Стальные конструкции

 

Таблица 3.4 Нормирование операций сварки узла №1

 

	Переходы	Кол-во повторов	Опред. факторы	Табл. или  расчетная  формула	Норма времени на переход, мин	Норма времени на n-переходы мин
	Установка узла №1	1	Вес = кг	Табл	2,65	2,65
	Сварка	4	L = 8,2м, Vсв =0,3м/мин	To= Lш/ V	27,4	45,6
	Кантовать	1	На 1800	Табл	2,8	2,8
	Очистка шва, промер.	4		Табл	0,66	2,64
	Включение, отключение автомата	2	кнопка	Табл	1,0	2,0
	Снять и отвезти	1	Вес = кг	Табл	2,55	2,55
	Итого: Топ=58,24 Тшт.к. =71,9

 

3.1.4 Расчет рамы приспособления «Стенд Костюхина»

Расчет рамы приспособления производится с допускаемой нормаль  распределенной нагрузкой q, состоящей из веса собираемого узла. Расчетная схема рамы представлена на рисунке 3.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.8– Расчетная схема нагружения рамы

 

Равномерно распределенная нагрузка определится из выражения:

где  G – вес приспособления с собираемым узлом, G≈900кг;

L – длина балки рамы, L =900см.

кг/см

Определим значение реакции  опор А и Б.

кгс

Определим значение изгибающего  момента, действующего на балку рамы:

 кг/см²

 

Определим необходимый  момент сопротивления сечения:

где [σ_н] – допускаемое нормальное напряжение, [σ_н]=1600кг/см² для стали.

В качестве профиля изготовляемой  рамы выбираем по ГОСТ 8240-72 швеллер  №24; W_х=63,3 см³.

 

3.1.5 Расчет пневматического прижима

В сборочно-сварочном  производстве нашли широкое применение различные зажимные устройства, действующие от пневматического привода. Такой привод прост по конструкции и в управлении, является быстродействующим, надежен и имеет сравнительно малую стоимость.

Расчет диаметра пневмоцилиндра:

 

, (см),                                         (3.26)

 

где Р_ПР – усилие прижатия, Р_ПР=300 (кгс);

ρ – давление сжатого  воздуха, ρ=4 (кгс/см²);

η – КПД, учитывающий  потери в пневмоцилиндре, η=0,875.

Исходя из того что  используется два пневмоприжима  принимается усилие прижатия Рпр=150 (кгс).

Тогда:

 

(см) =74 (мм)

 

По ГОСТ 15608-70 ближайшее  большее значение диаметра пневмоцилиндра D_П.Ц=80 (мм), с диаметром штока D_Ш=25 (мм).

 

 

Рисунок 3.9 – Общий  вид пневмоприжима.

 

Принимается пневмоприжим 2112-080×0100 по ГОСТ 15608-70 [5].

Общий вид принятого  пневмоприжима представлен на рисунке 3.9.

 

 

3.2.1 Сборка-сварка узла №2

Сборка-сварка узла №2 представляет собой сборку-сварку фермы объемного сечения, состоящую из раскосов, поясов и фасонок, и выполняемую на двух рабочих местах:

• сварка плоскостей фермы, выполняется на стеллаже;
• сварка внутренних раскосов фермы, выполняется на двухстоечном  кантователе.

Сварка плоскостей фермы.

Стелаж для сборки плоскости фермы представлена на рисунке 3.10.

 

 

 

 

Рисунок 3.10 Стеллаж для сборки плоскости фермы.

 

Стеллаж для сборки плоскости  фермы располагается на сборочном  столе и предназначен для облегчения и удобства сборки. Он не имеет креплений, так как в дальнейшем используется для сборки пространственных раскосов фермы в двухстоечном кантователе. Стеллаж оборудован специализированными электромагнитными прижимами, для обеспечения точного и жесткого прижима раскосов и поясов фермы к фасонкам. Прижимы снабжены специальными технологическими прорезами, которые позволяют исключить операцию разметки при сборке фермы. Сборщик укладывает фасонку, пояса и раскосы на стеллаж и зажимает их прижимом, после чего включаются электромагниты. Далее пояса и раскосы привариваются к фасонке без прихваток, из-за небольшой длинны шва. Сварщик следует от фасонки к фасонке. После остывания сварных швов электромагниты следует отключить. Сварка осуществляется в среде защитного газа  СО₂ полуавтоматом ПДГ-508, сварочной проволокой Св081Г2С, диаметром 1.6мм.

Аналогично производят сварку второй плоскости фермы.

Собранные плоскости  фермы замаркировываются и предъявляются  ОТК для контроля. ОТК контролирует правильность сборки, углы между раскосами  и поясами, геометрические размеры согласно чертежу. После контроля ОТК, плоскости фермы, закрепленные на стеллажах, подаются и закрепляются на двухстоечный кантователь, один из стеллажей, предварительно зажатый прижимами с электромагнитами, кантуется на 180⁰.

Сборка пространственной фермы.

После закрепления стеллажей  на кантователе производится сборка на прихватках пространственных раскосов фермы. Сборка осуществляется с применением специальных приспособлений для обеспечения точного и жесткого прижима раскосов к плоскостям фермы. Прижимы снабжены специальными технологическими прорезами, которые позволяют исключить разметку при сборке фермы. Приспособление оборудовано двумя электромагнитами для жесткой сцепки с плоскостями фермы. После установки раскосов в приспособление и самого приспособления между плоскостями фермы, включают его электромагниты и производят сварку. По окончанию, выключают электромагнит и переставляют приспособление на следующие параллельные раскосы или пояса фермы, для сварки. Сварку производят по всей плоскости фермы между параллельными поясами и раскосами. По окончании сварки одну из стоек двухстоечного кантователя отводят в сторону, предварительно сняв технологические пальцы и прикрепив конструкцию к мостовому крану.

Конструкцию транспортируют на сборочный стол и освобождают от нижнего стеллажа, затем предъявляют ОТК для контроля. ОТК контролирует правильность сборки, углы между раскосами и поясами, геометрические размеры согласно чертежу. После контроля ОТК ферма подается на кантователь, где производится общая сборка и сварка конструкции.

 

3.2.2 Расчет режимов полуавтоматической сварки в среде углекислого газа

 

Диаметр проволоки: d = 1,6 мм.

Сила тока:

I = (100 ¸ 200)*d      (4.1.)

где d – диаметр проволоки;

I = ((100 ¸ 200)*1,6 = 160 ¸320 А;

принимаем I = 300 А

 

Напряжение дуги:

U = 15 + (4¸10)d      (4.2.)

U = 15 + (4¸10)*1,6 = 21,4¸31 В;

принимаем U = 30 В.

 

Вылет электрода:

L_min = 5+5*d     (4.3.)

L_max = 10+10*d     (4.4.)

L_min = 5+5*1,6 = 13 мм;

L_max = 10+10*1,6 = 26 мм;

Принимаем L = 20 мм.

Расход углекислого газа:

R_СО2 = 1,125      (4.5.)

Р_СО2 = 1,125

= 19,5 п/мин;

где Iср = 300 А – сила тока.

 

Коэффициент наплавки:

a_Н = 11,6 (1-y/100)    (4.6.)

где y - коэффициент потерь и вычисляется по формуле:

y = 4,72 + 0,176j - 0,000448j²   (4.7.)

где j – плотность тока;

j =        (4.8.)

где I = 300 А – сила тока;

d = 1,6 мм – диаметр проволоки.

j =

= 133,54 А/мм²;

y = 4,72 + 0,17*133,54- 0,000448*133,54² = 19,43;

a_Н = 11,6 (1-19,43/100) = 2,13 г/А*ч;

 

Расстояние от среза до изделия:

L_min =  4+17*d _э/3      (4.9.)

L_max = 6+26*d _э /3     (4.10.)

где d _э – диаметр проволоки или электрода: d = 1,6 мм;

L_min =  4+17*1,6/3 = 13 мм;

L_max = 6+26*1,6/3 = 19 мм;

Принимаем L = 19 мм.

 

Эффективная мощность:

G_э = U*h*I*0,24      (4.11.)

где  U = 30 В – напряжение дуги;

h = 0,82 – КПД источника;

I = 300 А – сила тока.

g_э = 30*0,82*300*0,24 = 1771,2 кал/сек.

 

Глубина проплавления:

H_ф = 0,0165*    (4.12.)

где  К = 0,367 j^0.1925;

К = 2,4;

y_пр = 2,4 (19-0,01*300)*2*30/300 = 7,68;

 

Vсв = a_Н*J/Fнg;     (4.13.)

Где g - плотность материала,

g = 7,85 г/см³;

Fн – плотность шва; Fн = 32 мм²;

 

V_св = 12*300/32*7,85 = 14,3 м/ч

H_ф = 0,0165*

= 1,49 см = 14,9 мм.

 

Скорость подачи проволоки

V_пп = 4*2,13*300/3,14*4*7,85 = 25,9 м/ч = 25,9*0,28 = 7,3 мм/с

 

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.5.

 

Таблица 3.5. Параметры режима полуавтоматической сварки в среде углекислого газа.

 

d, мм	I, А	U, В	l, мм	RCO2	Vсв, м/ч	Vпп, м/ч	h, шт.	Ток
1,6	300	30	20	19,5	14,3	25,9 7,3 мм/с	2	Пост. ток обратной полярности

 

 

Таблица 3.6 Нормирование операций сборки сварки узла №2

 

№пп	Переходы	Кол-во повторов	Опред факторы	Табл. или  расчетная  формула	Норма времени на переход, мин	Норма времени на n-переходы, мин
	1	2	3	4	5	6
	Установка детали поз №4	12	Вес = кг	Табл	0,9	10,8
	Установка детали поз №5	14	Вес = кг	Табл	0,9	12,6
	Установка детали поз №6	2	Вес = кг	Табл	0,9	1,8
	Установка детали поз №7	2	Вес = кг	Табл	0,9	1,8
	Установка детали поз №8	14	Вес = кг	Табл	0,9	12,6
	Установка детали поз №9	14	Вес = кг	Табл	0,9	12,6
	Фиксация	4	кнопка	Табл	0,01	0,04
	Сварка	56	Lш=80,мм V=0,57м/мин	To= Lш/ V	0,14	7,84
	Снять и отвезти	2		Табл	2,3	4,6
	Установка на кантователь	2	Вес = кг		2,3	4,6
	Кантовать	1	На 1800	Табл	2,8	2,8
	Закрепление винтовым зажимом	4	Шаг резьбы=6 Ход кр-ия=5	Табл. 4.3	0,27	1,08
	Установка детали поз №10	7	Вес = кг	Табл	0,22	15,4
	Установка детали поз №11	7	Вес = кг	Табл	0,22	15,4
	Фиксация	14	кнопка	Табл	0,01	0,14
	Сварка	56	Lш=80,мм V=0,57м/мин	To= Lш/ V	0,14	7,84
	Очистка, осмотр.	14		Табл	0,4	5,6
	Раскрепление винтовым зажимом	4	Шаг резьбы=6 Ход кр-ия=5	Табл. 4.3	0,27	1,08
	Снять и отвезти	1	Вес = кг	Табл	2,4	2,4
	Lш=121,02мм V=150,1м/мин