Производство и монтаж сварных конструкций

Аннотация

 

Данный  курсовой проект является подведением  итогов изучения курса «Производство и монтаж сварных конструкций».

Курсовой  проект посвящен расчетам и конструированию  участка цеха по изготовлению верхняка основного. Работа состоит из девяти разделов, охватывающих все вопросы по изготовлению верхняка.

Первый  раздел курсового проекта посвящен назначению и описанию конструкции, приведена краткая характеристика особенностей работы и описание ее составляющих.

Во  втором разделе производиться описание существующего технологического процесса изготовления верхняка и его критический анализ.

В третьем  разделе приведены меры по устранению недостатков существующего технологического процесса.

Четвертый раздел рассматривает новый технологический  процесс.

Пятый раздел содержит данные расчетов прихваток, полуавтоматической сварки.

В шестом разделе приведено нормирование операций изготовления основного верхняка.

Седьмой раздел рассматривает расчет геометрических размеров участка цеха, расчет необходимого количества оборудования, расчет состава  и числа рабочих.

Восьмой раздел посвящен рассмотрению контроля качества изготовления верхняка.

В девятом  разделе рассматривается анализ опасных и вредных факторов, безопасная организация работ, меры пожарной безопасности в цеху.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Аннотация	1
Нормативные ссылки	3
Введение	4
1 Назначение, описание и технические  характеристики верхняка основного ГМ-14/22	7
1.1 Особые требования, предъявляемые к конструкции  и сварным соединениям	8
1.2 Технологичность конструкции	9
1.3 Оценка свариваемости металла	12
2 Анализ существующего технологического  процесса	14
2.1 Недостатки технологического процесса  и рекомендаций по их устранению	17
3 Проектирование нового  технологического  процесса	18
3.1 Описание технологического процесса (с компоновками рабочих мест)	18
3.1.1 Заготовительное отделение	18
3.1.2 Правка	18
3.1.3 Термическая машинная резка	19
3.1.4 Зачистка	20
3.1.5 Фрезерование	21
3.1.6 Рабочее место разделки кромок	22
4 Проектирование сборочно-сварочного  отделения	24
4.2.1 Описание рабочего места сборки-сварки узла №1	25
4.2.2 Описание рабочего места сборки-сварки узла №2	27
4.2.3 Описание рабочего места  сборки-сварки узла №3	29
4.2.4 Описание рабочего места  общей сборки-сварки	31
5 Расчет режимов сварки	34
5.1 Расчёт режима постановки прихваток	34
5.2 Расчет режима полуавтоматической  сварки в среде углекислого  газа для стыковых, угловых и нахлесточных соединений	37
6 Нормирование технологического  процесса	42
6.1 Нормирование технологических операций	44
7 Расчет и проектирование нестандартного  оборудования	52
7.1 Расчет приспособления рамы	52
7.2 Расчет пневматического прижима	53
8 Планировка участка	56
8.1 Расчет геометрических размеров  участка цеха	56
8.2 Определение состава и потребного количества работающих	58
8.3 Расчет необходимого количества рабочих мест 9 Контроль  качества изготовления основного  верхняка	59 62
9.1 Задачи технического контроля	62
9.2 Контроль поступающих материалов	63
9.3 Пооперационный контроль	64
9.3.1 Контроль деталей и заготовок	64
9.3.2 Контроль сборки узлов	64
9.3.3 Порядок исправления дефектов	66
10 Техника безопасности, охрана  труда и защита окружающей  среды	67
10.1 Требование техники безопасности  при электродуговой сварке	68
10.2 Освещение рабочих мест	69
10.3 Ожоги каплями жидкого металла  или шлака	70
10.4 Вентиляция	70
10.5 Электробезопасность	71
10.6 Пожарная безопасность	71
Заключение	73
Список используемых источников	74
Приложение А	76
Приложение Б	80
Приложение В	83

 

Нормативные ссылки

В данном дипломном проекте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.052-81 Система стандартов безопасности труда.

ГОСТ 12.3.003-75 ССБТ Работы электросварочные. Требования                              безопасности.

ГОСТ 31.211.42-93 Детали и сборочные единицы сборно-разборных                                  приспособлений для сборочно-сварочных  работ.     Технические требования. Правила приемки. Методы контроля. Маркировка, упаковка,                                  транспортирование и хранение.

ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения  основных понятий.

ГОСТ 3424-79 Соединения сварные. Методы контроля качества.

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические

ГОСТ 8050-80 Защитный газ СО₂.

ГОСТ 14771-76* Дуговая сварка  в защитном газе. Соединения сварные.

      ГОСТ 2246-80 – сварочная проволока Св-08Г2С

СМК ФС 1.1.02.1–2004 Правила оформления учебной документации. Общие требования к текстовым  документам.

СМК ФС 1.1.03–2004 Правила оформления учебной документации. Общие требования к графическим  документам.

СМК ФС 1.1.04–2004 Правила оформления учебной документации. Основные надписи.

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

1986 год.  Впервые в Министерстве угольной  промышленности СССР освоен монтаж – демонтаж и пуск механизированных комплексов нового технологического уровня производства Польской Народной Республики-  механизированные крепи «Пиома», «Глиник», конвейера «Гварек», комбайна КВБ-6, насосной станции А3-2с. Позже механизированной крепи «Фазос».

2001 год.  Совместно с фирмой ДБТ (Германия) изготовлена струговая крепь  «Глиник-066/1Б» для шахты «Казахстанская». 40 – лет управлению «Спецшахтомонтаж». Численность управления 694 человека. Начальник управления Гришко А.М., главный инженер Канберг Е.А.

2004 год.  Совместно с фирмой ДБТ (Германия) проведена модернизация крепи  «Глиник» 08/22 с программным электрогидравлическим управлением для работы со стругом на шахте «Кузембаева». Испольнительным директором угольного департамента господином Презентом Г.М. 6 февраля 2004 года подписан приказ о преобразовании управления «Спецшахтомонтаж»  в заводе «Горные машины». Директором завода назначен Гришко А.М., главным инженером Канберг Е.А.

2004-2005 годы. Проведена модернизация крепи  «Глиник 08/22» для шахты «Казахстанская» (Глиник-15/29).

2006 год.  Освоено изготовление  модернизации  крепи «ГМ-14/22».

Механизированная крепь является одной из важнейших составных частей при добыче угля в современных шахтах.

Механизированная  крепь впервые создана в CCCP, первая конструкция такой крепи предложена советским инженером И. А. Журавлёвым в 1932, промышленные испытания её осуществлены в 1934-35 на руднике "Сулюкта" в Средней Азии. В 1946 был изготовлен и испытан в Кузнецком бассейне первый угледобывающий агрегат "Кузбасс" с механизированной гидрофицированной крепью. Первая серийная механизированная крепь (М87) изготовляется с 1967.

Механизированная  крепь  (самопередвигающаяся металлическая гидрофицированная крепь очистного забоя) предназначенная для поддержания пород кровли, сохранения очистной выработки в рабочем и безопасном состоянии; обеспечивает механизацию процессов крепления и управления породами кровли, передвижения и удержания става забойного конвейера.

Область применения современной механизированной крепи — очистные забои пологих, наклонных и крутых пластов мощностью от 0,7 до 5 м.  
Могут работать при подвигании очистного забоя по простиранию, восстанию и падению. Основной способ управления кровлей при применении механизированной крепи — обрушение; имеется опыт закладки выработанного пространства.

Секции крепи передвигаются последовательно  одна за другой вслед за выемкой угля комбайном. Конвейер вместе с комбайном передвигается после окончания выемки угля: по всей длине лавы. Например: крепь М-87 применяется на пластах мощностью 0,90—1,85 м с углом падения до -25°. Шаг передвижки секций крепи 0,7 м, сопротивление крепи 40 тс на 1 м2 кровли, сопротивление посадочных стоек 79 тс, на  1 м. Крепь комплекса ОМКТМ состоит из отдельных секций, связанных с рамой конвейера гидравлическими домкратами. Секция крепи состоит из основания, перекрытия, козырька, гидростойки, горизонтального гидродомкрата, каретки, кожухов. Перекрытие соединено с основанием шарнирным четырехзвенником, что обеспечивает плавное регулирование расстояния между козырьком и забоем.

В состав секции могут дополнительно входить  устройства: силовой связи основания  с верхним перекрытием, обеспечения  направленного передвижения секции, удержания плоскости забоя от высыпания, а забойного конвейера  от сползания; активного подпора  верхнего перекрытия в процессе передвижения секции; для борьбы с пылью и  др. В качестве привода механизированной крепи применяется система объёмного гидропривода типа насос — группа гидроцилиндров, с использованием в качестве рабочей жидкости водомасляной эмульсии (рабочее давление в системе гидропривода 20-32 МПа с тенденцией перехода на 45 МПа). Насосная станция гидропривода представляет собой самостоятельный агрегат с резервуаром для рабочей жидкости, главными и подпиточными насосами, аппаратурой управления, контроля и очистки рабочей жидкости; располагается вне очистного-забоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Назначение, описание и технические характеристики верхняка ос

новного ГМ-14/22

 

Механизированная  крепь  состоит из сборочных единиц: основание опирающегося на породы почвы; верхняка основного, поддерживающего породы кровли; оградительной части, препятствующей проникновению в рабочее пространство обрушившихся пород кровли; гидравлических стоек (от одной до шести в секции), с помощью которых оказывается податливое сопротивление опусканию пород кровли; домкрата (одного или двух в секции), осуществляющего передвижение, как секции, так и става забойного конвейера (наличие гидродомкрата передвижения не является обязательным для структурного состава секции). В состав секции могут дополнительно входить устройства: силовой связи основания с верхним перекрытием, обеспечения направленного передвижения секции, удержания плоскости забоя от высыпания, а забойного конвейера от сползания; активного подпора верхнего перекрытия в процессе передвижения секции; для борьбы с пылью и др. В качестве привода механизированной крепи применяется система объёмного гидропривода типа насос — группа гидроцилиндров, с использованием в качестве рабочей жидкости водомасляной эмульсии (рабочее давление в системе гидропривода 20-32 МПа с тенденцией перехода на 45 МПа). Насосная станция гидропривода представляет собой самостоятельный агрегат с резервуаром для рабочей жидкости, главными и подпиточными насосами, аппаратурой управления, контроля и очистки рабочей жидкости; располагается вне очистного забоя.

1. Выдвижной козырек; 2-  Гидроцилиндр выдвижного козырька;

3- Верхняк основной;4- Переходная секция; 5- Опора крепи; 6- Комбаин.

 

Рисунок 1 -  Секция крепи ГМ 14-22

 

Механизированная  крепь лавы состоит из отдельных  секций, каждая из которых имеет основание, гидравлические стойки, верхняк и гидравлический домкрат для передвижения секции. Некоторые механизированные крепи состоят из чередующихся призабойных и посадочных секций. Домкрат для передвижки секции связан с рамой конвейера или с соседней секцией.

 

Рисунок 2- Верхняк основной

 

«Верхняк основной» является конструкцией сложной, объемной. Ответственной. Разрушение полное или частичное влечет за собой смертельные случаи на производстве. Поэтому необходимо, тщательно проверять все детали отделом ОТК, все сварные швы 100% контролем. За данную конструкцию несет ответственность со стороны производства мастер участка, и специалист ультразвукового контроля.

Детали  верхняка(смотреть приложение Б1) соединиться между собой с помощью сварных швов,  в конструкции присутствуют нахлесточные, стыковые, тавровые соединения. Катеты швов входят в интервал от 5 мм до 20мм. Катеты прихваток от 5 до 8 мм, это вызвано тем, что детали имеют большие толщины. Так же сложность изготовления заключается в обработки больших толщин метала. Вследствие чего на производстве должно присутствовать мощное оборудование. Из за сложности конструкции верхняка основного к работе допускается только рабочие имеющие разряд не ниже 4.

Верхняк основной выполняется из стали 16Г2АФ. Прокат из стали 16Г2АФ  изготовляют категорий 1, 2, 3 и 4 в зависимости от требований по испытаниям на ударный изгиб.

 

1.1 Особые требования, предъявляемые к конструкции и сварным соединениям

 

Наличие больших катетов размерами 10-20 (мм) в конструкции «Верхняк основной» объясняется тем, что конструкция изготавливается из деталей толщиной 10-40 (мм), это накладывает определенные затруднения при сварке, так как сварка выполняется в несколько проходов.

Исходя  из условий работы конструкции, можно  сформулировать следующие основные требования:

• для обеспечения прочности конструкции необходимо предусмотреть соответствие прочностных характеристик сварочных материалов и основного металла;
• для обеспечения жесткости конструкции режимы сварки должны давать минимальные деформации;
• для обеспечения антикоррозионной стойкости конструкции должна быть предусмотрена соответствующая защита с помощью применения антикоррозионных материалов.

Исходя  из того, что конструкция испытывает знакопеременные нагрузки в сварных  швах и околошовной зоне, должны отсутствовать острые дефекты, должны иметься плавные переходы от основного металла к швам. К дефектам относиться трещины, непровары, подрезы, закалочные структуры. Все перечисленные острые дефекты являются недопустимыми, так как могут привести к разрушению конструкции.

 

1.2 Технологичность конструкции

 

Технологичность всякого изделия характеризует  его соответствие требованиям прогрессивной экономической технологии изготовления в условиях серийности заданной программы выпуска данного изделия при наименьших затратах материалов, труда, различных видов энергии и средств, с возможным обеспечением заданных его эксплуатационных свойств, высокого качества, практически удобного выполнения операций производственного цикла небольшой длительности, а также при соблюдении требований гигиены труда и техники безопасности [1].

В общем  виде технологичность сварных конструкций  оценивается материалоёмкостью, трудоёмкостью, энергоёмкостью, длительностью производственного цикла и себестоимости. Таким образом, показатели ниже, чем в технологии изготовления верхняка основного.