В курсовом проекте разработан технологический процесс ремонта шкворневой стойки фермы кузова грузового вагона. Приведены методы контроля сварного шва и охрана труда. Составлена технологическая карта ремонта детали.
Сведение о детали
1 Конструктивные особенности и условия работы детали
Шкворневая стойка фермы кузова грузового вагона (рис. 1) при работе воспринимает нагрузки, вызываемые инерционными силами, нагрузки от давления груза на стенку кузова с динамической составляющей при движении вагона. Нагрузки, возникающие при перевалке кузова вагона и передает их на сварные соединения крепления шкворневой стойки и пластины с нижней обвязкой боковой стенки. В свою очередь, нижняя обвязка боковой стенки вагона испытывает деформации кручения, обусловленные конструктивным креплением крышек разгрузочных люков и давлением на крышки разгрузочных люков и боковую стенку перевозимого груза, что также приводит к возникновению напряжений в сварных швах и околошовных зонах узла крепления шкворневой стойки к нижней обвязке стенки вагона. Наличие косынок снижает напряжения в зоне образования трещин за счет противодействия кручению нижней обвязки вдоль ее продольной оси и обеспечивает из-за достаточно близкого расположения более равномерное распределение полей напряжений в зоне приварки пластины к профилю шкворневой стойки на уровне горизонтальной полки нижней обвязки.
Рисунок 1 — Шкворневая стойка фермы кузова грузового вагона
Материал детали сталь 09Г2 (ГОСТ 19281-89).
Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Сталь 09Г2 после обработки на двухфазную структуру имеет повышенный предел выносливости; одновременно примерно в 3-3,5 раза увеличивается число циклов до разрушения в области малоцикловой усталости. Характерный признак ферритно-мартенситных сталей — отсутствие на диаграмме растяжения площадки текучести.
2. Технология ремонта
1 Технические условия на ремонт
Сквозная трещина длиной 160 мм в стойке толщиной 7 мм с приваркой профильной накладки нахлесточным швом находится поперек стойки. Ремонт стойки вагона выполняется в цехе специальным оборудованием.
2 Выбор способа ремонта, сварочного материала, типа электрода
Ремонт вагона выполняется ручной дуговой сваркой. Сварка выполняется с помощью трансформатора ТДМ-140.
Конструирование вагонов
... у вагона с деревянной обшивкой. Для облегчения ремонта крыши разработана и испытывается ее съемная конструкция. Обвязка такой крыши соединена заклепками с верхними обвязками стен. Боковые и торцевые стены кузова ... жёстко связаны с рамой. Каркас боковой стены состоит из верхней обвязки, двух шкворневых, двух дверных и шести промежуточных стоек. Нижней обвязкой ...
Постоянный ток перед переменным имеет то преимущество, что дуга горит стабильнее, а следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах.
Питание сварочных постов постоянным током осуществляют от преобразователей и выпрямителей.
На рисунке 2 показана принципиальная электрическая схема и общий вид поста для ручной дуговой сварки постоянным током. От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 и предохранители 3 подается к источнику питания состоящему из асинхронного электродвигателя и сварочного генератора, соединенных между собой общим валом 4, где ток трансформируется до напряжения 25 — 75 В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным проводам 5 через зажим 6 и электрододержатель 7 подводится к изделию 8.
а — электрическая схема; б — монтажная схема;
Рисунок 2 — Пост для ручной дуговой сварки
Сварка производится постоянным током прямой полярности (рис.3)
Рисунок 3 — Полярность сварки
Форма поперечного сечения сварного шва представлена на рисунке 4
Рисунок 4 — Форма поперечного сечения сварного шва
Для сварки стали марки 09Г2 применяют электроды с кислым покрытием из оксидов железа, марганца и кремния. Тип электрода Э38. Марка электрода ОЗС-41. Химический состав наплавленного металла (таблица 1).
Длина электрода 350 мм. Диаметр электрода 5 мм.
Таблица 1 — Химический состав наплавленного металла.
|
Mn |
Si |
S |
P |
|
|
0,1 |
0,30 |
0,08 |
0,025 |
0,035 |
3 Разряд выполняемой работы
Для выполнения сварки требуется сварщик 4-го разряда. Он должен знать основные законы электротехники, способы испытания сварных швов, особенности сварки и воздушно-дуговой резки на постоянном и переменном токе, механические свойства свариваемых металлов и сварных швов, должен уметь подобрать режим сварки по приборам и читать чертежи сварных конструкций. Дополнительно к требованиям, предъявляемым к сварщикам 3-го разряда, он должен уметь выполнять работы по сварке конструкций и трубопроводов из конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов, сваривать детали из чугуна, наплавлять сложные детали и инструмент, выполнять воздушно-дуговую резку и строжку деталей из различных металлов во всех пространственных положениях.
4 Подготовка поверхности к сварочно-наплавочным работам
ремонт шкворневый стойка сварочный
При сварочно-наплавочных работах, подготовительные операции заключаются в следующем: зачистке мест сварки или наплавки металлическими щетками; удалении загрязнений, ржавчины, остатков масел.
5 Параметры сварки
Сила сварочного тока I св определяется по формуле
Где I св — сила сварочного тока, А
d — диаметр электрода, мм;
К — коэффициент, К = 60 ;
Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формуле
где α н — коэффициент наплавки, г/А
- ч;шв — площадь поперечного сечения шва при однопроходной, см2 ;
ρ — плотность металла электрода, ρ =7,8 г/см 3 .
Масса наплавленного металла, г, для ручной дуговой сварки рассчитывается по формуле
где l — длина шва, см;
ρ — плотность наплавленного металла, ρ=7,8 г/см 3 .
Количество электрической энергии для сварки W 1 рассчитывается по формуле
где P — количество электрической энергии на изготовление одного изделия, Вт·ч;
- I — сила тока, А;
- U — напряжение, В;
t — время сварки, ч
Внешний осмотр и замер размеров швов. Внешний осмотр может быть выполнен невооруженным глазом и с помощью увеличительного стекла. Перед внешним осмотром сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, а если необходимо, то и протравлены. Осматривать детали следует как после прихваток, так и после наложения каждого валика. Размеры швов замеряют специальными шаблонами и измерительными приборами непосредственно после сварки. Осматривать необходимо все без исключения сварные соединения. Внешний осмотр и измерение сварных соединений осуществляют в условиях достаточной освещенности объекта контроля.
Для обеспечения условий, предупреждающих поражение электрическим током, необходимо корпуса сварочных преобразователей, трансформаторов и выпрямителей надежно заземлить.
Перед началом работы следует проверить исправность изоляции сварочных проводов электрододержателя и надежность всех контактных соединений вторичной цепи. Сварку следует выполнять только в исправной и сухой спецодежде и обуви, которая не имеет металлических гвоздей.
Необходимо всегда помнить, что прикасаться голыми руками опасно; сварочные провода нужно надежно изолировать от повреждений.
Это выполняется либо выключением тока, либо заземлением провода.
При оказании помощи пострадавшему необходимо быть в резиновых перчатках и надежно изолированным от земли (встать на сухую доску, резину, надеть калоши н т. д.).
Брать пострадавшего следует только за сухую одежду. Если нельзя оттащить пострадавшего от токоведущих частей или заземлить провод, следует с большой осторожностью поочередно, не касаясь других проводов, удалить провод. Пострадавшему необходимо оказать первую помощь — сделать искусственное дыхание, для этого следует расстегнуть ему воротник, ослабить ремень и пояс брюк. При более тяжелом повреждении нужно немедленно вызвать врача.
Для устранения причин, способствующих возникновению пожаров, необходимо выполнять следующие противопожарные мероприятия:
- а) нельзя хранить в рабочем помещении или рабочей зоне легковоспламеняющиеся или огнеопасные материалы;
- б) необходимо защищать деревянные настилы от воспламенения листовым железом или асбестом;
- в) каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, бачок или ведро с водой, а также ящик с песком и лопатой;
- г) после окончания сварочных работ следует проверять рабочее помещение и зону, где производились сварочные работы, и не оставлять открытого пламени и тлеющих предметов.
д) каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, бачок или ведро с водой, а также ящик с песком и лопатой. После окончания сварочных работ необходимо проверять рабочее помещение и зону, где выполнялись сварочные работы, и не оставлять открытого пламени и тлеющих предметов.
Вывод
В ходе выполнения курсовой работы была разработана технология ремонта шкворневой стойки фермы кузова грузового вагона. Рассчитаны режимы сварки. Ремонт вагона лучше выполнять ручной дуговой сваркой.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/vosstanovlenie-detaley-svarkoy-i-naplavkoy/
Волченко В. Н. Сварка и свариваемые материалы. Справочное издание. М., 1991. — 526
Фоминых В. П. Электросварка. Учебник для проф-техн училищ. М., «Высш.школа», 1976. — 526
