Развитие современной техники выдвигает особые требования к конструкционным материалам, в связи с этим в настоящее время становятся востребованными материалы, обладающие высокой прочностью и пластичностью в широком диапазоне температур.
При производстве вагонной хребтовой балки сварочное производство играет важную роль, так как изготавливается конструкция с помощью сварки. В данном случае использование сварки является наиболее целесообразным, т.к. отливать данную деталь целиком не экономически выгодный вариант, да и это очень тяжелый процесс изготовления.
Производство вагонной хребтовой балки осуществляется с помощью ручной дуговой сварки, обладающей не высокой производительностью и тяжелыми условиями труда сварщиков. Актуальным становится внедрение и замена этих способов на механизированную сварку, что повлечет снижение трудоемкости процесса изготовления, повышение производительности, уменьшения расходов.
Объектом разработки ВКР является технология изготовления металло-конструкций.
Предметом разработки ВКР является процесс сборки и сварки вагонной хребтовой балки.
Целью дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления вагонной хребтовой балки с использованием механизированной сварки.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
проанализировать базовый вариант изготовления;
- подобрать проектируемый способ сварки и обосновать;
- провести расчеты режимов сварки;
- подобрать сварочное и сборочное оборудование;
•
Вагонная хребтовая балка широко используется в строительстве как грузовых, так и пассажирских вагонов. Она состоит из 2-х Z-образных профилей и полки, к которым крепятся автосцепные устройства, которые с свою очередь принимают продольные силы сжатия и растяжения. Также балка принимает и вертикальные силы сжатия и растяжения.
Железнодорожный транспорт самый безопасный способ перевозки груза. Благодаря вагонам можно перевозить самые разные виды груза, а также железнодорожная перевозка самая недорогая.
Виды вагонов:
В крытых вагонах, обычно, перевозят бытовую технику, хозтовары, зерно, мебель, одежду и другой подобный груз. Они надежно защищают его от атмосферных и механических повреждений. Крытые вагоны оборудованы специальными закрывающимися люками или металлическими дверьми, расположенными в самом низу. Эти приспособления позволяют облегчить процесс погрузки и разгрузки. Крытые вагоны подразделяются на специальные, в которых перевозятся животные, птицы, автомобили, бумажная продукция и т.д., и универсальные, предназначенные для транспортировки зерна и штучного товара.
Изготовление балок
... Производительность завода составляет 60 тыс. м3/год, а цеха по изготовлению балок, колонн и ригелей длиной до 12 м. составляет ... комплектующих деталях и готовых изделиях по всем переделам технологического процесса. Данные расчёта потока используются для проектирования бетоносмесительного ... 174,6 662,92 1282,65 2.2 Режим работы предприятия Режим работы предприятия принимается по «Общесоюзным нормам т
Изотермические вагоны также относятся к категории крытых. Они оснащены оборудованием для транспортировки грузов с ограниченным сроком хранения (рыбы, мяса, фруктов, полуфабрикатов и т.д.).
Изотермические вагоны подразделяют на группы по типу и способу охлаждения. Для того, чтобы в вагоне сохранялись определенные температуры, его корпус обшивается пенополиуретановой или полистирольной теплоизоляцией. Вагоны-рефрижераторы, также входящие в
470-685 335-345 21 Данная сталь имеет много легирующих элементов, что хорошо сказывается на характеристиках данной стали.
Кремний в данной стали улучшает упругие свойства, но ухудшает ударную вязкость стали.
Марганец в свою очередь улучшает прочность стали, она становится более твердой, коробление становиться меньше при закалке, становится лучше прокаливаемость, улучшаются режущие характеристики стали, но при нагреве идет рост зерна, что приводит к снижению такой характеристики стали как стойкость к ударным нагрузкам.
Но вот хром наоборот мешает росту зерна, когда сталь нагревается, улучшает сопротивление статическим и ударным нагрузкам, сталь становится более жаростойкая.
Лист ДП 44.03.
04.127 ПЗ 9 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Особенности сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей Стали этих групп относятся к хорошо сваривающимся практически всеми видами сварки, сталям. Основные требования при их сварке обеспечение равнопрочности сварного соединения основному металлу, отсутствие дефектов, требуемая форма сварного; шва, производительность и экономичность. При сварке плавлением эти требования обеспечиваются выбором и применением типовых сварочных материалов, режимов и технологии выполнения сварки.
Для изготовления сварных конструкций из этой группы в первую очередь применяют низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25%. Низкоуглеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от назначения подразделяют на три группы: А, Б, В. Для ответственных сварных конструкций в основном используют, стали группы В с гарантируемыми химическим составом и механическими свойствами.
Выпускаются низкоуглеродистые качественные стали с нормальным (10,15,20 и др.) и повышенным (15Г, 20Г) содержанием марганца.
Эти стали хорошо свариваются всеми способами дуговой сварки.
Однако они обладают невысокими механическими характеристиками и их применение связано с увеличением металлоемкости и массы конструкций.
Уменьшить удельный расход стали можно, повышая прочностные характеристики. С этой целью в сталь вводят легирующие элементы, которые, образуя твердые растворы и химические соединения, повышают ее свойства. Это позволяет снизить массу изготовляемых конструкций. Сейчас все шире применяют низкоуглеродистые низколегированные стали с содержанием легирующих элементов до 2,5%. Основными легирующими элементами являются марганец, кремнии, хром и никель. Для повышения коррозионной стойкости стали вводят медь (0,3-0,4%).
Сварка сварных соединений газопроводов
... и городских округов (СП 62.13330.2011 п.5.2.4). Защитное покрытие стальных вставок и стальных футляров на проектируемом подземном полиэтиленовом газопроводе, футляров в местах выхода газопроводов из земли, выполнить "весьма-усиленного ... -30°С, в соответсвии с ГОСТ 14202-69. Неразъемные соединен ия "полиэтилен-сталь" должны укладываться на основание из песка (кроме пылеватого) длиной по 1 метру ...
Такие стали обладают
предварительный подогрев, тем более высокий, чем выше значение Сэ.
При сварке металла относительно небольшой толщины (до 6-8 мм) и сварных узлов небольшой жесткости предельное значение Сэ, при котором нет необходимости в предварительном подогреве, может быть повышено до 0,55%.
Оценка закаливаемости стали в условиях сварки по эквиваленту углерода весьма приближенна, так как не учитывается много существенных факторов (толщина свариваемой стали, тип соединения, режим сварки, исходное структурное состояние и др.).
Выполним расчет эквивалентного углерода для стали 15ХСНД по формуле[1]:
При выборе способа сварки стоит исходить из его экономической целесообразности, сварочных характеристик, таких как скорость сварки, ток, напряжение, качество сварного соединения и т.д.
Для разрабатываемого способа сварки будут рассмотрены два вида сварки, это сварка в среде защитного газа и сварка под флюсом. Сварка газом не рассматривается, т.к. производительность данного способа слишком мала, даже со сравнением базового. Базовый вариант – ручная сварка плавищимся электродом.
Первым рассмотрим сварку в среде защитных газов. Сварка в защитных газах базируется на дуговом варианте, при котором электрическая дуга, вызывающая плавление свариваемых материалов, образуется от взаимодействия поверхности металла и электрода. Отличием от стандартного дугового процесса является введение в зону плавления (в сварную ванночку) защитных газов (одного или смеси), которые вытесняют из нее составляющие воздуха: кислород, азот и другие газы, отрицательно влияющие на параметры соединения и качество шва.
В защитных газах происходит максимально чистое соединение без примесей. Шов получается однородным, гладким и полностью соответствует показателям, которых требует ГОСТ. Толщина свариваемых поверхностей варьируется от десятых долей миллиметров и до десятков. Используемая в качестве главного элемента дуга дала второе название этому способу соединения металлов – дуговая сварка в защитных газах. Максимальновозможная наплавка по сечению до 65 мм 2.
Достоинства способа:
Процесс сварки в защитных газах предпочтительнее других способов благодаря массе положительных моментов.
нуждается в организации защитных приспособлений, чтобы летучие газы не выдувались атмосферным воздействием (при работе на открытой местности).
В закрытых помещениях данный фактор менее важен.
Теперь рассмотрим второй способ это сварка под флюсом. При этом способе сварки электрическая дуга горит под сварочным флюсом. Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от
Невидимость места сварки повышает требования к точности подготовки и сборки изделия под сварку, затрудняет сварку швов сложной конфигурации;
Разработка технологии сварки балки двутавровой
... (S), не более 0.040 сварка балка двутавровый шов 1.4 Характеристика основного металла по механическим свойствам Механические свойства описывают ... Держатель унифицированный предназначен для подвода в зону сварки защитного газа, сварочного напряжения и электродной проволоки. Техническая ... Сварочная проволока СВ-08ГА применяется в сварочных работах для сварки сталей с низким содержанием углерода, а также ...
нет возможности выполнять сварку во всех пространственных •
Фактическое значение глубины провара hпр отличается от принятого к расчету h р более чем на 10%, поэтому требуется коррекция параметров режима сварки.
Пересчитываем погонную энергию
Фактическое значение глубины провара hпр отличается от принятого к расчету h р более чем на 10%, но так как у нас имеется подкладка, то корректировка расчетов не требуется.
Рассчитаем скорость подачи электродной проволоки
Для увеличения производительности процесса сварки примем для сварочной проволоки диаметром 3 мм плотность тока близкую к максимальной и равной j=80 А/мм 2. [1]
Проверка качества сварных соединений на наличие дефектов выполняется при помощи визуально – измерительного контроля(ВИК).
Дефекты сварных швов — это, прежде всего, различные несплошности в металле шва, ухудшающие его качество. При оценке свариваемости стали исходят, главным образом, из того, что металл сварного шва должен быть сплошным. И все образования, которые делают сварной шов неоднородным, принято считать дефектами. Различают следующие виды дефектов сварного шва: микро- и макротрещины (горячие и холодные), непровары, поры, различные включения.
ВИК можно сделать при помощи линейки и увеличительного стекла, или можно использовать универсальный шаблон сварщика(УШС) 1 и 3.
Определение технологических норм времени на сварку хребтовой вагонной балки Общее время на выполнение сварочной операции Т шт-к, ч., состоит из нескольких компонентов и определяется по формуле:
Подготовительно-заключительное время (t пз ) включает в себя такие операции как получение производственного задания, инструктаж, получение и сдача инструмента, осмотр и подготовка оборудования к работе и т.д. При его определении общий норматив времени t пз делится на количество деталей, выпущенных в смену.
Примем:
Вспомогательное время (t в ) включает в себя время на заправку кассеты с электродной проволокой t э, осмотр и очистку свариваемых кромок t кр, очистку швов от шлака и брызг t бр, клеймение швов t кл, установку и поворот изделия, его закрепление t уст :
Время на обслуживание рабочего места (t обс ) включает в себя время на установку режима сварки, наладку автомата, уборку инструмента и т.д., принимаем равным:
Принятое количество оборудования С П определяем путём округления расчётного количества в сторону увеличения до ближайшего целого числа.
Следует иметь в виду, что допускаемая перегрузка рабочих мест не должна превышать 5 6%. Таким образом, по базовой технологии используются четыре установки для сварки. По новой измененной технологии достаточно двух установок для автоматической сварки в среде защитного газа.
Технологии сварки. Технология сварки титана
... электрошлаковой и контактной сваркой. Расплавленный титан жидкотекуч, шов хорошо формируется при всех способах сварки. Основная трудность сварки титана – это необходимость ... и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла. Технология сварки титановых сплавов Из-за высокой химической активности ... (рис. 103). После образования сварочной ванны увеличивают расход аргона до 40…50 л/мин, что приводит к ...
Расчёт коэффициента загрузки оборудования К З :
КЗ =, (30)
где Ц обj цена приобретения единицы j-ого оборудования, руб.;
- К тз коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы, затраты устройство фундамента, монтаж, наладку (К тз = 0,12).
Базовый вариант:
где Со.м — стоимость основных матерьялов в расчете на одно металлоизделие, руб.;
- Сэн — стоимость электроэнергии при выполнении технологической операции сварки металлоизделия, руб.
Сдр. — стоимость прочих компонентов в расчете на одно
Стоимость конструкционного материала составляет 147504 руб. как для базового, так и проектируемого вариантов.
Расчет затрат на электродную проволоку Св-08ГА и электроды проводим по формуле:
Статья «Топливо и энергия на технологические цели» (С эн, руб.) включает затраты на все виды топлива и энергии, которые расходуются в процессе производства данной продукции (силовая энергия).
Расчет затрат на электроэнергию на операцию проводим по формуле:
Расчет численности производственных рабочих. Определяем численность производственных рабочих (сборщиков, сварщиков).
Численность основных рабочих ЧОР определяется для каждой операции по формуле:
Расчет заработной платы производственных рабочих, отчислений на социальные нужды Этот раздел предусматривает расчет основной и дополнительной зарплаты производственных рабочих, отчислений на социальные нужды (социальных взносов), т.е. налоговых выплат, включаемых в себестоимость.
Расходы на оплату труда (З пр ) рассчитываются по формуле:
Рассчитываем дополнительную заработную плату производственных рабочих при базовом варианте технологии изготовления металлоконструкции и проектируемом варианте технологии по формуле:
где ЗП д выплаты, предусмотренные законодательством за непроработанное на производстве время, руб.;
- ЗП О основная заработная плата производственных рабочих, руб.;
- К д – коэффициент дополнительной заработной платы. К д = 1,13;
- К сс коэффициент, учитывающий отчисления на социальные взносы.
Расходы на заработную плату основных рабочих при базовом варианте технологии изготовления металлоконструкции и проектируемом варианте технологии, составляют:
Приведем расчетные данные технологической себестоимости С т изготовления годового объема выпуска металлоконструкций (N= 200 шт.) в таблицу 10.
где ЗП о основная заработная плата производственных рабочих, руб.;
- %Р ПР – процент общепроизводственных расходов на содержание производственных помещений и прочих цеховых расходов, %. Р ПР = 10.
Технологические процессы сварки рамы для листопрокатного производства
... сварочного производства». Приведены общие сведения и теоретические основы сварочных процессов; рассмотрены материалы, оборудование и технология автоматической и механизированной дуговой сварки; даны особенности сварки конструкционных материалов различных групп и изготовления сварных конструкций, ...
Расчет коммерческих расходов. В статью «Коммерческие расходы» (Р к, руб.) включаются расходы на производство или приобретение тары, упаковку, погрузку продукции и доставку её к станции, рекламу, участие в выставках.
Эти расходы рассчитываются по формуле:
Полная себестоимость годового объема выпуска металлоконструкций (С П ) включает затраты на производство (С ПР ) и коммерческие расходы (Р к ) и рассчитывается по формуле :
С П = 42992729,83 + 85985,46 = 43078715,29руб. (базовый вариант);
- С П = 37196669,5 + 74393,34 = 37271062,84 руб. (проектируемый вариант).
Расчет основных показателей сравнительной эффективности проводим по варианту Б, как случай проектирования конструкторско-технологических усовершенствований, обеспечивающих выполнение сварочных работ для металлоконструкций, используемых в качестве товарной продукции, т.е. реализуемой на сторону.
Годовой выпуск продукции (воздухосборник) составляет 200 шт.
Годовая экономия (-) или превышение (+) по технологической себестоимости, С рассчитывается по формуле:
Выручка от реализации годового объема металлоизделий (В, руб.) определяется произведением отпускной цены металлоконструкции (Ц, руб.) на годовой объем производства (реализации) продукции, N.
где К д – дополнительные капитальные вложения, руб.;
П — изменение (прирост, уменьшение) прибыли в проектируемом варианте в сопоставлении с базовым, руб
После проведения экономических расчетов необходимо сгруппировать результирующие показатели экономической эффективности в виде таблицы 12, которая может быть представлена в качестве иллюстративного материала при защите ВКР.
В технологической части дипломного проекта «Разработана технология сборки и подобрано оборудование для сборки и сварки продольной балки грузового вагона». В процессе разработки предложено заменить ручную сварку на механизированную под флюсом. В технологическом разделе предложена замена оборудования на современное, т.е. предложено использование автоматов для производства сварки. Это в свою очередь предполагает подготовку рабочих, которые могут осуществлять эксплуатацию, наладку, обслуживание и ремонт такого оборудования.
К сборке-сварке по проектируемой технологии допускаются рабочие по специальности «Электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах» не ниже 4-го разряда. В базовой технологии работы выполнялись рабочими по специальности «Сварщик ручной дуговой сварки» 3-го разряда. В связи с этим целесообразно разработать программу повышения квалификации рабочих сварочной специализации и провести повышение квалификации в рамках данного промышленного предприятия.
Целью методической части дипломного проекта является разработка учебно-программной документации для подготовки рабочих сварочного производства, с участием которых возможна реализация спроектированной в дипломном проекте технологии в условиях промышленного предприятия.
В соответствии с рекомендациями Института развития профессионального образования учебный план для переподготовки рабочих предусматривает наименование и последовательность изучения предметов, распределение времени на теоретическое и практическое обучение, консультации и квалификационный экзамен. Теоретическое обучение при переподготовке рабочих содержит экономический, общеотраслевой и специальный курсы. Соотношение учебного времени на теоретическое и практическое обучение при переподготовке определяется в зависимости от характера и сложности осваиваемой профессии, сроков и специфики профессионального обучения рабочих. Количество часов на консультации определяется на местах в зависимости от необходимости этой работы. Время на квалификационный экзамен предусматривается для проведения устного опроса и выделяется из расчета до 15 минут на одного обучаемого. Время на квалификационную пробную работу выделяется за счет практического обучения.
Интерактивные технологии обучения
... планирования результатов. Интерактивные технологии и методы Познакомимся с некоторыми интерактивными технологиями и методами через которые можно внедрить интерактивную модель обучения в рамках урока: работа в малых ... опыта преподавателя. Поэтому в структуру урока включаются только элементы интерактивной модели обучения - интерактивные технологии, то есть конкретные приёмы и методы, позволяющие ...
Исходя из сравнительного анализа квалификационных характеристик и рекомендаций Института развития профессионального образования, разработан учебный план переподготовки рабочих по профессии «Электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах», который представлен в таблице Продолжительность обучения 1 месяц.
Основной задачей теоретического обучения является формирование у обучаемых системы знаний об основах современной техники и технологии производства, организации труда в объеме, необходимом для прочного овладения профессией и дальнейшего роста профессиональной квалификации рабочих, формировании ответственного отношения к труду и активной жизненной позиции. Программа предмета «Спецтехнология»
разрабатывается на основе квалификационной характеристики, учебного план переподготовки и учета требований работодателей.
В данной программе предусматривается изучение технологии и техники автоматической сварки под флюсом, устройство работы и эксплуатации оборудования различных типов, марок и модификаций.
Разработка плана — конспекта урока Тема урока «Устройство и основные узлы линии для сварки продольных швов хребтовых балок»
В результате выполнения дипломной работы мной был проанализирован базовый вариант изготовления вагонной хребтовой балки, выявлены его минусы. Были рассмотрены другие способы сварки и выбран один, по которому и разрабатывался в дальнейшем дипломный проект.
Сделаны расчеты режимов сварки. Подобрано новое технологическое оборудование для сборки и сварки.
Разработана технология сварки-сварки вагонной хребтовой балки по проектируемому способу.
Рассчитана экономическая эффективность проектируемого способа, которая доказала, что проектируемый способ является экономически выгодным для производства.
Разработана программа переквалификации рабочих по профессии «Электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах» 4-го разряда, данную программу можно использовать в условиях производства.
