1,6 22 36 і 25 Т3-D15 400 34 300 30 1,6 22 36 і 36 Т7 400 34 300 30 1,6 22 36 і 36 Т4 230 26-30 186,9 9,134 1,6 22 30 і 30 С16 350-500 35-39 580 12—18 1,6 15-20 36 і 30 У4 390 35 413,7 10,2 1,6 22 20 і 36 Т3-D8 350-380 36-38 400-450 26-30 1,6 20-23 4 і 4 Н1-D4 220-260 23-25 768,5 27-30 1,6 22 36 і 30 У6 220 23 768,5 27 1,6 22 30 і 36 Т1-D4 400 34 300 30 1,6 22
С16 – автоматичне двостороннєзварювання
1 шов 1 проход 380-420А, 36-38В,Vсв=12-14 м/ч;
2 проход 350-400А, 35-38В, Vсв=16-18м/ч;
2 шов ,3 проход 480-500А, 37-39В,Vсв=14-16 м/ч;
4 проход 350-400А, 36-38В, Vсв=15-18м/ч.
3.7 Обгрунтування івибір зварювального обладнання
Зварювальне обладнання повинновідповідати наступним вимогам:
– бути найновішої сучасної конструкції;
– забезпечувати необхідну за технологієюпродуктивність;
– забезпечувати надійність та безвідказність уроботі, бути за можливістю максимально автоматизованим.
Усім цим вимогам відповідаютьнапівавтомат ПДГ-515 та випрямляч ВДУ-506.
Параметри напівавтомата наведені втабл.25.
Таблиця 25.Параметри ПДГ-515 Номінальний зварювальний струм, А 500 Тривалість роботи (ПВ), % 60 Межі регулювання зварювального струму, А 60-500 Межі регулювання робочої напруги, В 22-46 Діаметр електродного дроту, мм 1,2-2,0 Швидкість подавання електродного дроту, м/год 120-960 Маса подаючого пристрою, кг 12,0 Тип охолодження зварювального паль ника Природнє
Витрати захисного газу (СО2), л/год 1200 Тип джерела зварювального струму ВДУ-506 Первинна потужність, кВ*А 40,0 Маса джерела зварювального струму, кг 310 Ступінь захисту джерела зварювального струму ІР22 ККД джерела зварювального струму, % 79
До основи напівавтоматів нової серіїПДГ-515, ПДГ-516 покладені наступні знову розроблені уніфіковані вузли;електронний блок керування зварювальним процесом БУСП-1, зварювальні пальникинової серії ГДПГ-201, ГДПГ-304, ГДПГ-502, редукторний привод подаванняелектродного дроту і серійно випускаємі гальмуючі пристрої і касети дляелектродного дроту.
Використання в напівавтоматах БУСП-1забезпечує плавне регулювання і стабільність швидкості подавання електродногодроту, дозволяє здійснювати зварювання не лише довгими, але й переривчатимишвами, а також зварювання електродуговими точками.
Конструкція зварювальних пальниківГДПГ-201, ГДПГ-304, ГДПГ-502 розроблена на основі порожнього кабеляКПЄС(ТУ16.505.842-78), який містить у гумовій оболонці спіраль, оплетенумідними струмопідводячими жилами і трьома проводами керування. Мідні жиликабеля можуть мати сумарний перетин 25,35,50 і 70 мм2, перетинпроводів управління – 1,00 мм2. В середину порожнього кабелявстановлена змінна спіраль, що підвищує довговічність пальників до 2,5 років,попередня модель пальника ГДПГ-301-8 з спрямовуючим каналом КН-2,5 і струмопідводом,виконаним проводом ПЩ у гумовій медичній трубці мала термін служби 6 місяців.
Таблиця 26. Параметри пальників.Тип пальника Номінальний зварювальний струм, А
Перетин струмопідводячої жили, мм2 Внутрішній діаметр, мм Діаметр електродного дроту, мм Довжина кабеля, м Спіралі кабеля Змінної спіралі ГДПГ-201 200 25 5 2,2 1,2 2,5 ГДПГ-304 315 35 6 2,6 1,2;1,4 3,0 ГДПГ-502 500 50 6 3,0 1,4;1,6;2,0 3,0
З цих трьох типів пальників нампідходить ГДПГ-502.
Випрямляч ВДУ-506 є однопостовимзварювальним випрямлячем з жорсткими зовнішніми характеристиками і подаючими.Він побудований на тірісторах і забезпечує плавне регулювання робочої напруги іструму в одному двапазоні, може бути використаний для сумістної роботи зроботами і автоматичними маніпуляторами. Підвищення стабільності зварювання ібезступінчасте регулювання індуктивності у зварювальному колі виконується дроселемL.
Дросель L має повітряний зазор і маєосновну робочу обмотку І, ввімкнену у зварювальне коло, і дві допоміжні обмоткиуправління ІІ і ІІІ, підключені до позитивного зажиму випрямляча черезтірістори VS1 i VS2. Загальна точка допоміжних обмоток підключена довід”єммного затискувача. Під час роботи на спадаючих зовнішніх харкетристикахобмотки ІІ і ІІІ, відімкнені, індуктивність дроселя 500 мкГн.
Випрямляч зібраний за подвійноютрифазною схемою випрямляння з урівнюючим реактором.
Таблиця 27. Характеристикавипрямляча ВДУ-506Параметри ВДУ-506 Номінальний зварювальний струм, А 500 Режим роботи, ПВ,% 60 Напруга холостого ходу, В, не більше 80
Номінальна робоча напруга, В, при роботі на характеристиках:
жорстких
спадаючих
50
46
Межі регулювання зварювального струму, А, при роботі на характеристиках:
жорстких
спадаючих
60-500
50-500
Межі регулювання робочої напруги, В, при роботі на характеристиках:
жорстких
спадаючих
18-50
22-46 Первинна потужність, кВ*А, не більше 10 ККД,% не менше 79 Габаритні розміри, мм 820х620х1100 Маса, кг, не більше 300
3.8 Пректування івибір технологічної оснастки процесу збирання і зварювання і її опис
Проектування оснастки виконується наоснові креслення виробу і технологічного процесу збирання-зварювання.
Під час проектування необхіднорозрахунковим шляхом визначити потрібні зусилля затискнення деталей з умовиутримання виробу в зварювальному пристрої в заданому просторовому положенні зурахуванням коефіцієнта запасу.ї
Вихядячи з отриманих зусиль затискуі кінематичних схем передавальних механізмів виконується силовий розрахунокзатискних пристроїв, з урахуванням розрахунку і підбору виконуючих органів.
В процесі розробки можливихваріантів кінематичних схем рухомих упорів і прижимів до основи пристрою булипокладені 4 пневмопритискувача і рама.
Схеми пневмопритискувачіввідрізняються одна від одної габаритними розмірами речагів. Вони зображені накресленні.
Механізм А призначений длязакріплення основи, а при збиранні всього виробу призначений для спираннявеликих ребер плити верхньої. Цей механізм складається із двох важилів і двохпневмоциліндрів, які спрацьовують одночасно з пневмоциліндрами механізму типуБ.
Механізм притискувача складається з:пневмоциліндра, засобів кріплення виконуючого органу до штоку циліндра, самоговажіля притискувача і магніта, приєднаного до нього.
Притискувач Б також виконує двіфункції: закріплення плити і фіксування малих ребер. Фіксування великих реберверхньої плити, окрім пневмопритискувача, здійснюється да допомогою спеціальнихупорів з вмонтованими в них постійними магнітами, розмір яких 70х40, вони єстандартними.
Колони пристрою виконані зі швелеру№16, а стіл з швелеру №14.
Для забезпечення утримання заготовкидля пневмоприжимів призначаємо пневмоциліндри з діаметром 63 і довжиною штокаL=100 мм.
Розрахуємо силу притягненнямагнітами заготовки. Вона залежить від матеріалу, габаритних розмірів і жорсткостіповерхні опорної заготовки і від характеристики магнітної плити. Призакріпленні тонкостінних заготовок величина сили притягнення залежить відтовщини заготовок. Це пов”язане з тим, що при малій товщині заготовки не увесьмагнітний потік замикається крізь неї, частина його розсіюється у навколишнійпростір.
При збільшенні товщини заготовкисила тяжіння теж підвищується, а при товщинах більших за ширину полюсників –стабілізується. Зі збільшенням височини мікронерувностей базової поверхнізаготовки, збільшується повітряний зазор між заготовкою і полюсниками і силапритяжіння зменшується.
Сили, що розвивають магніти –невеликі, тому їх використовують для фіксування легких деталей.
Ця сила знаходиться в межах 30-40Н/см2. Отже сила притиску дорівнює
Q=7*5*40=1400H;
Вага ребра (7) 3,1 кг*9,8 м/с2=30,38Н
Вага ребра (3) 6 кг*9,8 м/с2=58,8Н
Таким чином використані магнітніпритискувачі витримають ребра у заданому положенні.
3.9 Опис технологічногопроцесу виготовлення виробу
В даному курсовому проектірозглядаються технологічний процес виготовлення обечайки хвостової, яка єскладовою частиною балки рукояті екскаватора ЕКГ-8І.
Очищення металу проводять длявидалення окалини, іржі, жирових та інших плям і забруднень у дробеметних,дробеструменевих машинах, або хімічним шляхом.
Розкрій є важливою операцією, вінзабезпечує раціональне використання металу і скорочення витрат на відходи.
Правлення листового і фасонногопрокату виконується на листоплавильних і сортоправильних машинах. Прокатотримує деформації внаслідок нерівномірного охолодження, також прибагаторазових розвантаженнях і завантаженнях в процесі транспортування відпрокатного цеху до заводу-споживача. Для запуску металу у виробництво усі цівиди деформацій повинні бути усунуті чи доведені до мінімально допустимихрозмірів. Ці всі операції проводяться при правленні.
Різання – процесс отриманнязаготівок з листового і фасонного прокату. Для вирізки деталей використовуємогазо-різальну машину “Омнімат-С”. Газове різання засноване на інтенсивномуокисленні металу в струмені кисню. Процес різання починається з нагріву металув початковій крапці різу після досягнення температури для початку інтенсивногопротікання реакції. Ця температура близька до температури плавлення сталі.Кисень подається у центр каналу мунштука, його функціональне призначення –спалення металу і видалення окислів. При використанні на машинах однорізаковихблоків виконується вирізка фігурних деталей і прямолінійне різання, при використаннітрирізакових блоків можуть бути отримані різноманітні профілі кромок.
Після різки заготовки потрапряють намісце обробки кромок чи зачистки, тут проводиться зачищення кромокпневмоточилом від окалини і грату.
Потім виконується строжка. Воназастосовується для виконання фасок і проводиться на кромко стругальному станку.Деталі вкладаються на стіл кромкостругального станку, притискуютьсяпневмопритискувачами і каретка, з супортами і ріжучим інструментом, рухаючись,оброблює кромки заготовок.
Після всіх операцій виконуєтьсяконтроль заготовок за допомогою вимірювальних інструментів – штангенциркулей,лінійок, рулеток, шаблонів та ін.
Отримані деталі вкладаються задопомогою крана (або возиків) на проміжне складське місце, звідки їх беріть помірі потреби для збиральних і зварювальних операцій.
Технологічний процес збирання –зварювання плити верхньої починається з встановлення основи на кришку стола попостійним упорам.
Після встановлення плити її фіксуютьпневмопритискувачами, що приводиться до руху пневмоциліндрами подачаюстиснутого повітря через пневморозподілювач. При цьому плита притискається докришки стола.
Далі на основу встановлюємо великуребра. Вони фіксуються пневмопритискувачами і постійним упором з магнітнимфіксатором. Коли ребра гарно зафіксовані накладаються прихватки.
Потім на основу встановлюється полкаразом з малими ребрами. Їх закріплення в заданому положенні здійснюється задопомогою пневмопритискувачів і постійних упорів. Після закріпленнянакладаються прихватки.
Прихватки накладаються задопомогоюнапівавтомата ПДГ-515, з використанням джерела живлення ВДУ-506,дротом Св-08Г2С, Æ16 мм, на струмі 400 А і напрузі 34 В. Потім виконують зварювання.
Технологічний процес збираннязварювання плити нижньої такий же самий, як і для верхньої плити, але на неї невстановлюються верхні ребра.
Потім плити передаються на наступнеробоче місце де на них приваоюються ще планка нижня і два нижні ребра на кожну.
Зварювання обечайки. Одною зтрудомістких операцій при збиранні обесайок є вирівнювання кромок при стикуванні,тому обечайку, зняту за допомогою крану з листогибочних валець, встановлюють наспеціальний стенд. На цьому стенді виконують вирівнювання кромок, упоздовжньому напрямку для вирівнювання використовуються спеціальні упори зоднієї сторони обечайки і пневмоприжимами – з іншої сторони. Неспівпаданнякромок по височині усувається також спеціальними притискувачами, що притягуютьстикуємі кромки до опорної площини.
Для встановлення необхідного зазоруміж стикуємими кромками застосовуються, встановлені на пневмоциліндрах,фіксуючі ножі, що дозволяють прибирати фіксатори після встановлення прихопок.
Для усунення недовальцовки івитримки зазору по фіксаторам застосовуються два бокових пневмопритискувача.Вирівняні кромки прихвачуються за допомогою напівавтомата ПДГ-515, звикористанням джерела ВДУ-506, дротом Св-08Г2С.На струмі 500 А і напрузі 39 В(див.табл.24).
Потім обечайку за допомогою кранузнімають зі збирального стенда і передають на зварювальний стенд. Обечайкувстановлюють на ролико-опорах. Зварювання ведеться несамохідною зварювальноюголовкою АБС, закріпленою на велисипедному возику ВТ-1. Шов зварюється припереміщенні возика з робочою швидкістю по рельсовомі шляху. При цьому зваренішви розташовуються паралельно рельсовому шляху.
Збирання-зварювання окантовки… Назварювальну плиту вкладається зігнуте півколом ребро і до нього з обох боківвкладається ще два ребра. Виставляються розміри і накладаються прихопки. Потімзварюються шви.
ПІСЛЯ того, як зварені усіскладальні одиниці, вони потрапляють на місце збирання-зварювання обечайкихвостової. Для цього обечайку встановлюють у горизонтальне положення на плиті,закріплюють, потім всередину вкладають плиту верхню і нижню, забезпечують їхпаралельність за допомогою розпорок, прихватити, встановити окантовку і тежприхватити. Зачистити місця під зварені шви. Варити напівавтоматичнимзварюванням у СО2. Зварювання ведеться зварювальним напівавтоматомПДГ-515, з використанням джерела живлення ВДУ-506, дротом св-08Г2С, Æ1,6 мм, на струмі який вказано в табл.24.
3.10 Заходи позменшенню збирально-зварювальних напруг та деформацій
Для зменшення збирально-зварювальнихнапруг та деформацій при виготовленні обечайки хвостової застосовуються такізаходи:
а) раціональне конструювання. Вонополягає у виборі розмірів та розташування зварних швів, таким чином, щобзменшити короблення конструкції. Для цього розташовуються мінімальні катетизварних швів, виходячи з розрахунку на міцність, також шви розташовуютьсясиметрично для взаэмної компенсації переміщень від окремих швів;
б) раціональна технологіязбирання-зварювання.
Зменшення залишкових напруздосягається за рахунок збирання у жорсткому пристрої за допомогою прихопок, анакладання зварювальних швів ведеться наступним чином: довгі шви варятьсязворотньо-сходчатим способом, а багатошарові каскадним способом, або гіркою.Також зменшення зварювальних напруг та деформацій можна досягти за рахуноквикористання режиму зварювання з мінімальною погонною енергією.
3.11 Обгрунтування та опис контроля якості тавиправлення дефектів
На якість отримуємих під час зварювання з”єднань впливають багаточинників. Найбільш істотний вплив на якість зварних з”єднань чинять наступнічинники: якість вихідних матеріалів; відповідність операторів кваліфікації, щонеобхідна для виконання робіт; полагодженість обладнання, якість збирання ізварювання.
В залежності від виду вихідного матеріалу, необхідно контролювати ті чиінші їх параметри.У наведеному виробничому процесі вихідними матеріалами єнаступні:
-горячекатана листова сталь;
-зварювальний дріт;
-захистний газ.У випадкугорячеканої листової сталі необхідно контролювати відповідність марки сталі, їїхімічного складу і механічних властивостей заданим. Також необхідно перевіритинаявність розшарувань і нерівномірність розподілення домішок, особливо сірки поперетину проката. Ділянки металу, що містять вказані дефекти, необхідновидалити за допомогою механічного чи термічного різання.
Зварювальний дріт необхідно перевірити на чистоту поверхні, наявністьпокриттів, небажаних для данного технологічного процесу, розшарувань і закатівна її поверхні. В останньому випадку дефект є невиправним і тому необхідноусунути його шляхом видалення неякісної ділянки дроту. У випадку наявності наповерхні дроту яких-небудь порушинь необхідно дріт зачистити від них.
Захистний газ необхідно контролювати на наявніість шкідливих домішок тавологості.
Вологість усувається за допомогою востановлення в живильну мережупідсушувач газу. Для якісного виконання технологічного процесу необхідноконтролювати на всіх його етапах кваліфікацію операторів. Для цього слід вестиперіодичну атестацію та паспортизацію збиральників і зварювальників. Для того,щоб отримати якісні заготовки, якісно виконати збирання і зварювання,необхідно, щоб обладнання було полагодженим.
У зварювальних машинах та апаратах необхідно перевіряти виправленістьрегулюючих механізмів, приборів, стан електричних приладів, стан електричнихконтактів та струмоведучих мундштуків. На установках для зварювання всередовищі захистних газів необхідно перевіряти полагодженість газовихредукторів, шланг.
Післятого, як деталі будуть виготовлені з листового прокату, необхіднопроконтролювати усі їх геометричні розміри шляхом замірів чи порівнянь зшаблоном, а також виконання вимог, що висуваються до виготовлення деталей.
Після збирання вибору слід проконтролювати його вірність і точністьзгідно зі збиральним кресленням та техничними умовами. У випадку знаходженнябудь-якихдефектів їх слід виправити, якщо це можливо, без попереднього розбираннявиробу на складаючі.У протележному випадку виріб потрібно розібрати і зновузібрати з урахуванням знайдених бефектів.
Під час контролю зварних швів необхідно, щоб вони відповідали вимогам, щодо них висуваються в п У випадку знаходження недопустимих дефектів ділянка шва,де цей дефект знайдено, видаляється вирубкою. Після цього знову його зварити ізнову проконтролювати зовнішнім оглядом.
4. ОРГАНІЗАЦІЙНА ЧАСТИНА
4.1 Виробничий зв”язок проектуємої дільниці
Цех металоконструкцій, в якому виконуються збирання і зварювання балкирукояті пов”язаний з наступними цехами та службами заводу:
а) метал отримують з заводського складу мметалів, куди він потрапляє зметалургійних підприємств Донбасу;
б) допомміжні матеріали: електроний дрітпоступає із заводського складу в бухтах з біркою і сертифікатом; зварювальнийгаз постачається з заводської підстанції, кисень — з кисневої підстанції;стиснуте повітря потрапляє в цех з компресорної станції; природний газ –зцентрального заводського розподільника;
в) електроенергія постачається з центральної заводської підстанції;
г) теплоносій для опалення дільниці поступає з ТЕЦ;
д) вода постачається з центрального заводського розподілювача.
У цеху металоконструкцій знаходяться як основні дільниці і відділення,які безпосередньо зв”язані з виготовленням зварних конструкцій, так і допоміжнівідділення.
До основних ділянок і відділень належать:відділ підготовки матеріалу, заготівельних операцій, збирання – зварюванняконструкції, відділ контролю і після зварювальної обробки, відділ механичноїобробки, термообробки, відділ нанесення покриття.
До допоміжних ділянок і відділень відносять: склад металу, складові місцябіля робочих місць, проміжні склади між заготівельним і збирально –зварювальним, склад готової продукції. Склад приладів, інструментів, механічнімайстерні та інші відділення.
Виробничийзв”язок збирально — зварювального цеху зобразимо схемою:
/>Склад металу Склад допоміжних матеріалів Склад напіфабрикатів Склад магазин Цех заготівельний Цех інструментальний Цех ковальсько-пресовий Цех ливарний Транспортна підстанція Компресорна станція Киснева підстанція Ацетиленова підстанція Вуглекислотна станція Аргоннова підстанція Паросилова підстанція
/>/>/>
/>Збирально-зварювальний цех Термічний цех
/> Механічний цех
/> Цех покриття
/>Головний склад
4.2 Нормування процесу збирання і зварювання
Для технічного нормуваннясмосарно-складальних операцій на машинобудівних підпиємствах в умовах серійногота одиничного виробництва рекомендується збірник ”Нормативи часу наскладанняметалоконструкцій під зварювання”.
В нормативах приведені штучний час і час на операцію. Штучний час (Тшт)включає до себе оперативний час, час організаційно-технологічногообслуговування рабочого місця і час на особисті потреби.
/>
Де tоб –організаційно-технічного обслуговування.
Tво –час на особисті потреби і відпочинок у % до Топ.
Топ–оперативний час на складання, хвил. Він включає: 1) Доставку і комплекстуваннядеталей, вузлів в межах робочої зони ( до 10 м від місця складання); 2)зовнішній огляд і промір деталей; 3) розмітку і намітку місць установкидеталей; 4) установка деталей на місце складання, кантування в процесі виконанняроботи; 5) пригінку і підтиск деталей за сполученними кромками із застосуваннямтехнологічних стяжок, розпорок, клинів, домкратів, та ін., прихоплення деталейдуговим зварюванням.
Підготовчо-заключний час при розрахункахнорм часу на операцію в залежності від складності виконуваємих робіт, а такожвід типу виробництва включає до себе такі частини: 1) на отримання змінногозавдання, наряду, креслення, промислового інструктажу; 2) на отриманняінструменту та пристроїв; 3) на ознайомлення з кресленням і отримання вказівоквід майстра; 4) на підготовку робочого місця; 5)на здачу технологічноїдокументації, інструменту, престроїв; 6)на здачу роботи.
Таблиця. Норми часу на збирання вузла.№ опер. Перелік робот чинник впливу на тривалість виконання складальних робіт Номер карти час за нормативами на виконання, хв: 1 Укласти краном основу (1) у прилад для складання та зафікстувати цого по упорам Маса-126 кг Кількість пневмопритисків-4
4
45
2,01 0,15*4=0,6
å 2,07 2 Вкласти по відкидним упорам ребро (2) на деталь (1) та зафіксувати її Маса-6 кг 4 0,26 3 Прихопити деталі (1 і 2 ) між собою Товщина мет.-36 і 25 кількість схоплень-4 довжина-20 мм 3 0,14*4=0,56 4 Повторити переходи 2 і 3 для другого ребра 0,48+0,56 1,04 5 Встановити упорамполку (6) деталі (10) Маса- 10 кг 4 0,35 6 Прихопити деталі (6 і 1) між собою Товщина металу-36 кількість схопл.-4 їх довжина-20 мм 3 0,14*4=0,56 7 Встановити по відкидним упорам ребро (7) до деталей (1 і 6) Маса-3,1кг 4 0,24 8 Прихопити деталі (7, 1 і 6) Товщина металу-25 кількість схоплень-2 їх довжина-20 мм 3 0,14*2=0,28 9 Повторити переходи 7, 8 для другого ребра 0,24+0,28=å0,52 10 Звільнити вузол від пневмопритисків 3 0,15*4=0,6 11 Зняти зібраний вузол з пристрою та передати робоче місце для збирання нижнх ребер (4) і (5) Маса-154,2 кг 4 2,01 12 Встановити плиту на місце збирання Маса-154,2кг 4 2,01 13 Вкласти по знімному упорі планку (5) на деталь (1) Маса-2,7кг 4 0,24 14 Прихопити планку (50) до деталі (1) Товщина металу-36 кількість схоплень-2 довжина-20 мм 3 0,14*2 å0,28 15 Вставити по упору деталь(4) до деталі (1 і 5) Маса-1,7кг 4 0,24 16 Прихопити деталь (4) до деталей (1 і 5) Товщина мет.-25 кількість схопл.-2 довжина-20 мм 3 0,14*2 0,28 17 Знати знімний упор 2,01 18 Зняти зібраний вузол з пристрою та передати його на рабоче місце для зварювання Маса-163 кг 4 2,01 Топ=14,37 1 Повторити переходи 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ,10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 для плити нижньої Топ=12,29 1 Вкласти ребро (1) на плиту Маса-6кг 4 0,48 2 Встановити до ребра (1) ребро (2) Маса-9,4 кг 4 0,8 3 Прихопити деталі (1 і 2) Товщина мет.-20 мм кількість схопл.-2 довжина-10 мм 3 0,14*2 0,28 4 Повторити переходи 2 і 3 для іншого ребра 1,08 Топ=2,64 1 Встановити обечайку (50 Маса-536 кг 4 2,01 2 Вкласти плиту верхню (1) Маса-163 кг 4 2,01 3 Прихопити плиту (1) до обечайки (5) Товщина металу-36 кількість схоплень-3 довжина-30 мм 3 0,14*3 0,42 4 Повторити переходи 2 і 3 для плити нижньої Маса-172 2,43 5 Вкласти окантовку (3) до плити нижньої і обечайки Маса-15,4 кг 4 0,48 6 Прихопити плиту нижню і обечайку до окантовки Довжина-25 мм кількість схоплень-3 товщина-20 мм 3 0,14*5 0,7 7 Встановити ребро (6) до плити верхньої (1) Маса-3,5 кг 4 0,48 8 Прихопити деталь (6) до деталі (1) Товщина-4 кількість схоплень-2 довжена-20 мм 3 0,14*2 0,28
Повторити перехід 7 і 8 для другого ребра і плити />(1) 0,76
Топ=9,57Для плитиверхньої
/>
/>
для плити нижньої
/>
/>
для окантовки
/>
/>
Штучно-калькуляційний час (Тшт.к) –норма часу на складання металоконструкцій під зварювання при використанні штучногочасу, визначається за формулою:
/>
Де Тшт=Т1+Т2+..+Тn;Т1+Т2+..+Тn – штучний час з виконанням окремихпереходів, беремо з нормативних карт, хвил.
Кс – коефіцієнт, враховуючийсерійність виробництва;
К — коефіцієнт, враховуючий змінироботи;
n – кількість виробів у партії, шт.
Розрахунок штучного таштічно-калькуляційного часу наведений в таблиці.
Нормування зварювальних робіт.
Важливе місце при розрахуванніштучного часу займає основний (технологічний) час, чкий визначають шляхомрозрахунку, виходячи з технологічного режиму роботи, або беруть з нормативів.Так при розрахунках часу на ручне дугове та механізоване зварювання всередовищі СО2 його можна визначити за формулою:
/> – шов багатопрохідний.
/> — шов багатопрохідний.
Де s — густинаелектродного дроту, г/см3.
F – площа поперечного перетинунаплавленого металу одного проходу, мм2.
FH — площа поперечногоперерізу наплавленого металу будь-якого шва, мм2.
aн — коефіціентнаплавлення, г/(А*год).
Ізв – струм зварювання,А.
При автоматичному зварюванні підфлюсом розрахунок основного часу:
/> – однопрохідний шов.
/> — шов багатопрохідний.
Vзв – швидкістьзварювання, м/год.
Площа поперечного перерізунаплавленого металу одного проходу визначається за формулою:
/>
Де Fe – площа поперечного перерізуелектродного дроту, мм2;
Vе – швидкість подачіелектродного дроту, м/год;
Vзв – швидкістьзварювання шва данного розміру, м/год;
Допоміжний час зварюванняскладається з двох частин:
Тд=tдш + tду;
де tдш – допоміжний час,що залежить від довжини шва і витрачається на:
– зачищення зварного шва від окисної плувки післякожного проходу та шлаку;
– огляд і примірку шва;
– підтягування проводу, відшукування і усуненнязалишків дроту, подачу дроту в головку автоммату або напівавтомату і змінукасети;
– зміну присаджувального дроту;
– перевірку вірності встановлення головки автомата;
– обмазку розчином поверхні металу навколошовноїзони;
– зачищення навколошовної зони від бризокнаплавленого металу;
– зачищення кромок перед зварюбванням від нальоту,іржі, та окисної плувки;
– зачищення та знежирення присаджувального дротуперед зварюванням;
tду – допоміжний час, щозалежить від зварної конструкції, а також типу застосованого устаткування, якийвитрачається на: — клеймування шва;
– встановлення та зняття щитків для захисту відзварювальної дуги;
– закріплення та розкріплення виробу на столі,стенді, пристрої;
– перемцщення виробу вантажно под”ймним механізмом.
– встановлення, знімання та поворот виробу вручну;
– поворот виробів в механізованому пристрої в процесівиконання зварювальних робіт;
– намотку зварювального дроту в касету.
Час обслуговування робочого місцявизначається у відсотках до оперативного часу. Він становить при виконанніскладальних робіт 2..3% оперативного часу, а при виконанні зварювальних робіт3..4% оперативного часу.
Час перерв на відпочинок і особистіпотреби визначають у відсотках до оперативного часу (3..4% tоп).
Tоп= t0+ t д.
При розрахунках яачу, якийвитрачається на зварювальні роботи, користуються таким виразом:
Тшт=(Тштa+ tду) К;
де Тшт – неповний штучнийчас, хвил.
a- довжина шва, м;
tду – допоміжний час, щозалежить від зварної конструкції та устаткування.
К – коефіцієнт, яким враховуєтьсячас обслуговування робочого місця tобс та час на відпочинок іособисті потреби tв.о
/>
Неповний штучний час
Тшт=(to + tдш)Кn;
де to – основний час,який визначається шляхом розрахунків чи з нормативів.
tдш – допоміжний час,залежить від довжини шва;
Кn –поправочнийкоефіцієнт, визначається з таблиці.
Технічно обгрунтована норма часу: />
де tпз –підготовчо-заключний час, який включає витрати часу на: отримання завдання,документації, інструктажу; ознайомлення з роботою; встановлення, настроюваннята перевірку режиму зварювання; підготовку робочого місця на початку зміни тапри її закінченні.
Для плити нижньої:
Шов Т4, зварювання в СО2.
/>
tдш=0,36+0,3+0,25+0,08+0,46+0,15+0,62+0,8=2,87
tду=0,32+1,19+0,45+5,76+0,12+0,28+13,7=21,82
Тд= tдш+ tду=2,87+21,82=24,69;
Тнш=( to+ tдш+Кn=(2255+2,87)*1=2257,87 хвил.;
Тшт=(Тншa+ tду)К=(2257,87*0,498+21,82)*2,37=2716,587 хв.;
/>
tоп= to+ tд=2255+24,69=2279,69;
tоб=/>
t во=68,39;
Шов Т3-D15, в СО2L=1,53 м.
tо=/>
tдш=2,87; tду=21,82;
tд= tдш+ tду=24,69;
Тнш=(384,6+2,87)*1=387,5хвил;
Тшт=(387,6*1,53+24,69)*1,246=769,7хвил.
tоп=384,6+24,69=409,29;
tоб=12,28; t во=12,28;
/>
Шов Т7, в СО2 L=0,5.
tо=/>
Тшт=(387,6*0,5+24,69)*1,246=272,238хвил.
Шов Т1-D6, в СО2L=0,8 м.
Тшт=(387,6*0,8+24,69)*1,246=417,123хвил.
/>
/>
4.3 Розрахунокнеобхідної кількості збирально-зварювального обладнання, оснастки і робочихмісць
Потрібну для виконання заданоївиробничої програми кількість складально-зварювальних робіт робочих місць абостендів (Пм, Пс) і верстатного устаткування або зварювальних установок (Пу)кожного типу визначають відповідно за формулами:
/>
де Тшт.к – штучний калькуляційнийчас виконання конкретних операцій, год;
П – річна програма випускузварювальної продукції, шт;
Тм – кількість місце-годин,необхідних на річну програму;
Тn – кількість медико-годинтрудомісткості робіт на річну програму, закріплених за складально-зварювальнимробочим місцем або верстатним устаткуванням кожного данного типу;
Фм – дійсний річний фонд часуробочого місця, місце-год.;
Фоб – дійсний річний фонд часуустаткування, верстато-год;
sр – щільністьробіт, людина (робоче місце);
a1, a2 – середні коефіцієнти виконання норм. Для робіт, які виконуються задопомогою збирально-зварювального обладнання a=1,0..1,2;
b1, b2 = коефіцієнт завантаження збирально-зварювального обладнання(приймається від 0,7..0,9).
/> Приймаємо n=2;
/> Приймаємо n=2;
/> Приймаємо n=1;
/> Приймаємо n=2;
4.4 Визначеннянеобхідної кількості основних і допоміжних матеріалів
До основних матеріалів відносятьпрокат різного сортаменту, комплектуючі деталі, напівпрокати, електроди,зварювальний дріт, метизи і т.ін., до допоміжних – флюси, захисні заги, паливо,горючі матеріали і т.ін.
Річну потребу в прокаті (листовому,штабовому, квадратному, кутовому матеріалі, швелерах, двотаврах, трубах та ін.)визначають одиниці, прокату кожного профілю, минімальних відходів металу післярозкрою й максимального використання їх в процесі виготовлення інших дрібнихдеталей виробничої програми заводу, їх розрахунок проводять за формулою:
/>
де Q – вихідна маса прокату кожногопрофілю і кожного сортаменту, кг;
П – річна програма випуску виробів,шт.;
Рот – кількість відходів прокату, %Рот=4-8%;
/>,
Розрахунок потреби в електродахкожної марки;
де Qн – маса наплавленого металу наодну вироблену зібрану одиницю, кг;
П – річна програма випуску виробів,шт;
Ке – коефіцієнт відношенняелектродного покриття до маси електродного дроту при загальних розрахункахприймається Кс=0,4.
Кn- коефіцієнт переходу металу зелектродного дроту в шов, ураховуючий витрати на угар та розбризгування, наневикористані відходи.
4.5 Вибір таобгрунтування внутрішньоцехового транспорту
Переміщення матеріалів, деталей,збиральних одиниць та виробів у межах проектуємої дільниці цеху в залежностівід необхідних під”ємно-транспортних операцій може здійснюватись різнимвнутрішньоцеховим транспортом.
Вибір найбільш доцільних під”ємно-транспортнихзасобівта ефективне їх використання у проектуємому виробництві гинить вплив натрудомісткість, тривалість виготовлення виробу, а також на його собівартість.
За допомогою рольганів листитранспортуються від листоправильної машини термічного різання.
Невеликі середньої ваги вироби тавузли можна транспортувати за допомогою місцевих консольних поворотних краніввантажопід”ємністю 3,2 т, з висотою піднімання вантажу 6,0 м. Цим же видомтранспорту можна перемішувати прокат і фасонний профіль, якщо потрібно.
Мостовий кран – є більшуніверсальним під”ємно-транспортним обладнанням, він обслуговує майже всюплощу, міжцехового простору.
Мостові крани спираються чотирмаколесами на підкранові шляхи на колонах цеху і пересуваються вздовж всього прольоту.Вони можуть мативід 8 до 16 коліс у важких кранів. Двобалочні мостові кранимають широкий діапазон вантажо-під”ємності від 3 до 320 т. Їх випускають зрозміром від 10,5 м до 32 м. Крани з вантажопід”ємністю 15 т і більше оснащенінезалежними механізмами підйому. Вантажопід”ємність допоміжного механізму вдекілька разів менше ніж головного.
4.6 План дільниці цехуі опис технологічного потоку
Цех металоконструкцій включає досвого складу заготівельні відділення і ділянки, які спеціалізуються на обробцірізних видів прокату, а також по видам обробки ( ділянки механообробки,дільниці термічного різання); відділення збирання та зварювання дрібнихметалоконструкцій; відділдення і ділянки збирання-зварювання великихметалоконструкцій.
Планування і розміщення обладнання вцеху виконані в наступній послідовності:
а) нанесені лінії магістральнихпроїздів по прольотам;
б) розміщене усе основне тадопоміжне обладнання:
в) цех оснащений мостовими кранами іконсольно-поворотними кранами, також рольгангами;
г) випрямлячі зварювальних автоматіврозташовані по вісі колон.
Складальне місце розташоване одразупісля закінчення заготівельної дільниці цеху, вироби і деталі з одного робочогомісця на інше передаються консольно-поворотним краном.
Після складальних місць для плитрозташоване складальне і зварювальне місце для обечайки і окантовки, потімвстановлене місце збирання-зварювання обечайки хвостової. Великогабаритнівироби транспортуються мостовим краном.
5. ОХОРОНА ПРАЦІ
Аналіз небезпечних і шкідливихвиробничих чинників.
При виконанні зварювальних робіт,термічної різки металів на працюючих можуть впливати різноманітні шкідливі інебезпечні чинники.
У проектуємій збирально-зварювальнійдільниці для виконання робіт застосовується напівавтоматичне зварювання в середовищуСО2 і автоматичне зварювання. Данний вид зварювання відмічаєтьсятим, що зона плавлення і дуга захищені від впливу атмосферного повітряструменем СО2, і не взаємодіє з розплавленим металом, що перещкоджаєокисленню й азотуванню металу шву, а також випаровуванню лигуючих елементів.
Основними шкідливими речовинами, щовиділяються під час зварювання в середовищі СО2, що утворюється привисокій температурі у зоні дуги, а також значні виділення пилу.
Щоб попередити викид пилу уатмосферу, необхідно встановити місцеву вентиляцію, що знижує концентрацію пилуі різних шкідливих длмішок до гранично допустимих концентрацій. За даннимиКиївського інституту Гігієни і профзахворювань при зварюванні дротом Св-08Г2Сконцентрація азоту складає 0,1 мл/м3. Горіння зварювальної дугисупроводжується виділенням осліплюючих світлових променей, а такожультрафіолетових та інфракрасних променей. Найбільш пот ужне випромінюваннябуде в середовищі СО2. Теплова радіація може досягати 6 ккал/см2хв.
На зварювальника діє також розсіянарадіація, відбита від оточуючих поверхонь. Тому, на ділянці застосовуємозахисні щити, переносні ширми, пофарбовані у матові тона і поглинаючіультрафіолетові промені.
У відповідності з характеромвиконуємих робіт зварювальникам на проектуємій дільниці видається спеціальнийодяг і спеціальне взуття для захисту від бризок розплавленого металу і шлаку, атакож від теплового і механічного впливу. Одяг виконується з брезентової чиспеціальної тканини. Спеціальні башмаки захищені металевими пластинами з боковоюзастежкою, що виключають потраплення бризок, крапель розплавленого металу,іскор. Рукавиці однопальні.
Інтенсивність тепловоговипромінювання у оптичному діапазоні (ультрафіолетове, видиме, інфрачервоне) напостійних робочих місцях не повинна перевищувати допустимих величин, щонаведені нижче. Так, в ультрафіолетовій області спектра при довжині хвилі0,28-0,32 мкм допустима інтенсивність теплового опромінювання складає 0,05 Вт/м2,в інфрачервоній області при довжині хвилі 1,4-3 мкм допустима інтенсивністьскладає 120 Вт/м2. Захист робочих від інфрачервоного випромінюванняможе бути забезпечена скороченням часу перебуття у зоні впливу джерелатеплового випромінювання у відповідності з данними, приведеними у таблиці.
Також застосовуються наступнізахисні заходи: екранування джерела випромінювання, використання теплозахиснихкилимків, взуття, спец. костюмів.
У теперішній час розробленісвітлофільтри серії “С”, що значить “сварочний” по ГОСТ124080-79 ССБП. Вонизабезпечують захист шкіри обличчя і очей від випромінювання в ультрафіолетовій,видимій та інфрачервоній областях спектру дуги при зварюванні на струмах20..1000 А.
Для захисту обличчя і очей відрозплавленого металу і променевої енергії робітники забезпечуються щиткамизахисними за ГОСТ12.4035-78 зі світлофільтрами Є-2, Є-3, Є-4 за ГОСТ 9497-60. Ззовнішньої сторони світлофільтри зачиняють прозорим склом, яке змінюється помірі забруднення.
При напівавтоматичному зварюванні усередовищі СО2 має місце статичне навантаження на руки, у результатічого можуть виникати захворювання нервовом”язкового апарату плечового поясу.
У збирально зваювального цехуджерелом підвищеного шуму є пневмоприводи і генератори, а такожвнутрішньоцеховий транспорт, що приводить до ослаблення уваги, втомлюваності. Уякості індивідуальних засобів захисту від шуму використовуються навушники,вкладиші, шоломи, дія яких основана на ізоляції і поглинанні звуку.Ефективність індивідуальних засобів захисту від шуму залежить від їхконструкції, фізичних властивостей, застосовуємих матеріалів, вірноговрахування фізіологічних властивостей органів слуху.
У процесі горіння зварювальнихматеріалів утворюються аерозолі (пил і гази), до складу яких у найбільшійкількості залізо входить, яке є малонебезпечним (4 клас небезпеки), і речовини,надзвичайно небезпечні (1 клас): аерозолі конденсату марганцю і хрому, озон, атакож речовини високонебезпечні (2 клас): аерозолі конденсату нікеля, окислиазоту, фтористий водень. Так при зварюванні у СО2 на 1 кгвитраченого дроту Св-08Г2С з діаметром 2 мм виділяється 0,4 г/кг марганцю, 0,5г/кг окисі кремнія, 4,2 г/кг окислів заліза. Їз газів виділяється 2,9 г/кгокисі вуглецю, 0,7г/кг окислів азоту, 1,2 г/кг СО2. Концентраціяшкідливих речовин на відстані 200-500 мм від зварювальноїдуги значно перевищуєнорми ПДК.
Для їх розведення до ГДК необхіднакількість приточного повітря Lпр. Складає 10000 м3/кг.
При виконанні внутрі приміщеннясистеми опалення, вентиляції і кондиційонування повітря повинні забезпечувативизначніметереологічні умови (мікроклімат), отже допустиму температуру,відносну вологість, швидкість руху повітря і його чистоту. У зварювальних цехахна стаціонарних місцях, а також, де це можливо на нестаціонарних постах слідустаювати місцеві відсмоктувачі.
У спеціальних приміщеннях чимождивих шафах для зберігання балонів з стиснутим газом повинна бутипередбачена природня вентиляція через верхню чи нижню частини приміщень і шаф.Швидкість руху повітря, що утворюється місцевими відсмоктіваччами у джерелвиділення шкідливих речовин, повинна бути наступна: для РДЗ – більше 0,6 м/с,для зварювання в середовищі СО2 – не більше 0,5 м/с.
При неможливості здійснення місцевоївентиляції (витяжки чи звичайного вентилювання) всередині виробу слідпередбачати примусове подавання чистого повітря під маску зварювальника.
В усіх виробничих приміщеннях, вяких перебувають люди, повинно бути передбачено природнє освітлення. Длязбирально-зварювальних цехів і дільниць можна застосовувати загальне чикомбіноване (т.е. загальне і місцеве) освітлення. Загальне освітлення може бутирівномірним чи локалізованим. Світлові фонарі, вікна і світильники повинніпідлягати очищенню, регулярність якої визначається нормами в залежності відступеню забруднення повітря пилом і кіптявою.
У примцщеннях з числим повітрямсвітильники чистять не рідше 1-го разу у три місяці, а у приміщеннях з сильнозабрудненим повітрям – не рідше 2-х разів на місяць. Для ослаблення контактуміж яркістю дуги, поверхня стін і обладнання слід окрашувати у світлі тона здифузійним (розсіяним) відбиттям світла.
Рівні шуму у збирально-зварювальнихцехах і приміщеннях плазмової обробки металу не повинні перевищувати величин,встановлених “санітарними нормами проектування промислових підприємств”.
Найбільш ефективні міри боротьби зшумом даж усунення шуму в його джерелі, але в збирально-зварювальних цехахнайчастіше намагаються усунути шум на шляху його розповсюдження, застосовуючидля цього звукоізоляцію і звукоізоляційні пристрої. Обертаючися перетворювачіслід розташувати в окремих приміщеннях чи на спеціально відгорожених дільницях.
Усе електрообладнання зварювальних ізбиральних цехів і дільниць повинно відповідати “Правилам побудовиелектроустановок” та діючим ГОСТам, а його електростанція – “Правиламитехнічної експлуатації електроустановок споживачем і правилам техніки безпекипри експлуатації електроустановок споживачем”. Крім того, слід виконувативказівки по експлуатації і безпечному обслуговуванню електрозварювальнихустановок, що є в інструкціях заводів-виготовлювачів. Корпус будь-якого джерелаживлення установки (зварювальний трансформатор, випрямляч, перетворювач іт.ін.) і корпус буль-якої зварювальної мчи установки необхідно надійно заземлитикабелем (електропроводка) електрозварювальних машин повинні розташовуватись відтрубопроводів ацетилена та інших горючих газів на відстані не менш 1 м, а відтрубопроводів кисню на відстані не менш 0,5 м. Ізоляція проводів повинна бутизахищена від механічних ушкоджень.
Застосування зварювальних проводів зушкодженим оплетенням та ізоляцієї забороняється. При ушкодженні оплетеннядроту, його слід заключити в резиновий шланг. Зварювальні провода повинніз”єдніватись зварюванням, пайкою чи зі з”єднальних муфт з ізолюючою оболонкою.Місця зварних і паяних з”єднань проводів повинні бути ретельно заізольовані. Уякості зворотнього провода, що з№єднує зварювальний вибір з джереломвзарювального струму можуть служити гнучкі провода, а також, де це можливо,сталеві шини будь-якого профілю достатнього перетину, зварювальні плити,стелажі і сама зварна конструкція. Використання у якості зворотнього проводусеті заземлення, металевих будівельних конструкцій будівель, комунікацій і незварювального технологічного обладнання забороняється. Затискувачі вторинноїобмотки трансформатора, до якого підключається зворотній провід, а такожосналогічні затискувачі зварювальних випрямлячів і генераторів, у яких обмоткизбудження підключаються до розподільчої електричної мережі без розподільчоготрансформатору, слід заземлити. Електродоутримувачі для РДЗ повинні бути якможливо меньшої маси і мати конструкцію, що забеспечить надійне затиснення ішвидку зміну електродів. Рукоятка електроутримувача повинна бути зроблена зтеплостійкістю, теплонепровідного ізоляційного матеріала, а температура їїповерхні повинна відповідати вимогам технічних умов. Використовувати саморобніелектроутримувачі забороняється. Зварювальні пости повинні бути забезпеченіпристроями (штативами, і т.п.) для вкладання на них електроутримувачів прикороткочасних перервах у роботі. При експлуатації газозварювальних установокбезпека забезпечується дотриманням правил, зумовлених фізико-хімічнимивластивостями газів.
6. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
З метою захисту навколишньогосередовища від шкідливих компонентів пилу і газовиділення розроблені місцевівідсмоктувачі зварного аерозоля, які забезпечують високу ступінь уловлювання іочистки у фільтрах запиленого повітря і утворення екологічно чистоговиробництва виготовлення зварних конструкцій.
Установка “Атмосфера-1” –фільтро-вентиляційна установка, що призначена для місцевого відсмоктуваннязварювального аерозоля і його утилізації в фільтрі при зварюваннівеликогабаритних виробів (радіус зони обслуговування – 4 м). Вона дозволяєзнизити концентрацію шкідливих домішок у зоні дихання. Ефективність очищенняповітря від пилу 99,6%. Зварювальне обладнання повинно мати спеціальнупобудову, з спеціальними пристроями, що захищають навколишне середовище відшкідливого електромагнітного випромінювання.
Шум утворений зврювальнимобладнанням має бути мінімальним (рівень шуму у радіусі 3 м не повиненперевищувати 85 Дб для більшості джерел живлення зварювальної дуги).
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов длястудентов специальности «оборудование и технология сварочного производства» /М.Г.Лившиц, И.М.Гуменшаймер, В.А. Пресняков.- КИИ, 2003.- 66 с.
2. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварочные конструкции:Технология изготовления, автоматизация производства и проектирования сварныхконструкций, — М.: Высш.школа, 1993.- 540 с.
3. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудованиесварки плавлением. – М.: Машиностроение, 1997. – 432 с.
4. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Подред.Б.Е.Патона. – М.: Машиностроение, 1994.-768 с.
5. Сварка в машиностроении: Справочник / Под ред. А.И.Акулова.- М.: Машиностроение,1978- Т.2,3,4.
6. Красовский А.И. Основы проектирования сварочных цехов.-М.: Машиностроение,1990-319 с.