Совершенствование технологического процесса изготовления ортотропной плиты
Введение
Значение сварочного производства очень велико. Сейчас трудно назвать
отрасль народного хозяйства, где бы ни применялся тот или иной способ сварки.
Сварка внесла коренные изменения в конструкции и технологию производства многих
изделий, позволила создать принципиально новые конструкции и получить
соединения металлов различной толщины. С применением сварки стало возможным
создание таких конструкций машин и аппаратов, которые практически нельзя было
изготовить другими способами.
Увеличение объемов дорожного строительства, рост городов, необходимость
решения ряда транспортных развязок, широкое освоение новых районов страны
требуют увеличение выпуска мостовых конструкций.
Широкое распостронение получили пролетные строения с главными балками как
из цельно перевозимых блоков, так и образуемых при монтаже, с проезжей частью
на металлических ортотропных плитах.
На производство стальных пролетных строений мостов, его организацию и
технологический процесс влияет специфика мостовых конструкций, особенности их проектирования
и монтажа. Необходимость высокой надежности и длительной эксплуатации
обусловила повышенные технические требования к проектированию, изготовлению и
монтажу пролетных строений мостов. Разнообразие мостовых переходов, требования
к городским мостам, особенности конструкций пролетных строений через большие
реки и для временных мостов, замены существующих пролетных строений, несмотря
на некоторую специализацию заводов, предопределяют малосерийный и
индивидуальный характер производства стальных конструкций мостов.
Внедрение новых конструктивных форм пролетных строений мостов, повышение
требований к их качеству и надежности, необходимость соблюдения правил охраны
труда, окружающей среды, техники безопасности, повышение уровня механизации и
заводской готовности конструкций при одновременном повышении производительности
труда и снижении себестоимости продукции требуют постоянного совершенствования
технологического процесса, оснащение заводов новым оборудованием, оснасткой и
инструментом, реконструкции отдельных цехов или целиком предприятий. То есть
необходимо решать вопросы о замене устаревшего оборудования, приобретение
нового.
В зависимости от назначения различают мосты: автодорожные,
железнодорожные, пешеходные, городские, совмещенные и специального назначения.
Мосты могут быть одно- и многопролетными. По статическим схемам главных
несущих элементов пролетные строения подразделяют на балочные, арочные и
висячие. Наибольшее распространение получили балочные мосты.
Так, в данном дипломном проекте разработана технология изготовления
ортотропной плиты являющейся частью блока главной балки моста, выбраны
необходимые для этого сварочные материалы, оборудование и спроектирован участок
по изготовлению конструкции. А так же приведено экономическое обоснование изготовления
плиты, представлены меры по охране труда и окружающей среды и предложены методы
по увеличению уровня механизации и автоматизации сварочных работ.
Для серийного производства ортотропной плиты для соединения всех
элементов применяют сварку. Так как конструкция имеет большие размеры и сложное
сечение, и поэтому сварное исполнение наиболее выгодно. При данном способе
изготовления очень высоки технико-экономические показатели комбинированных
сварных узлов данной конструкции, которые обладают требуемыми свойствами. При
этом достигается снижение трудозатрат, сокращение цикла производства
изготовления, экономия металла и более полное использование его свойств,
снижение массы конструкции и повышение ее эксплуатационной надежности.
1. Общая
часть
1.1 Описание изделия
1.1.1 Назначение и условия эксплуатации
Ортотропная плита М3, являющется частью блока главной балки моста для
автомобильной дороги Ханты-Мансийск-Нягань .
С увеличением длины пролетов в конструкциях автодорожных мостов для
уменьшения собственного веса широкое применение находит металлический настил,
одновременно служащий в качестве верхнего пояса основной несущей конструкции.
Металлический настил из плоского стального листа с продольными и поперечными
ребрами образует в горизонтальной плоскости плиту, обладающую различными
жестокостями в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которую принято
называть ортотропной.
Таким образом, в стальных пролетных строениях ортотропные плиты являются
основными несущими элементами, воспринимающими нагрузки от движения по ним
автомобильного транспорта и работающие на изгиб.
Основным свойством, определяющим надежность строительной конструкции,
является безотказность ее работы, способность сохранять заданные
эксплуатационные качества в течение определенного срока службы.
Условия обеспечения надежности заключаются в том, чтобы расчетные
значения нагрузок или вызываемых ими усилий, напряжений, деформаций,
перемещений, раскрытий трещин не превышали соответствующих им предельных
значений, устанавливаемых нормами проектирования.
То есть, при эксплуатации ортотропной плиты, большое внимание уделяют
предотвращению хрупких разрушений, что обеспечивают строгим соблюдением
действующих норм по выбору материалов, конструированию и расчету элементов
соединений, сборке, сварке и контролю сварных швов, а также противокоррозионной
защите.
Основными методами защиты конструкции от коррозии являются: применение
коррозионно-стойких сплавов, изоляция металла от внешней среды
коррозионно-стойкими материалами (лакокрасочные материалы), применение новых
конструктивных решений.
1.1.2 Конструктивное выполнение
Ортотропная плита (рисунок 1) представляет собой стальную
металлоконструкцию, выполняемую из листового проката.
Помимо продольных и поперечных ребер жесткости, к металлическому настилу
приварены две балки таврового сечения, которые, как и ребра жесткости,
воспринимают значительную часть статических и динамических нагрузок. В
результате соединенные при помощи сварки и между собой несущие элементы
образуют достаточно жесткую конструкцию.
В целом металлический настил состоит из пяти плит в ширину и двенадцати в
длину. При этом один пролет моста состоит в длину из трех ортотропных плит. С
целью исключения монтажной сварки ребра, настильные листы плит проезда между
собой и с поясами балок соединены высокопрочными болтами.
Рисунок 1 - Ортотропная плита
Ортотропная плита состоит из следующих позиций: настильного листа 1,
продольных ребер жесткости 2 и поперечных балок 3, включающих стенки с вырезами
под продольные ребра и пояса.
Сборка ортотропной плиты должна обеспечивать симметрию и взаимную
перпендикулярность ребер жесткости к плите. Для крепления конструкции на
монтаже в тавровых балках в ортотропной плите выполняют отверстия под болтовые
соединения.
Конструкция не подлежит расчленению на отдельные узлы, так как согласно
СТП 012-2000 при проектировании мостовых конструкций рекомендуется применять
блоки максимальной заводской готовности с минимальным объемом работ по
образованию соединений на монтажной площадке.
При изготовлении ортотропной плиты для соединения деталей между собой
применяются двусторонние тавровые соединения с катетом 6 и 8 мм, а также
стыковые
Такие соединения выполняются по ГОСТ 8713-79 для автоматической сварки
под слоем флюса или ГОСТ 14771-76 для полуавтоматической сварке в среде
защитных газов.
Применяемый способ сварки определяется расположением, протяженностью,
траекторией линии стыка сварного, а также степенью его ответственности по
отношению к работоспособности конструкции в целом. Наиболее ответственными
соединениями в изделии являются:
а) тавровые соединения полок главных тавровых балок со стенками;
б) тавровые соединения главных тавровых балок с металлическим настилом;
в) тавровые соединения продольных ребер жесткости с настилом;
г) стыковые соединения, выполняемые при сварке моста в целом;
1.2 Анализ заводской технологии изготовления ортотропной плиты
Изготовление ортотропной плиты М3 на Кузнецком заводе металлоконструкций
производится в соответствии с требованиями СТП 012-2000.
Для сварки конструкции на заводе существует утвержденный технологический
процесс, устанавливающий последовательность сборочно-сварочных операций,
применяемую оснастку и инструмент, оборудование, сварочные материалы, режимы
сварки и порядок наложения швов, а также операции по контролю качества.
Так, для изготовления ортотропной плиты применяют правленый листовой
прокат; резку листов производят в соответствии с картами раскроя на
газорезательной машине «Комета 3.6 К».
Сборку и сварку ортотропных плит производят на стенде из универсальных
сборочных плит по способу жесткого контурного крепления. Далее по разметке
ставят продольные ребра на прихватках по гребенке, фиксирующей их проектное
положение. Варят ребра автоматической сваркой под слоем флюса.Аналогично ставят
поперечные балки на ребристой плите. Приваривают балки к настильному листу
угловыми швами с одной стороны. Сварка механизированная в среде защитных газов.
На окончательную сборку и сварку подают готовые сборочные единицы:
ортотропную плиту с приваренными ребрами и просверленными монтажными
отверстиям; главные балки с просверленными отверстиями и приваренными ребрами с
внутренней стороны.
В процессе изготовления конструкции обязательно выполняют пооперационный
контроль всех сварных швов внешним осмотром.
Для автоматической сварки под флюсом применяют сварочный трактор
АДФ-1002; источник питания ВДМ-1601; проволока СВ-10НМА и Св-08А; флюс АН-47 и
АН-60. Для сварки в защитных газах - полуавтомат ПДГ-508; источник ВСУ-600;
сварочная проволока СВ-08Г2С; смесь газов 80%Ar+20%CO2.
При изготовлении ортотропных плит вызывает затруднение обеспечение
заданных зазоров под сварку между продольными и поперечными ребрами жесткости
(одна сторона каждого выреза в стенке поперечного ребра должна быть приварена к
продольному ребру). На величину зазора, в основном, влияют: точность установки
продольных ребер жесткости, точность шаблонов или копир-чертежей для вырезки
стенок поперечных ребер газо-режущими машинами, деформации стенок от газовой
резки. В результате наложения отклонений зазоры между продольными и стенками
поперечных ребер жесткости иногда достигают 5-10 мм, что недопустимо. Поэтому
необходимо при изготовлении деталей конструкции повышать точность вырезки, как
стенок поперечных ребер жесткости, так и всех деталей в цело, учитывать и
предотвращать их деформацию от резки.При таких условиях изготовления детали
изделия целесообразно в проектируемом цехе, так как на месте легче следить за
качеством и точность изготовления деталей, и при необходимости, вносить
коррективы в процесс их изготовления.
Изучив технологию сварки и оборудование, применяемое на КЗМ для
изготовления ортотропной плиты, можно выявить некоторые недостатки:
необходимо заменить ручную дуговую сварку, которой осуществляются
прихватки,
усовершенствовать сборочно-сварочное оборудование для установки и сварки
ребер жесткости,
для повышения уровня механизации необходимо усовершенствовать кондуктор
для сборки ребер жесткости,
применение современного сварочного оборудования.
Таким образом, при анализе технологии и оборудования вытекают следующие
задачи, которые необходимо решить в проекте:
1. Повысить уровень механизации и автоматизации сборочно-сварочных работ.
2. Повысить качество изготавливаемой конструкции и
производительность труда за счет усовершенствования оборудования и
технологического процесса.
2. Специальная часть
2.1 Выбор и обоснование основного металла
Условия работы и эксплуатации изделия непосредственно влияют на выбор
основного металла. Так, для изготовления стальных конструкций мостов, к которым
относится ортотропная плита, применяют прокат по ГОСТ 6713-91. Это стали марок
15ХСНД, 10ХСНД, а также 15ХСНДА, 10ХСНДА 2-й и 3-й категорий 1-го и 2-го
классов ТУ 14-1-5120-92.
Существенное влияние при выборе материала и марок стали имеют
климатические условия. Если наименьшие температуры выше -40 оС, то к
металлу не предъявляют специальных требований по хладноломкости (категория 0).
При наименьших температурах ниже -40 или -50 оС материал должен
иметь устанавливаемую нормами хладноломкость (категория 1,2 или 3) Для
пролетных строений (ортотропной плиты М3) северного исполнения допускается
применять прокат из стали марок 15ХСНДА, 10ХСНДА, 10Г2СД, 09Г2СД, 09Г2С, 09Г2,
14Г2.
Химический состав сталей в процентном содержании представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Химический состав сталей по ГОСТ 6713-91, в процентном
содержании [3]
|
Марка стали
|
С
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Cu
|
Ni
|
P
|
S
|
|
|
|
|
|
|
|
Не более
|
|
15ХСНД
|
0.12-0.18
|
0.4-0.7
|
0.4- 0.7
|
0.6- 0.9
|
0.2- 0.4
|
0.3- 0.6
|
0.035
|
0.035
|
|
16Д
|
0.1-0.18
|
0.12-0.25
|
0.4-0.7
|
До 0.3
|
0.2-0.35
|
До 0.3
|
0.035
|
0.04
|
|
10ХСНД
|
До 0.12
|
0.8-1.1
|
0.5-0.8
|
0.6-0.9
|
0.4-0.6
|
0.5-0.8
|
|
|
В сталях для конструкций ортотропных плит содержание углерода составляет
0.1-0.25 %. При таком его количестве сталь хорошо поддается механической
обработке, обладает вязкостью, пластичностью и способностью свариваться.
Увеличение содержания углерода повышает прочность и предел текучести стали, но
делает ее более хрупкой, ухудшает свариваемость и увеличивает трудоемкость
механической обработки.
Сера и фосфор являются вредными примесями стали. Сера образует в расплаве
сульфид железа, который имеет меньшую, чем сталь, температуру плавления (1193 оС)
и при нагреве до светло красного каления нарушает межкристаллитную связь между
зернами сплава, в результате чего сталь теряет прочность и образует трещины при
остывании после сварки. Фосфор растворяется в железе. Он резко снижает ударную
вязкость, особенно при отрицательных температурах. Поэтому ГОСТ 6713-91
ограничивает содержание серы и фосфора в сталях марок 10ХСНД и 15ХСНД: для
конструкций обычного исполнения не более 0.035%, а для конструкций северного
исполнения- серы не более 0.03%, а фосфора- не более 0.025%.
С целью уменьшения количества газовых пузырей, образуемых окисью
углерода, применяют раскислители и успокоители (Si, Mn, Ti), которые отбирают
кислород, образуя твердые невредные окислы и непосредственно связывают CО,
образуя нитриды, гидриды, карбониты. Также наличие Mn повышает ударную вязкость
и хладноломкость, обеспечивая удовлетворительную свариваемость. Введение в
сталь небольшого количества меди (Cu =0.3-0.4 % ) повышает стойкость стали
против коррозии в атмосферной и морской воде. Свойства проката и стали должен
соответствовать нормам (таблица 2).
Таблица 2-
Механические свойства стали 15ХСНД [2]
|
Марка стали
|
σв, МПа
|
σт, Мпа
|
δ5 , %
|
КСU, Дж/см2
при температуре, оС
|
|
|
|
|
+20
|
-20
|
-40
|
-60
|
|
Не менее
|
|
15ХСНД
|
490-680
|
345-400
|
20
|
30
|
30-40
|
30
|
30
|
|
10ХСНД
|
530-670
|
400
|
20
|
30
|
30
|
-
|
30
|
|
16Д
|
370-510
|
215-235
|
26
|
34
|
34
|
-
|
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прокат для конструкций ортотропных плит северного исполнения испытывают
на изгиб при нормальной температуре в соответствии с ГОСТ 5521-86 на широком
образце. Структура проката на излом должна быть однородной и не иметь видимых
невооруженным глазом следов гармошки, трещин и пузырей вздутия. В изломе не
допускаются волосовины и мелкие расслоения.
Рассмотрев свойства сталей для мостостроения, а также учитывая
климатические условия работы, считаю целесообразным изготовление ортотропной
плиты М3 для автомомильной дороги Ханты-Мансийск-Нягань для моста
протяженностью 29 км производить из низкоуглеродистой низколегированной стали
марки 15ХСНДА в соответствии с СТП012-2000.
Эта сталь предназначена для конструкций северного исполнения, работающих
при температурах от -40 до -50 оС. Обладает удовлетворительной
свариваемостью, достаточной хладноломкостью, не склона к охрупчиванию, имеет
высокие механические свойства.[1]
2.2 Выбор и обоснование технологических процессов
При разработке технологического процесса производства конструкции
устанавливают наиболее рациональную последовательность выполнения операций из
расчета обеспечения требуемого качества деталей при наименьших трудоемкости и
объеме транспортных работ. Производят расчленение изделия на отдельные
сборочные элементы. Правильное расчленение позволит существенно упростить
технологический процесс, сократить производственный цикл за счет расширения
фронта работ при изготовлении сборочных единиц на параллельных технологических
линиях, даст возможность более эффективно использовать средства механизации и
автоматизации.
При разработке технологического процесса ортотропной плиты можно выделить
три сборочные единицы: это настильный лист, поперечные и продольные ребра
жесткости. Поперечные ребра представлены в виде половины двутавровой балки, то
есть стенки и одной полки.
2.2.1 Заготовительные операции
Важнейшим этапом технологического процесса изготовления сварной
конструкции являются заготовительные работы.
При изготовлении ортотроной плиты к заготовительным операциям относят
следующие: правку листового проката, разметку, раскрой проката, обработку
кромок и торцов деталей, предварительную очистку поверхности от загрязнений,
образование отверстий.
Правка
Прокат, поступающий для изготовления конструкций, кроме деформаций
связанных с прокаткой и неравномерным остыванием также деформируется при
транспортировании и складировании. Поэтому весь поступающий для изготовления
ортотропных плит прокат должен быть выправлен. Для выполнения этой операции на
заводе устанавливают правильное оборудование, используемое лишь с небольшой
нагрузкой.
Очистка стали
Применяют два основных способа очистки поверхности проката: химический и
механический. [4]
Химический метод очистки стального проката вреден для работающих, требует
дорогих очистных сооружений, поэтому более целесообразно для изготовления ортотопной
плиты применять механический метод очистки.
Наиболее рациональным способом очистки поверхности проката является
дробеметный. Сущность дробеметной очистки заключается в том, что на поверхность
проката, подлежащего очистки, лопатками колеса дробеметного аппарата с большой
скоростью выбрасывается дробь. Прокат, перемещаясь по рольгангу, проходит через
веерную струю дроби, которая очищает его поверхность.
Жировые загрязнения и консервационные смазки на прокате удаляются
растворителями или моющими средствами перед дробеметной очисткой.
Разметка и наметка
Размер и количество деталей, характер последующих технологических
операций, количество резов на ножницах определяют рациональность применения
разметки или наметки контура, безнаметочной резки в упор или по шаблону.
Контуры нескольких одинаковых листов деталей размечают; с увеличением числа
деталей, усложнением конфигураций и уменьшением размеров становится
целесообразным от разметки переходить к наметке, затем к газовой резке по
программе, а при простой конфигурации - к механической резке по упору. При
разметке деталей необходимо учитывать припуски на резку, механическую обработку
и усадку от сварки.[1]
Термическая резка
Для изготовления ортотропной плиты наиболее целесообразно применять
газокислородную резку с использованием машин с программным управлением.
Кислородная резка основана на способности ряда металлов гореть в струе чистого
кислорода при нагревании до температуры, близкой к температуре плавления.
Для вырезки деталей сложной конфигурации, а также требующих высокую
точность изготовления, применяют машины с числовым программным управлением
(УЧПУ). Такие машины обеспечивают высокую степень автоматизации процесса резки
и составления карт раскроя металла.
Строгание, фрезерование, обработка кромок.
Строгание и фрезерование деталей мостовых конструкций (ортотропной плиты)
выполняют для обеспечения заданных предельных отклонений по геометрическим
размерам, удаление зон с измененной структурой кромок после механической или
газовой резки, подготовки кромок под сварку, обеспечение передачи заданных
усилий плотным касанием деталей, а также для устранения отдельных выхватов или
других дефектов резки. Строгание и фрезерование по плоскости листов выполняют в
основном для обеспечения плавного перехода от одной толщины металла к другой
при дальнейшем стыковании деталей на сварке и для переходов по толщине в
накладных компенсаторах.[1]
Образование отверстий
Отверстия для болтовых и фрикционных соединений образуют сверлением, реже
расточкой, механической вырезкой. Сверление отверстий производят на сверлильных
станках специальным инструментом - спиральным сверлом. Станок сообщает сверлу
вращательное и поступательное движение, в результате которого рабочая часть
сверла образует отверстие в металле[2].
Сборочные операции
Технология сборки определяется типом производства и особенностью
конструкции. По технологическому процессу изготовление ортотропной плиты
возможна сборка с постановкой всех деталей и затем сварка, сборка и сварка
части конструкции с последующим присоединением к ней дополнительных сборочных
деталей, сборка и сварка отдельных узлов и соединение их между собой. При
сборке ортотроной плиты наиболее рациональным является последний способ, так
как можно собирать одновременно несколько узлов: настильный лист, продольные и
поперечные ребра в виде половины двутавра.
Сборочное оборудование должно обеспечивать плотное прижатие деталей при
сборке и сохранение заданной геометрической формы при перемещении и кантовке.
Так, для сборки ортотропной плиты с ребрами жесткости наиболее целесообразно
применение специальных кондукторов. Сборочный кондуктор представляет собой
приспособление, обеспечивающее при помощи фиксирующих и прижимных устройств
установку деталей конструкции в требуемое по технологическому процессу положение.
В кондукторах производят сборку на прихватках, а также установку к деталям по
концам соединений выводных планок. Кроме того для сборки ортотропной плиты
применяют различный инвентарный инструмент, который включает скребки, молотки и
кувалды, ломики, клинья, струбцины, зажимы, домкраты, стяжки.
2.2.3 Сварочные операции
Основным способом сварки ортотропной плиты является электрическая дуговая
сварка.[1,136] При изготовлении ееа возможно использование следующих ее видов:
·
ручная дуговая
сварка покрытыми электродами;
·
механизированная
сварка в среде защитных газов;
·
автоматическая
сварка под слоем флюса.
Сущность процесса заключается в том, что кромки свариваемых деталей и
присадочный металл расплавляются электрической дугой и образуют сварочную
ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии, затем
затвердевает и кристаллизуется, обеспечивая неразъемное соединение между не
расплавленными зонами свариваемых деталей. Дуговую сварку можно производить
плавящимся и не плавящимся электродом. Сварка металлическим плавящимся
электродом - наиболее распространенный способ. При сварке под флюсом дуга горит
между голым металлическим электродом и изделием. Передвижение дуги вдоль шва
осуществляется автоматически (автоматическая сварка) или вручную (полуавтоматическая
сварка).
При сварке из низколегированных сталей в зоне термического влияния могут
существенно меняться структура и механические свойства металла (рост зерна,
образование закалочных структур). В этих случаях металл в околошовной зоне становится
более твердым и менее пластичным.
Отрицательные температуры вызывают снижение пластических свойств стали,
вследствие чего, ограничивают температуру воздуха, при которой сварку можно
производить без подогрева. При этом сварку конструкции предусмотрено выполнять
в отапливаемых цехах.
Конструкция имеет протяженные угловые, тавровые, стыковые швы,
труднодоступные относительно короткие угловые швы, при сборке отдельных
элементов имеется необходимость выполнения прихваток.
Для выполнения прихваток, коротких труднодоступных швов возможно
применение ручной дуговой сварки или механизированной в среде защитного газа.
Сущность механизированной сварки в защитных газах заключается в том, что
перемещение электродной проволоки вдоль шва производится вручную, а подача ее и
защитного газа в зону горения дуги механизирована. [1] Благодаря чему
обеспечивается стабильность параметров режима сварки. Механизированный способ
сварки по сравнению с ручным обладает большей маневренностью. Кроме того
преимуществами полуавтоматической сварки в среде защитных газов являются более
лучшая защита сварочной ванны, а также сокращение затрат на зачистку швов от
брызг.
Таким образом, для изготовления ортотропной плиты применяют
преимущественно электродуговую автоматическую сварку под флюсом. Допускается
также применение механизированной сварки под флюсом и в защитных газах (в
углекислом газе или в смеси углекислого газа с аргоном).
2.3
Выбор и обоснование сварочных материалов
Применяемые для сварки материалы классифицируют: на непосредственно
участвующие в образовании сварного соединения, в частности металла шва
(плавящиеся электроды и сварочная проволока, присадочные материалы, в меньшей
степени - флюсы и активные газы); непосредственно не участвующие в образовании
металла шва (неплавящиеся электроды, инертные защитные газы и т.п.). Основным
требованием к материалам для сварки является обеспечение при оптимальных
режимах сварного соединения, которое бы по своим эксплуатационным
характеристикам не уступало основному металлу. Это достигают применением
специальной сварочной проволоки, флюса, металла электродов, обмазок,
обеспечивающих стабильность дуги, легирование металла шва, защиту
расплавленного металла от доступа воздуха и его раскисления.
Для автоматической сварки ортотропной плиты под флюсом применяют
проволоку диаметром 3-5 мм, для механизированной сварки - диаметром 1.6-2 мм,
для механизированной сварки в углекислом газе - проволоку сплошного сечения
диаметром 0.8-2 мм (в основном 1.4-1.6 мм). Углекислый газ для сварки
соответствует первому или второму сорту по ГОСТ 8050-85.
Очищенную и намотанную в кассеты сварочную проволоку хранят в сухом
помещении при положительной температуре.
Флюс поставляется на завод по ГОСТ 9087-81 или ТУ заводов изготовителей,
хранится в упаковке поставщика в сухом отапливаемом помещении или в специальной
закрытой таре.
Для сварки ортотропной плиты наиболее широкое применение получили флюсы
мелкой и нормальной грануляции марок АН-348-А, АН-47, ОСЦ-45 и нормальной
грануляции АН-22 с химическим составом по ГОСТ-9087-81 (таблица 3).
Таблица 3 -
Химический состав флюсов [18]
|
Марка флюса
|
Химический состав, % не
более
|
|
SiO2
|
MnO
|
CaF2
|
MgO
|
CaO
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
S
|
Р
|
|
АН-348-А
|
41-44
|
34-38
|
4-6
|
5-7.5
|
6.5
|
4.5
|
2.0
|
0.15
|
0.12
|
|
ОСЦ-45
|
38-44
|
38-44
|
6-9
|
23
|
6.5
|
6
|
2
|
0.12
|
0.14
|
|
АН-22
|
18-22
|
7-9
|
20-24
|
12-15
|
12-15
|
19-23
|
-
|
0.05
|
0.05
|
|
АН-47
|
28-32
|
14-18
|
9-13
|
6.6-10
|
13-17
|
-
|
-
|
0.05
|
0.08
|
Для изготовления ортотропной плиты выбираем флюс марки АН-348 А. Флюс
АН-348 А является окисленным флюсом, содержащим в основном окислы MnO и SiO2.
Чем больше во флюсе содержится MnO и SiO2, тем сильнее он
может легировать металл Mn и Si, но и одновременно тем сильнее он окисляет
металл. Поэтому данный флюс часто применяют для сварки низколегированных
сталей.
Для автоматической сварки под слоем флюса рекомендуется использовать
сварочные проволоки марок СВ-08ГА, СВ-10Г2, СВ-10НМА, СВ-08А. А для
полуавтоматической сварки в защитных газах - проволоку марок СВ-08Г2С, СВ-08ГС,
СВ-08ХГ2С [19]. Химический состав проволок приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Химический состав проволок.
|
Марка проволоки
|
С , не более
|
Mn
|
Si, не более
|
Сr, не более
|
Ni, не более
|
S, не более
|
P, не более
|
|
СВ-10Г2
|
0.12
|
1.5-1.9
|
0.06
|
0.2
|
0.3
|
0.03
|
0.03
|
|
Св-08А
|
0.1
|
0.35-0.6
|
0.03
|
0.12
|
0.25
|
0.03
|
0.03
|
|
СВ-08ГА
|
0.1
|
0.8-1.1
|
0.03
|
0.1
|
0.25
|
0.025
|
0.03
|
|
СВ-08Г2С
|
0.05-0.11
|
1.8-2.1
|
0.7-0.95
|
0.2
|
0.25
|
0.025
|
0.03
|
|
СВ-08ГС
|
0.1
|
1.4-1.7
|
0.85
|
0.2
|
0.25
|
0.025
|
0.03
|
|
СВ-08ХГ2С
|
0.11
|
1.7-2.1
|
0.95
|
1.0
|
0.25
|
0.025
|
0.03
|
Для сварки под флюсом выбираем проволоку марки СВ-08ГА. Выбор обусловлен
достаточным содержанием легирующих элементов, позволяющих в сочетании с флюсом
АН-348-А получить металл шва с механическими свойствами, равными или
превышающими механическими свойствами основного металла.
Для сварки в защитных газах выбираем проволоку СВ-08Г2С. При сварке в
защитном газе химический состав и свойства металла шва определяются в первую
очередь составом электродной проволоки. Как видно из таблицы 4 проволока
содержит большое количество элементов - раскислителей по сравнению с другими
рассмотренными сварочными проволоками, а именно кремния и марганца,
способствующих удалению избыточного кислорода из металла шва. Применение данной
марки проволоки обеспечивает получение качественных плотных швов.
При механизированной сварке в защитных газах выбираем газовую смесь
Ar+20% СO2.
Аргон (Аr) - негорючий и невзрывоопасный газ
без цвета и запаха, плотностью при нормальных условиях (20 оС и
101,3 кПа) 1.66 кг/м3. Газ выпускают по ГОСТ 10157-79. Получают
аргон из атмосферного воздуха. В зависимости от содержания примесей аргон
выпускают двух сортов: высшего не менее 99.992 % (об.) Аr и первого не менее 99.987 % (об.) Аr. Хранят и транспортируют
газообразный аргон в стальных баллонах под давлением. 15 МПа.
Углекислый газ (СО2) в нормальных условиях представляет собой
бесцветный газ без запаха плотностью 1.839 кг/м3. Получают СО2
из отходящих газов при производстве аммиака, спиртов, нефтепереработки, а также
на базе специального сжигания топлива. Выпускают СО2 по ГОСТ
8050-76. В зависимости от применения СО2 выпускают трех марок:
пищевой, технической, сварочной - не менее 99.5 % (об.) СО2. Хранят
и транспортируют в виде жидкого газа в баллонах под давлением 490-588 МПа.
Смесь газов Аr+СО2
имеет ряд преимуществ:
·
по сравнению со
сваркой в чистом СО2 сварка в смеси имеет минимальное разбрызгивание
электродного металла (2-3 %);
·
обеспечивается
качественное формирование швов с плавным переходом к основному металлу;
- при сварке в чистом СО2 сложно обеспечить струйный перенос,
а при добавке аргона обеспечивается поверхностное натяжение жидкого металла
раставляемой электродной проволоки и снижение критического тока перехода от
крупнокапельного к струйному [18,19].
Применение смеси аргона содержащей 20-25% СО2 является
наиболее рациональным. Так как при содержании в смеси более 85% Аr в сварных швах возможно появления
пор, при содержании менее 70% Аr -
процесс сварки протекает также, как и при сварке в чистом СО2.
2.4 Расчет или выбор режима сварки
Режимы сварки должны назначаться по утвержденным в установленном порядке
заводским нормам с учетом требований СТП 012-2000 в зависимости от класса
прочности и марки стали, толщины металла, параметров разделки кромок и способов
сварки, указанных в чертежах.
Режимы сварки следует рассчитывать и назначать после их практической
проверки, выполняемой, как правило, специализированными организациями с учетом
обеспечения сварных соединений следующими механическими свойствами:
. Минимальные значения предела текучести и временного сопротивления не
должны быть ниже их значений для основного металла по соответствующим ГОСТ или
ТУ.
. Максимальное значение твердости металла шва и околошовной зоны должны
быть не более 350 единиц (HV).
. Минимальное значение ударной вязкости KCV при расчетной отрицательной
температуре для стыковых соединений должно быть не менее 29 Дж/см2 [2].
Элементы изготавливаемой конструкции образуют между собой стыковые,
тавровые и угловых соединения.
Расчет режимов сварки ведется в соответствии с рекомендациями [8,9].
Методика расчета справедлива для стыковых, тавровых и угловых соединений, при
использовании способов механизированной сварки в защитных газах и
автоматической сварки под слоем флюса. Конструктивные элементы подготовки
кромок под сварку и размеры выполняемых швов принимаются согласно стандартам
ГОСТ 8713-79 и ГОСТ 14771-76. Параметры режима сварки и размеры швов
справедливы применительно к сварке основного металла типа углеродистых и
низколегированных сталей при использовании углеродистых и низколегированных
проволок сплошного сечения.
2.4.1 Расчет параметров режима и размеров угловых швов при
механизированной сварке в среде защитного газа
Подготовка кромок свариваемых деталей в соответствии с ГОСТ 14771-76,
сварное соединение Т3, рисунок 2.
Рисунок 2 - Подготовка кромок свариваемых деталей
. При выборе диаметра электродной проволоки необходимо иметь ввиду, что
швы с катетом к=6 мм получаются проволокой диаметром не более 2 мм. Исходя из
этого dэ=2 мм.
При диаметре электродной проволоки dэ=2 мм, допустимая плотность тока: jдоп=100 А/мм2.
. По допустимой плотности тока jдоп =100
А/мм2 и выбранного диаметра электрода dэ=2 мм, рассчитываем сварочный ток:
, А
А.
.
Площадь поперечного сечения наплавленного металла Fн находится по формуле:
, мм2
мм2.
4.
Определяем скорость сварки по формуле:
, м/ч
В
зависимости от соотношения тока и скорости сварки могут быть получены выпуклые,
плоские и вогнутые швы.
Критический
ток Iкр, при
котором получаются швы с плоской поверхностью может быть найден из зависимости:
, А
.
где
I0 -
условный критический ток, для механизированной сварке I0=350А;
m - коэффициент
зависящий от диаметра электрода, при dэ=2 мм m=2 Ач/м,
Таким
образом, форма шва вогнутая, так как Iсв < Iкр.
.
Определяем напряжение на дуге по формуле:
,В
.
. Определяем коэффициент формы провара ψпр по формуле:
,
где к’ - коэффициент, зависящий от рода тока и полярности;
.
.
Определяем погонную энергию по формуле:
;
где
vсв -
скорость сварки, см/с; ηи -
коэффициент полезного действия, ηи=90% при
механизированной сварке в среде защитных газов,
, Дж/см.
. Определяем глубину провара Н по формуле:
;
где
А=0,081 коэффициент при сварке углеродистых и низколегированных сталей при
механизированной сварке в среде защитного газа проволокой Св-08Г2С; qп
- погонная энергия, Дж /см; ψпр -
коэффициент формы провара,
.
.
Определяем основные размеры шва:
, мм
.
,мм
.
.
Определяем общую высоту шва С:
С=Н+q, мм
С=5+1,8=6,8мм.
Н0’=С+q’, мм
где q’ - высота заполнения разделки.
При отсутствии зазора (в=0) и α=900 поучим:
, мм
4,2
.
Зная глубину проплавления Н0’ можно определить глубину проплавления
вертикальной стенки:
Sв=(0,8…1,0)Н0, мм
Sв=0,9×
11=9,9мм.
Таблица 5 - Режимы и размеры угловых швов, при механизированной сварки в
среде защитного газа ребер жесткости
|
dэ, мм
|
Iсв,
мм
|
Uд, В
|
Fн,
мм2
|
H, мм
|
e, мм
|
q, мм
|
С, мм
|
|
2
|
315
|
30
|
18
|
5
|
13
|
1,8
|
6,8
|
2.4.2 Расчет параметров режима и размеров стыкового шва при
автоматической сварке под флюсом
Рисунок
4 - Подготовка кромок свариваемых деталей
Расчет
режимов автоматической сварки под слоем флюса двухсторонних бесскосных
соединений встык (рисунок 4).
.1
Устанавливаем глубину провара при сварке с одной стороны Н1, мм
, мм
мм
.2
Выбираем диаметр электродной проволоки. Для автоматической сварки под слоем
флюса при толщине 12 мм применяется проволока диаметром: dэ=4 мм
1.3 Определяем ориентировочную величину сварочного тока, обеспечивающего
проплавление Н1=6 мм, по формуле
, А
где
Кп - коэффициент пропорциональности, определяемый по таблице 1 /
метод указ стык/.
Согласно
этой таблице для сварки под флюсом АН-348А Кп=1,1.
А.
Плотность
тока в электроде jэ,
рассчитывается по формуле
, А/мм
А/мм,
данная
величина соответствует допустимой плотности тока для электрода диаметром 4 мм.
.4
Устанавливаем скорость сварки vсв исходя
из того, что геометрическое подобие сварочных ванн сохраняется, если 
, откуда
, м/ч
где
А - постоянная величина при dэ=4 мм,
А=(16-20)103 Амч-1
.5
Определяем напряжение на дуге Uд по
формуле
, В
где
Iсв, dэ - найденные значения силы сварочного тока (А) и
диаметр электрода (мм).
В.
Режимы
сварки последующих проходов рассчитываются, исходя из условий максимальной
производительности и минимального числа проходов.
Расчет
размеров и формы шва
.1
Определение действительной глубины провара, Н
;
где
А=0,0764 коэффициент при сварке углеродистых и низколегированных сталей под
слоем флюса низкоуглеродистой проволокой;
qп - погонная энергия, Дж /см;
ψпр -
коэффициент формы провара,
;
где
vсв -
скорость сварки, см/с;
ηи -
коэффициент полезного действия, ηи=90% при
автоматической сварке под флюсом,
, Дж/см.
На основании экспериментальных данных установлена следующая зависимость ψпр от основных параметров режима
сварки:
,
где
К’ - коэффициент, зависящий от рода тока и полярности;
dэ - диаметр электрода.
При
сварке на постоянном токе обратной полярности К’ определяется по формуле:
,
где
jэ -
плотность тока в электроде, А/мм2.
,
,
мм.
.2
Ширина шва находится при известной глубине провара Н и коэффициенте формы
провара ψпр:
, мм
мм.
Проведенные
расчеты режимов сварки и конструктивных размеров стыковых, угловых, тавровых
соединений приближенно совпадают со значениями рекомендованными СТП 012-2000,
следовательно, методика расчета верна.
Таким
образом, для сварки стыковых швов рекомендованы следующие режимы (таблица 7).
Таблица
7 - Режимы сварки стыковых швов для листа ортотропной плиты
|
Форма сварного шва
|
№ прохода
|
Параметры режима
|
Сварочные материалы
|
|
|
dэ, мм
|
Vэ,
м/ч
|
Vсв,
м/ч
|
Iсв,
А
|
Uд, В
|
Св.проволока
|
флюс
|
|
С
|
1 2
|
4
|
61 62
|
20 25
|
500 540
|
34 34
|
Св-08ГА
|
АН-348 А +АН-60
|
Для сварки ортотропной плиты рекомендованы следующие режимы:
1. Сварка продольных ребер жесткости
Сварочная проволока СВ-08ГА, d=2 мм, Т3-АФ-Δ6
Таблица 8 - Режимы сварки ребер жесткости.
|
Катет шва, мм
|
Диаметр эл-да
|
Параметры режима
|
Флюс
|
|
|
Iсв , А
|
Uд , В
|
Vсв , м/ч
|
Vэ , м/ч
|
|
|
6
|
2
|
300
|
28
|
26
|
150
|
АН-348 А+АН-60
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Сварка поперечных ребер жесткости:
Св. проволока
СВ-08Г2С, Т3-Р (УП)-Δ6
Таблица 9 - Режимы сварки ребер жесткости.
|
Катет шва, мм
|
Диаметр эл-да
|
Параметры режима
|
|
|
Iсв , А
|
Uд , В
|
Vсв , м/ч
|
Vэл , м/ч
|
|
6
|
2
|
300
|
30
|
20
|
160
|
2.5 Выбор и обоснование технологического оборудования
.5.1 Заготовительное оборудование
Оборудование для правки
Листовой прокат, подаваемый в обработку, выправляется на листоправильной
машине UBR 9х2500. При настройке листоправильной машины следует соблюдать
пределы допустимости правки в холодном состоянии - минимально допустимый радиус
кривизны r <=50*S и максимально допустимый прогиб F <= L2/400*S,
где S- толщина листа, L- длина деформируемой части. Технические характеристики
машины приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Технические характеристики листоправильной девяти валковой
машины UBR 9х2500 [4]
|
Параметры
|
Значение
|
|
Размеры выправляемого
листа, мм Толщина Наибольшая ширина Число правильных валков Диаметр
правильных валков, мм Шаг правильных валков, мм Мощность электродвигателей
привода вращения валиков, кВт Подъема, опускания верхних валиков, кВт Подъема
направляющих валиков, кВт Габаритные размеры, мм (ДхШхВ) Масса, кг
|
12-30 3000 9 500 510 125х2
22 3.5х2 14380х6015х7650х424 424
|
Следует соблюдать следующий порядок правки на листоправильных вальцах:
. Укладывают деформированный лист на подающий рольганг;
. Измеряют деформацию листа;
. Устанавливают режимы правки и пропускают лист через листоправильную
машину;
. Измеряют деформации;
. Корректируют режимы правки и обратным ходом лист пропускают через
листоправильную машину[2].
Скорость правки листов толщиной 10-20 мм и шириной 1500-2500 мм на
листоправильной машине устанавливают в пределах 0.1-0.15 м/с, а листов толщиной
20-50 мм, шириной 2500-4000 мм, 0.06-0.1 м/с.
Оборудование для подготовки кромок
Для обработки кромок свариваемых элементов с целью получения необходимой
геометрической формы, а также обеспечения необходимых размеров заготовок и
удаления слоя металла с измененными в результате термической резки структурой и
свойствами, используется кромкострогательный и торцефрезерный станок.
Технические характеристики станков приведены в таблицах 12 и 13.
Таблица 12 - Технические характеристики кромкострогательного станка 7806
[20]
|
Параметры
|
Значения
|
|
Длина обрабатываемой
поверхности, мм Толщина пакета листов, мм Размеры стола (ДхШ), мм Ход каретки
с суппортами, мм Скорость резания, м/мин Скорость установленного
перемещения, м/мин Габаритные размеры (ВхШхД), мм Масса, т
|
6000 200 6360х770 6600 4-40
4 2600х3480х11070 28
|
Таблица 13-Технические характеристики торцефрезерного станка ТФС-4 [20]
|
Параметры
|
Значение
|
|
Размеры обрабатываемого
торца (ВхШ), мм Диаметр фрезерной головки, мм Осевое перемещение шпинделя, мм
Скорость резания, м/мин Подача вертикальная и горизонтальная, мм Мощность
электродвигателя, кВт Фрезерной головки Скорость установленного перемещения,
мм/мин Габаритные размеры (ДхШхВ), мм Масса, т
|
1200х3600 250 141
163,202,260 233 10 4.5; 5.5 1210 6920х2700х3815 17.4
|
Оборудование для очистки стали
Очистку применяют для удаления с поверхности металла средств консервации,
загрязнений, ржавчины, окалины, заусенцев, грата и шлака. Производят очистку
стали на специальной дробеметной установке. Технические характеристики
установки приведены в таблице 14.
Таблица 14 - Технические характеристики дробеметной установки [4]
|
Параметры
|
Значение
|
|
Производительность, кг/мин
Мощность электродвигателя, кВт Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота
Масса, кг
|
400 40 1170 1100 760 590
|
Для дробеметной очистки проката применяют литую дробь ДСЛ по ГОСТ 1964-81
размером 0.6-0.9 мм для углеродистых и 0.8-1.2 мм для низколегированных сталей.
Допускается применение колотой дроби марки ДСК по тому же стандарту и тех же
размеров, что и литая.
Рекомендованные режимы дробеметной очистки стального проката приведены в
таблице 15.
Таблица 15 - Режимы дробеметной очистки стального проката [2]
|
Толщина листа
|
6-10
|
12-14
|
16-20
|
25-30
|
32-40
|
45
|
|
Скорость очистки, м/мин
|
3.5
|
3
|
2.5
|
2
|
1.5
|
1
|
Оборудование для образования отверстий
Отверстия в мостовых балках с болтовыми и фрикционными соединениями
образуют сверлением. Для этого используют радиально-сверлильный станок. Перед
сверловкой устанавливают в яму блок, сверху устанавливают накладкой кондуктор и
закрепляют. Затем надвигают сверлильный портал и по кондуктору сверлят
отверстия в стенке балки, затем происходит кантовка на 900 и сверлят
отверстия по кондуктору в полках балки. Не допускается прогиб деталей во время
сверления. Просверленные отверстия согласно СТП 012-2000 должны иметь
цилиндрическую форму.
Оборудование для термической резки
Для изготовления ортотропной плиты целесообразно применять
газокислородную резку с использованием машин с программным управлением.
Для вырезки деталей сложной конфигурации, а также требующих высокую
точность изготовления, применяют машины с числовым программным управлением
(УЧПУ).
Такие машины обеспечивают высокую степень автоматизации процесса резки и
составления карт раскроя металла.
Так, для термической резки деталей блока главных балок моста применяем
машину «Комета 3.6 К» (рисунок ). Эта высокоавтоматизированная портальная
машина предназначена для точного фигурного раскроя листового низкоуглеродистого
проката термическим способом. Управление машиной осуществляется УЧПУ «СNC 4000» на базе РС «Pentium».
Характерные особенности машины:
·
широкий диапазон
скоростей перемещения резака;
·
устойчивая работа
системы управления при включении плазменного источника большой мощности;
·
полная
автоматизация процесса резки под управлением системы ЧПУ со специализированным
программным обеспечением;
·
большой диапазон
толщины разрезаемых листов;
·
надежная и
компактная система электроавтоматики.
Технические характеристики машины приведены в таблице 16.
Таблица 16 - Технические характеристики машины «Комета 3.6 К»
|
Наименование параметров
|
Нормы
|
|
Размеры обрабатываемых
листов, мм длина ширина Толщина при резке 4 резаками, мм Толщина при резке 2
резаками, мм Точность реза, мм Стабилизация резака на высоте, мм Скорость
перемещения резаков, м/с наибольшая наименьшая Потребляемая мощность, кВт
Количество резаков, шт Масса машины, кг Габариты, мм Минимальный допустимый
диаметр, мм Скорость подъема и опускания резака, мм/мин Число рабочих позиций
разрезаемого листа Напряжение, В Частота, Гц
|
12000 3600 3-100 3-160 0.5
3 0.2 0.00083 3.5 4 6500 20600х7000х3000 50 1500 2 380 50+0.1
|
Рисунок 5 - Схема высокоавтоматизированной портальной машины “Комета
3.6К”
2.5.2 Сборочное оборудование
Стенд для сборки ортотропной плиты
Изготовления ортотропных плит происходит в специальном кондукторе
Н-372-00 (рисунок 6).
Рисунок 6 - Схема кондуктора для сборки ортотропной плиты
Кондуктор состоит из сборочного портала 1, привода портала 2, постели
кондуктора 4.[1] Применение кондуктора сокращает трудоемкость работ, позволяет
отказаться от правки плит после сварки, что в свою очередь, не только
обеспечивает экономию труда, но и повышает точность геометрических размеров
листов плит и расположения ребер жесткости.
Сборка ортотропных плит в кондукторе выполняется в следующей
последовательности: укладывают лист на стол кондуктора с ориентацией его по
упорам; устанавливают с ориентацией по длине и ширине листа продольные ребра
жесткости, поджимают их порталом и закрепляют на прихватках. Технические
характеристики сборочного стенда приведены в таблице 18.
Таблица 18 - Технические характеристики кондуктора для сборки ортотропной
плиты
|
Параметры
|
Значение
|
|
Размеры собираемого
изделия, мм Длина Высота Ширина
|
До 13000 1500 3000
|
|
Скорость передвижения
портала, м/мин
|
36
|
|
Усилие, обеспечиваемое вертикальным
прижимом, Н
|
250
|
|
Габаритные размеры стенда,
мм Длина Ширина Высота
|
15000 4150 3000
|
|
Масса, т
|
5
|
Сборка поперечных ребер жесткости происходит по разметке на стеллаже.
Рисунок 7- Кондуктора для сборки ортотропной плиты
Общая сборка плиты, поперечных ребер и тавровых балок происходит также в
кондукторе Н-372-00 при помощи упоров, а также специальных кондукторов для
сборки ребер жесткости (рисунок 7)
Общий вид стенда для сборки двутавровых балок и кондуктора для сборки
ортотропной плиты представлены в графической части проекта (листы 2,3).
2.5.3 Сварочное оборудование
Основное сварочное оборудование
Основной объем сварных швов выполняют сварочными автоматами,
обеспечивающими возбуждение дуги, подачи сварочной проволоки в зону сварки,
поддержание устойчивого горения дуги и перемещении ее вдоль линии сварки. Из-за
значительных размеров ортотропной плиты сварочные автоматы, как правило,
транспортируют к месту сварки. Поэтому большое распостронение на заводах
получили относительно легкие и надежные в эксплуатации универсальные сварочные
тракторы ТС-17М, АДФ-1002, ТС-17Р. Тракторы предназначены для сварки металла
под слоем флюса в нижнем положении. Они могут сваривать стыковые швы с
разделкой и без разделки кромок, угловые швы наклонными электродами и
нахлесточные соединения.
Трактор представляет собой переносной сварочный автомат, передвигающийся
непосредственно по изделию или по специальным направляющим.[6] Механизм подачи
электрода и ходовой механизм приводят в движение один электродвигатель.
Универсальность трактора обеспечивает комплект сменных узлов и деталей, с
помощью которых можно настраивать трактор на сварку необходимого типа шва.
Изменение скорости подачи электрода и передвижение трактора - ступенчатое и
осуществляется при помощи сменных шестерен.
Технические характеристики автомата АДФ-1002 приведены в таблице 19.
Таблица 19 - Технические характеристики автомата АДФ - 1002 [6]
|
№
|
параметр
|
Значение
|
|
1
|
Номинальное напряжение
питающей сети частотой 50 Гц, В
|
380
|
|
2
|
Номинальный сварочный ток
при ПВ ^ 100%, А
|
1 000
|
|
3
|
Пределы регулирования
сварочного тока, А
|
200... 1000
|
|
4
|
Диаметры стальной
электродной проволоки, мм
|
3...5
|
|
5
|
Номинальная мощность
электродвигателя, кВт
|
0,55
|
|
6
|
Скорость подачи электродной
проволоки, м/ч
|
50...400
|
|
7
|
Дискретность ступенчатой
регулировки скорости подачи электродной проволоки, м/ч *
|
4
|
|
8
|
Скорость сварки, м/ч
|
14...128
|
|
9
|
Предельный угол наклона
сварочной головки в плоскости, перпендикулярной шву, град.
|
45
|
|
10
|
Емкость барабана для
проволоки, кг
|
15
|
|
11
|
Емкость бункера для флюса,
дм3
|
6,5
|
|
12
|
Габаритные размеры
трактора, мм - длина - ширина - высота
|
735х365х550
|
|
13
|
Масса трактора без
проволоки и флюса, кг, не более
|
50
|
|
14
|
Габаритные размеры блока
управления, мм.
|
410х180х350
|
|
15
|
Масса блока управления, кг,
не более
|
25
|
Так как данный автомат не совершенен имеет смысл эго переоборудовать для
увеличения производительности и удобства, что выражается в следующих действиях:
Изменить мощность двигателя до 280 Вт, что обеспечит надежность работы
всех механизмов. Улучшить изоляцию корпуса от токоведущих частей гарантирующую
электробезопасность оператора, ужесточить конструкцию передних штанг, исключающая
их прогиб при движении трактора без одного колеса, поставить датчик наличия
сварочного тока, что исключит включение двигателя без включения сварочного
источника питания.
Дополнительные удобства создадут: светоуказатель, наличие правильного
устройства для электродной проволоки, механизм корректировки положения
электрода обеспечивает его оптимальные наклон и смещение относительно шва,
замена фрикционной муфты на торцевую зубчатую в приводе заднего моста исключает
проскальзывание колес. Увеличить бункер для подачи флюса, установить
флюсоотсос.
Для полуавтоматической сварки в среде защитных газов возможно применение
следующих сварочных полуавтоматов: ПДГ-516, ПДГО-508С, ПДГ-525.
Технические характеристики полуавтоматов приведены в таблице 20.
Таблица 20 - Технические характеристики сварочных полуавтоматов
|
Полуавтомат
|
ПДГО-508С
|
ПДГ-516
|
ПДГ-525
|
|
Номинальный сварочный ток,
А
|
500
|
500
|
500
|
|
Продолжительность работы,
ПВ, %
|
60
|
60
|
60
|
|
Предел регулирования
сварочного тока, А
|
60-500
|
60-500
|
60-500
|
|
Предел регулирования
сварочного напряжения, В
|
22-46
|
22-46
|
22-46
|
|
Диаметр электродной
проволоки, мм
|
1.2-2.0
|
1.2-2.0
|
1.2-2.0
|
|
Скорость подачи проволоки,
м/ч
|
73-720
|
120-960
|
120-960
|
|
Масса подающего устройства,
кг
|
12
|
18
|
12
|
|
Количество подающих роликов
|
4
|
4
|
2
|
|
Регулировка скорости подачи
|
плавная
|
плавная
|
плавная
|
Из приведенных данных видно, что полуавтоматы имеют практически
одинаковые характеристики, но выбираем полуавтомат ПДГ-516, так как он имеет
три режима заранее настраиваемых. Это позволит быстро перестраиваться с режима
прихватки, режима сварки корня шва на основной режим.[6]
Полуавтомат ПДГ-516 предназначен для выполнения дуговой механизированной
сварки в среде защитных газов, стальным плавящимся электродом.
Полуавтомат состоит из сварочной горелки, механизма подачи электродной
проволоки, переносного пульта управления, источника питания. Полуавтомат
ПДГ-516 толкающего типа, в его состав входит переносной подающий механизм со
встроенным блоком БУСП-1, обеспечивающий плавное регулирование и стабильность подачи
электродной проволоки. В подающем механизме применено четырехроликовое
прижимное устройство для подачи как стальной, так и порошковой проволоки.
Особенностью устройства является быстрая смена подающих роликов.
Полуавтомат ПДГ-516 комплектуется горелкой ГПДГ-502.
Для сварки продольных ребер жесткости применяют сварочные головки.
Автомат предназначен для электродуговой сварки низкоуглеродистых и легированных
сталей плавящимся электродом под флюсом на постоянном токе с независимой от
параметров дуги, скоростью подачи электродной проволоки и скоростью сварки.
Плавное изменение скоростей сварки и подачи электродной проволоки позволяют
оперативно корректировать режимы сварки. Технические характеристики автомата
приведены в таблице 21.
Таблица 21 - технические характеристики сварочного автомата А-1412
|
Параметры
|
Значения
|
|
Номинальное напряжение
питающей сети, В
|
380
|
|
Частота тока питающей сети,
Гц
|
50
|
|
Диапазон регулирования
сварочного тока, А
|
400-1250
|
|
Количество электродов, шт.
|
2
|
|
Диаметр электродной проволоки,
мм
|
2-5
|
|
Диапазон регулирования
скорости подачи электродной проволоки, м/ч 1 диапазон 2 диапазон
|
|
Диапазон регулирования
скорости сварки, м/ч
|
12-200
|
|
Маршевая скорость, м/ч
|
950
|
|
Продолжение таблице 21
|
|
|
Регулирование скорости
подачи электродной проволоки и сварки
|
Плавное
|
|
Регулирование угла наклона
электрода к вертикали, град
|
0-45
|
|
Флюсоаппаратура
Вместимость, дм3 Расход воздуха, м3/ч Высота высыпания
флюса, м
|
25 30 2
|
|
Масса, кг
|
350
|
|
Габаритные размеры, мм
|
1388х800х1820
|
Источники питания
Для питания сварочной дуги используются источники с падающей, жесткой и
возрастающей внешними характеристиками. Источники питания дуги при сварке в
защитных газах должны иметь жесткие и возрастающие характеристики, а для сварки
под слоем флюса и ручной дуговой сварки применяются источники с падающими
характеристиками. Согласно СТП 012-2000 рекомендуется использовать сварочные
выпрямители типов ВДГ-602, ВДГ-502, ВС-500, ВС-600, ВДУ-505, ВДУ-506. Или
сварочные преобразователи ПСГ-500-1, ПСУ-500-2.[2]
Выбираем сварочный выпрямитель ВДУ-506 с универсальными внешними
характеристиками. Предназначен выпрямитель для ручной дуговой сварки
металлическими электродами, а также для механизированной сварки в среде
защитных газов в составе полуавтомата и для сварки под флюсом. Электрическая
схема выпрямителя предусматривает переключение для работы, как с жесткими
характеристиками, так и с падающими.
Основные технические характеристики сварочного выпрямителя приведены в
таблице 23.
Таблица 23 - Основные технические характеристики сварочного выпрямителя
ВДУ-506 [6]
|
Параметры
|
Падающая характеристика
|
Жесткая характеристика
|
|
Напряжение питания, В
Первичная мощность, кВА Номинальный сварочный ток, А Пределы регулирования
сварочного тока, А Напряжение холостого хода, В Номинальное вторичное
напряжение при номинальном сварочном токе, В Пределы регулирования
напряжения, В ПН, % прицикле сварки 10 мин КПД
|
220-380 не более 40 500 50
- 500 не более 80 46 22 - 46 60 0.82
|
60 -500 18 - 50 50
|
Для автоматической сварке под слоем флюса в качестве источника питания
используется силовой трансформатор стержневого типа ТДФЖ 1002.
Трансформаторы этой серии имеют тиристорное регулирование и обеспечивают
импульсную стабилизацию процесса сварки.
Трансформатор состоит из понижающего однофазного силового трансформатора,
блока силовых трансформаторов, пускорегулирующей и защитной аппаратуры,
вентилятора и блока управления тиристорами. В корпусе предусмотрен отсек для
встраивания аппаратуры управления сварочным автоматом.
Для создания диапазона меньших токов катушки реакторной обмотки включены
последовательно и согласно по отношению к первичной обмотке. При сварке в
диапазоне больших токов реакторные обмотки не включаются.
Охлаждение трансформатора воздушное принудительное, осуществляется
вентилятором. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 24.
Таблица 24 - Технические характеристики трансформатора ТДФЖ 1002 [22,18]
|
Параметры
|
Значение
|
|
Номинальный сварочный ток,
А
|
1000
|
|
Номинальное рабочее
напряжение, В
|
56
|
|
Номинальный режим работы,
ПВ, %
|
100
|
|
Пределы регулирования
рабочего напряжения, В
|
30-56
|
|
Пределы регулирования
сварочного тока, А
|
300-1200
|
|
Коэффициент полезного
действия, %, не менее
|
86
|
|
Масса, кг
|
550
|
|
Габаритные размеры, мм
(ВхШхД)
|
1220х760х1340
|
Вспомогательное сварочное оборудование
При изготовлении ортотропной плиты присутствуют стыковые сварные
соединения. Это лист толщиной 12 мм. Для предотвращения протекания
расплавленного металла в зазоры между кромками и формирования обратной стороны
шва применяют специальные стенды с формирующими устройствами, устанавливаемые
на обратной стороне стыкового соединения. В качестве формирующего устройства
могут быть использованы флюсовые подушки, медные подкладки, переносные
подкладки. [22] Для сварки листа ортотропной плиты применяем флюсомедную
подкладку. Сущность способа сварки на флюсомедной подкладке состоит в создании
между медной подкладкой и свариваемыми листами флюсовой подушки (рисунок 11).
1- свариваемое изделие; 2- формирующий флюс; 3 - медная подкладка; 4-
водяной охлаждающий клапан. [22]
Рисунок 11 - Способ односторонней сварки на флюсомедной подкладке.
Слой флюсовой подушки или прослойки флюса обеспечивает формирование
обратной стороны шва и защищает медную пластину от прямого воздействия дуги и
металла сварочной ванны. Медная подкладка обеспечивает равномерность высоты
обратного валика шва, устраняет провисание, характерное для сварки на флюсовой
подушке, играет роль теплоотвода, оказывая воздействие на характер
кристаллизации шва. Флюсомедная подкладка менее чувствительна к зазорам в
стыках, чем флюсовая подушка. Также она позволяет легче обеспечить заданную
величину обратного валика. Применение флюсомедной подкладки обеспечивает меньшее
смещение свариваемых кромок по сравнению с флюсовой подушкой, наличие медной
подкладки при этом способе сварки способствует расположению кромок по стыкам в
одной плоскости. Медь флюсомедной подкладки несколько увеличивает теплоотвод из
зоны сварки и тем самым снижает тепловые деформации.
Установки для сварки
Для сварке ортотропной плиты используется сварочная машина портального
типа с двумя суппортами поперечного перемещения.
Суппорт состоит из: каретки, механизма поперечного перемещения, механизма
вертикального перемещения горелок, механизма крепления с узлами регулировки
положения горелок относительно шва, датчика слежения по стыку, комплекта
сварочного оборудования.
Комплект сварочного оборудования состоит из: механизма подачи проволоки-
2 шт., бункера для флюса с автоматическим отсекателем и вибратором, флюсоотсоса
инжекторного типа - 2 шт., кассеты для сварочной проволоки с тормозным
устройством - 2шт., водоохлаждаемой сварочной горелки с направляющим каналом
под проволоку- 2 шт., рукавов для подачи и отсоса флюса 2 комплекта.
Крепление сварочных горелок на суппорте осуществляется таким образом,
чтобы обеспечивались перемещение, поворот и подъем горелки на штативе при
настройке.
Один суппорт имеет привод перемещения по порталу, второй суппорт
приводной; оба оснащены механизмами подъема и опускания горелки.
На каждом суппорте есть местный пульт управления подъема- опускания при
наладке.
Перемещение портала по рельсовому пути аналогично МТР «Комета», с плавной
регулировкой скорости с пульта управления.
Подвод коммуникаций в продольном и поперечном направлениях выполняется с
помощью устройства типа «гирлянды».
Машина имеет площадки для двух источников питания типа ВДУ-506.
Управление машиной с центрального пульта расположенного на месте
оператора, а также с подвесного дистанционного пульта.
Система управления обеспечивает:
·
плавную
регулировку скорости сварки;
·
включение
маршевой скорости;
·
плавную
регулировку скорости подачи электродной проволоки;
·
раздельную
регулировку сварочного тока по каждому источнику;
·
возможность
совместного и раздельного включения сварочных аппаратов;
·
индикацию режимов
сварки по каждой горелке.
Цикл сварки включает:
·
команду на
включение отсекателя флюса;
·
регулируемую
задержку времени;
·
команду на
включение источника тока и подачи сварочной проволоки;
·
регулируемую
выдержку времени;
·
команду на
движение машины;
·
команду на
включение флюсоотсоса.
Основные технические характеристики машины представлены в таблице 26
Таблица 26 - Технические характеристики сварочной машины
|
Параметры
|
Значение
|
|
Длина рельсового пути, мм
|
22000
|
|
Размер колеи рельсового
пути, мм
|
4500
|
|
Напряжение питания, В
|
380
|
|
Потребляемая мощность, кВА
|
160
|
|
Пределы регулирования тока,
А
|
400-1250
|
|
Скорость сварки, м/ч
|
12-200
|
|
Маршевая скорость, м/ч
|
300
|
|
Величина подъема суппорта,
мм
|
1,6-2
|
|
Пределы регулирования
скорости подачи проволоки, м/ч
|
120-960
|
|
Емкость кассеты для
проволоки, кг
|
30
|
|
Емкость бункера для флюса,
дм3
|
25
|
|
Давление сжатого воздуха
для флюсоотсоса, МПа
|
0,4-0,6
|
2.5.4 Подъемно - транспортное оборудование
Подъемо-транспортное оборудование в сварочном производстве применяется
для погрузки, транспортировки, установки и кантовки деталей, узлов и сварных
конструкций на всех стадиях технологического процесса. Это оборудование
является необходимым средством для осуществления комплексной механизации
сварочного производства и повышения производительности труда.
Подъемно-транспортное оборудование разделяется на универсальное общего
применения и специализированное. Специализированное оборудование
предназначается не только для подъема и перемещения деталей и узлов, но и для
установки их в определенном положении при сборке и сварке. Применяемые в
сварочном производстве электротали, краны, погрузчики и тележки в большинстве
своем являются универсальным подъемно-транспортным оборудованием общего
применения. Они широко применяются в индивидуальном и мелкосерийном
производстве сварных изделий. Порталы, конвейеры, подающие и разгружающие
механизмы и устройства в большинстве случаев являются специализированным
оборудованием сварочного производства, т. к. они создаются для конкретных
сварных операций. Грузозахватные стропы, применяемые в сварочном производстве,
являются приспособлениями общего назначения. [9,136]
Основными видами универсального грузоподъемного оборудования общего
применения являются электротали и краны.
При изготовлении ортотропной плиты для кантовки и перемещения
используются мостовые краны грузоподъемностью 10 т. Мостовой кран перемещается
по рельсовому пути, смонтированному на колоннах цеха.
Рисунок 13 - Схематичное изображение мостового крана.
Технические характеристики:
Скорость подъема - 11 м/мин;
Скорость передвижения тележки - 41 м/мин;
Наибольшая высота подъема - 10 м;
Мощность приводов подъема - 30 кВт.
.6 Контроль качества сварных соединений
.6.1 Металлографический анализ качества сварных соединений
При изготовлении ортотропной плиты в качестве основного металла
используется низкоуглеродистая низколегированная сталь марки 15ХСНДА.
Низколегированные стали относятся к перлитному классу. Содержание
углерода в стали 15ХСНДА не превышает 0.23 %. Сталь широко используется в
машиностроении и строительстве. Химический состав стали приведен в таблице №.
Легирующие элементы - Mn, Si, Ni, Cr, Cu - растворяются в феррите, упрочняют
его и измельчают перлит. Благодаря этому повышаются прочностные характеристики
стали.
Низкоуглеродистые низколегированные стали обладают хорошей свариваемостью
и при соблюдении определенных условий могут быть сварены всеми способами сварки
плавлением. При этом сварные швы обладают необходимой стойкостью против
кристаллизационных трещин вследствие пониженного содержания углерода.
Образование кристаллизационных трещин возможно лишь в случае неблагоприятной формы
провара, например в угловых швах, первом слое многослойного стыкового шва,
односторонних швах с полным проваром кромок, когда содержание углерода
приближается к верхнему пределу. [5] На свариваемость низколегированных сталей
существенное влияние оказывают легирующие элементы. Увеличение содержания
элементов, повышающих закаливаемость, сопровождается снижением сопротивления
соединений, образованию холодных трещин.
Склонность металла шва к образованию горячих трещин
Горячими трещинами называют хрупкие межкристаллитные разрушения сварного
шва или околошовной зоны, возникающие в области температурного интервала
хрупкости в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла.[24]
Возможность образования горячих трещин в сварных швах определяется рядом
взаимно связанных факторов:
1. Величиной и характером пластических
деформаций, возникающих в шве при его кристаллизации;
2. Деформационной способностью металла в
температурном интервале образования кристаллизационных трещин;
3. Скоростью нарастания деформаций. [11]
Случаи возникновения горячих трещин в процессе изготовления сварных
конструкций привели к появлению множества методов оценки сопротивляемости
применяемых сварочных материалов их образованию. Для приближенных экспресс
оценок рекомендуется расчетно-статистический метод, [25,15 ].
,
где
С, S, P, Si, Ni, Mn, Cr, Mo, V- содержание углерода, серы и т.д. в металле шва.
Химический
состав стали 15ХСНДА приведен в таблице №
HSC=3,56<4,
следовательно сталь не склонна к образованию горячих трещин.[25, c.130,таблица
6.3]
В
случае образования горячих трещин для предотвращения возможно применение таких
мероприятий, как предварительный или сопутствующий подогрев, выбор
соответствующих режимов сварки и т.д.
Оценка
склонности металла шва и ЗТВ против образования холодных трещин
Холодные
трещины - локальное хрупкое межкристаллитное разрушение металла сварочных
соединений - представляют собой частый сварочный дефект в соединениях углеродистых
и легированных сталей, если при сварке они претерпевают частичную или полную
закалку. Трещины образуются после окончания сварки в процессе охлаждения ниже
температуры 420-370 К или в течении последующих суток. Они могут возникать во
всех зонах сварочного соединения и располагаться параллельно или
перпендикулярно оси шва. Место образования или направления трещин зависит от
состава шва и основного металла. Процесс образования трещин определяется двумя
факторами:
·
величиной и
характером напряжений и деформаций, возникающих вследствие неравномерного
нагрева, фазовых и структурных превращений в металле;
·
свойствами
металла в температурном интервале образования холодных трещин. [11]
Склонность стали к образованию холодных трещин связано с закаливаемостью.
Так как закаливаемость стали возрастает с повышением легированности, то
ориентировочно склонность к образованию холодных трещин можно оценить по
эквивалентному содержанию углерода. Стали у которых Сэкв≤0.45
%, считаются потенциально склонными к образованию холодных трещин.
Так
как Сэкв < 0,45 следовательно сталь не склонна к образованию
холодных трещин.
Изменение структуры и свойств металла шва и зоны термического влияния в
результате термодеформационного процесса сварки
Распространение тепла в свариваемых элементах приводит к нагреву металла,
прилегающего к расплавленной зоне. По мере удаления от источника тепла
температура металла снижается до температуры окружающей среды (рисунок №). При
этом в некоторых объемах металла, получивших нагрев выше определенной для
данной стали температуры, происходит изменение структуры и свойств. Эту область
металла называют зоной термического влияния.
При сварке низколегированных сталей в зоне термического влияния могут
существенно меняться структура и механические свойства металла (рост зерна,
образование закалочных структур). В этих случаях металл становится более
твердым и менее пластичным. На рисунке 14 представлена схема структуры
околошовной зоны для низколегированных сталей.
Рисунок 14 - Схема микроструктуры околошовной зоны при однопроходном
сварном шве.
1
участок неполного
расплавления;
2
участок
перегрева;
3
участок
нормализации;
4
участок неполной
перекристаллизации;
5
участок
рекресталлизации;
6
участок
синеломкости.
2.6.2 Выбор и обоснование методов контроля качества и
соответствующего оборудования
Контроль качества изготовления сварных конструкций осуществляется на всех
стадиях работ инженерно-техническими работниками ОТК. [12]
Ответственность за качество изготовленных конструкций на всех этапах
работ несут исполнители, руководители данного вида работ и работниками
технического надзора. Производственный контроль качества осуществляется под
руководством главного инженера завода.
Согласно СТП 012-2000 при изготовлении мостовых конструкций (ортотропной
плиты) выделяют следующие - виды контроля качества:
входной контроль качества поступающих в производство материалов,
технической документации и оборудования;
операционный контроль качества при изготовлении деталей и отправочных
марок;
приемочный контроль качества изготовления отправочных марок.
Входной контроль охватывает:
проверку полноты проектно-технической документации и ее составления
требованиям норм;
контроль качества поступающих в производство основных, сварочных и
окрасочных материалов;
проверку состояния оборудования;
проверку режимов сварки и механических характеристик сварных соединений;
проверку квалификации электросварщиков, газосварщиков, дефектоскопистов.
Пооперационный контроль
При операционном контроле проверяют соблюдение технологии изготовления
деталей и элементов, режимов резки и сварки, чистоту и точность обработки
деталей, подготовку и соответствие применяемых сварочных материалов заданной технологии
сварки.
Приемочный контроль
Все швы сварных соединений подвергают видам контроля в объемах,
предусмотренных таблицей 27.
Таблица 27 - Методы и объемы контроля сварных соединений.
|
Методы контроля
|
Контролируемые швы сварных
соединений
|
Объемы контроля
|
|
Визуально-измерительный
контроль
|
Швы стыковых, угловых,
тавровых, нахлесточных соединений всех элементов.
|
100 % длины швов
|
|
Ультразвуковая
дефектоскопия
|
Швы стыковых и тавровых
соединений со сплошным проплавлением по чертежам
|
100 % длины швов
|
|
Просвечивание проникающим
излучением
|
Швы стыковых соединений
|
Участки швов, результаты
проверки которых УЗД требует уточнения
|
|
Металлографические
исследования микрошлифов
|
Стыковые швы соединений в
растянутых или в растянуто - сжатых поясах
|
Каждый третий стыковой шов
по указанию контролирующей организации
|
Отклонение размеров сечения швов от проектных не должны превышать
величин, указанных в ГОСТ 8713 (автоматическая сварка под флюсом), ГОСТ 14771 (
дуговая сварка в защитных газах).
Швы сварных соединений должны удовлетворять следующим условиям:
. Иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность с плавным переходом
к основному металлу;
. В многопроходных швах облицовочные валики должны перекрывать друг друга
на 1/3 ширины, а глубина межваликовых впадин не должна превышать 0.5 мм;
. Все кратеры должны быть заварены;
Не должны иметь поверхностных дефектов;
. Механическая обработка шва и околошовной зоны должна соответствовать
требованиям документации.
Перед ультразвуковым контролем, выполняемым дефектоскопистами, проводится
повторный внешний осмотр сварного соединения для оценки качества шва.
Ультразвуковой контроль сварных соединений проводится звеном из двух
дефектоскопистов. Швы, проверенные каждым звеном, подвергаются выборочному
инспекционному ультразвуковому контролю в объеме 5 %, но не менее одного
соединения. Ультразвуковой контроль швов осуществляют в соответствии с
инструкцией по ультразвуковой дефектоскопии швов сварных соединений в пролетных
строениях мостов. Работы выполняют импульсными дефектоскопами УД 13УР-В1П1,
УДМ-1М, УДМ-3, реже дефектоскопами ДУК-11 ИМ, ДУК-13 ИМ и более поздними их
модификациями. [1,173]
Для ультразвукового контроля стыковых и угловых швов блока главных балок
моста выбираем импульсные ультразвуковые дефектоскопы типа УДМ-1М и УДМ-3
предназначенные для обнаружения и определения координат дефектов, являющихся
нарушением сплошности, расположенных на глубине более 1 мм. Важным достоинством
приборов являются их небольшие габаритные размеры и масса, что обеспечивает
возможность их транспортирования вручную к месту изготовления элементов.
Эксплуатация приборов возможна в горизонтальном и вертикальном положениях.
Приборы работают по принципу преобразования электрических колебаний в
ультразвуковые, ввода ультразвуковых колебаний (УЗК) в изделие, приема
отраженных УЗК, обратного преобразования их в электрические. В комплект
дефектоскопа входит набор искательных головок (рисунок 15), позволяющих
эффективно вести контроль вблизи поверхности изделия. УЗК ведут при
положительной температуре (от 5 до 40 оС).
Искатель плотно двигается по поверхности изделия. В качестве жидкой
смазки чаще всего применяют глицерин.
1 - ловушка; 2- корпус; 3,6 - соединяющие
проводники; 4- демпфер; 5- пьезопластинка; 7- призма.
Рисунок 15- Искательная головка типа ИЦ к ультразвуковому дефектоскопу
УДМ - 1М:
2.7
Уменьшение и предотвращение сварочных деформаций и перемещений
Нагрев вызывает изменения как физических, так и механических
характеристик стали. Например, незакрепленный стержень, равномерно нагретый до
некоторой температуры и постепенно охлажденный до начального состояния примет
свои первоначальные размеры, и в нем не возникнут напряжения и деформации.
Когда изменению размеров стержня будут препятствовать какие- либо силы или
связи, то в нем могут возникнуть напряжения или деформации, причем если эти
напряжения превысят предел текучести стали, то в стержне возникнут пластические
деформации.
Причинами возникновения остаточных напряжений в сварных конструкциях
являются: неравномерный нагрев свариваемого металла, усадка расплавленного
металла шва и структурные изменения в околошовной зоне.
Нагрев при сварке вызывает расширение участков, нагретых до высоких
температур, которому препятствуют соседние, менее нагретые участки металла. В
связи с этим в зоне высокого нагрева возникают пластические деформации, которые
при охлаждении шва вызывают в конструкции остаточные напряжения и деформации.
Структурные изменения в околошовной зоне представляют собой изменение
размеров взаимного расположения кристаллов металла и сопровождаются изменением
объемов металла в зоне термического влияния. Такие местные изменения объемов
металла приводят к возникновению внутренних напряжений. При сварке
низкоуглеродистых сталей напряжения от структурных изменений незначительны, так
как при температуре перекристаллизации сталь находится в пластическом
состоянии. [1,149]
При сварке стыковых соединений возникают деформации, как в плоскости, так
и йз плоскости листа. Величина и характер напряжений и деформаций в плоскости
свариваемых встык листов будут в первую очередь зависеть от соотношения их
ширины.
При изготовлении листа ортотропной плиты, и стенки балок свариваются два
листа встык разной ширины. В случае сварки встык двух полос разной ширины
продольные напряжения в узкой полосе сопровождаются пластическими деформациями
растяжения на внутренней кромке и сжатия на наружней.
Продольные напряжения по длине стыка уменьшаются в начале и конце шва.
Также в стыковых соединениях имеются еще и поперечные напряжения от усадки
металла шва и околошовной зоны. Эти напряжения также зависят от погонной
энергии сварки и порядка наложения швов.
При изготовлении сварных тавров возникают продольные и поперечные
напряжения и укорочения, вследствие чего возникают деформации стенки и пояса
тавра. Деформации зависят от соотношения размеров стенки и пояса,
последовательности наложения швов, погонной энергии и др. В таврах с высокой
вертикальной стенкой и тонким поясом прогиб вертикальной стенки такой, что
наружная кромка имеет выпуклость, а продольные напряжения - растяжения.
Наружная поверхность пояса имеет напряжения сжатия, а в зоне шва напряжения
равны пределу текучести растяжения и имеются пластические деформации
растяжения.
При сварке стыков возникают также угловые деформации. Они являются
следствием неравномерности усадки слоев по сечению шва и зон термического
влияния соединения.
На характер деформаций листов из плоскости и величину угловых деформаций
влияет еще и ряд технологических факторов: размер свариваемых листов, наличие
закрепления, количество проходов и др.
При разработке технологического процесса изготовления сварных мостовых
конструкций необходимо учитывать сварочные деформации и напряжения, принимать
меры к предотвращению деформаций.
Деформации мостовых конструкций могут быть общими, характерными для
сварных элементов в целом, и местными, образующихся в пределах одной или
нескольких деталей, либо на части детали, конструкции. Наиболее часто в
мостовых конструкциях встречаются следующие общие деформации элементов: продольные
и поперечные укорочения, саблевидность, винтообразность, грибовидность и
перекос полок элементов. К наиболее распространенным местным деформациям
мостовых конструкций относят коробление средних и концевых частей плоских
листов деталей, коробление в зоне стыковых швов, отклонение плоскостей
примыкающей детали конструкции от заданного угла примыкания к основному
сечению.
Предотвращение деформаций - важнейшая задача технологического процесса
изготовления сварных мостовых балок. В ряде случаев предотвращение деформаций
обеспечивает не только экономию средств, но и является обязательным условием,
без выполнения которого нельзя качественно изготовить конструкцию.
Для предотвращения угловых деформаций при стыковке листов ортотропной
плиты необходимо применить следующие технологические меры:
1. Производить стыковку листов с уклоном, ожидаемым деформациям.
2. Применять соответствующую подгибку кромок на величину примерно
10 толщин листа по длине и 0,5 толщины листа по высоте.
Продольные и поперечные укорочения деталей при сварке компенсируют
припуском по длине и ширине. Целесообразно обработку готовых элементов по длине
и ширине производить после полного окончания сварки и правки элемента.
В качестве технологических мер для предотвращения саблевидного искривления
применяют:
·
Предварительный
выгиб элементов на величину ожидаемых деформаций; ортотропный
плита сварка металл
·
При сварке
симметричных двутавровых балок наложение швов должно быть симметричным
относительно оси вертикальной стенки;
·
Изготовление несимметричных
элементов из предварительно изготовленных симметричных путем их разрезки;
·
Симметричное
наложение швов двудуговыми автоматами.
Винтообразность - один из трудноустойчевых видов деформаций - является
следствием крутящих моментов от усадочных деформаций. Для предотвращения
применяют сварку двухдуговыми автоматами.
Грибовидное искривление листов - наиболее распространенный вид деформаций
элементов таврового сечения. Для предотвращения применяют предварительный выгиб
на величину предполагаемого искривления при сварке.
Перекосы листов предотвращают с помощью задания уклона листам при сборке
обратно ожидаемому после сварки.
Для уменьшения волнистости поясов, как и выпучин стенок, является
обеспечение минимального разогрева деталей при сварке.
Для предотвращения угла примыкания деталей к основному сечению от
заданного в проекте применяют одновременное и симметричное наложение швов.
В случаях появления указанных деформаций производят правку сварных
элементов. Правку производят в соответствии со СниП III-18-75. Элементы правят механическим, термическим и
термомеханическими методами.
2.8 Технология изготовления изделия
Особые указания:
1. Изготовление ортотропной плиты должно производиться в соответствии с
требованиями: СТП 012-2000 «Стандарт предприятия» (Заводское изготовление
стальных конструкций мостов), ВСН 191-79 «Инструкция по машинной кислородной
резке проката из углеродистой и низколегированной стали при заготовке деталей
мостовых конструкций», ВСН 169-80 «Инструкция по технологии механизированной и
ручной сварки при заводском изготовлении стальных конструкций мостов», ВСН
188-78 «Инструкция по механической обработке сварных соединений в стальных
конструкциях мостов», СНиП III-
18-75, ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитных газах», ГОСТ 8713-79 «Сварка
под флюсом», ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка», конструкторской
документации.
. Применение проката, сварочных материалов и методов, не имеющих
сертификатов и маркировки, не допускается.
. Отступления от стандартов, чертежей, технологического процесса должны
утверждаться главным инженером.
Примечание:
Для изготовления должен применяться правленый листовой прокат.
Зазор между ребрами стальной линейки длиной 1 м и листом не должен
превышать 1.5 мм.
Номер плавки обводят нитроэмалью контрастного цвета.
2.8.1 Заготовительный этап
Листовой металл толщиной S=12,10
мм перед операцией резки подвергают правке на листоправильной машине UBR 9х2500.
Раскрой металла на полосы производят на газорезательной машине «Комета
3.6 К», в размер согласно чертежу и на гильотинных ножницах.
Все элементы конструкции требуют более точной подготовки кромок, для
обеспечения точности геометрических размеров в пределах заданных допусков. Все
листы подают на торцефрезерный ТФС-4 и кромкострогательный модель 7806 станки,
где производят более точную обработку и придание необходимой формы кромкам
элементов конструкции.
Элементы конструкции, в которых предусмотрены отверстия, подают на
установку с ЧПУ «FICEP», где
производят сверловку всех предусмотренных чертежом отверстий.
Далее заготовительные элементы конструкции переводят на складочные места
сборочно-сварочного участка.
2.8.2 Сборочно-сварочный этап
Процесс изготовления ортотропной плиты состоит из ряда сборочных,
сборочно-сварочных и сварочных операций.
1. Изготовление конструкции начинается с
сборки и сварки листовых элементов, а именно листа ортотропной плиты (позиция
2), продольных (поз.3) и поперечных ребер (поз.1). Сборку и сварку осуществляют
на стенде так, чтобы стыки листов находились на флюсомедной подкладке, далее проверяют
правильность установки листов. Между установленными листами, на уровне стыков
укладывают выводные планки, после чего на листы укладывают швеллера, служащие
направляющими для сварочного трактора в процессе выполнения сварки.
После выполнения сварки производят удаление выводных планок, сварные
листы с помощью мостового крана подают на промежуточное складочное место.
Оборудование: Стенд с флюсомедными подкладками; сварочный трактор
АДФ-1002, трансформатор ТДФЖ-1002.
Сварочные материалы: сварочная проволока СВ-08ГА, флюс АН-348А+АН-60.
Режимы сварки приведены в таблице 10.
2. Сборка плиты с продольными ребрами
жесткости.
Лист плиты укладывают в сборочный кондуктор (лист 3), и устанавливают
продольные ребра жесткости (поз.4) по разметке согласно чертежу. С помощью
кондуктора с пневмоприжимами ребра фиксируют, делают прихватки. Размер
прихваток 80х500. Устанавливают выводные планки. Для угловых соединений
выводные планки размером 80х100 мм.
Оборудование: кондуктор для сборки ортотропной плиты, полуавтомат
ПДГ-516, источник питания ВДУ-506.
Сварочные материалы: сварочная проволока СВ-0ГА, смесь газов 80%Ar+20%CO2.
3. Сварка продольных ребер жесткости
ортотропной плиты
Сварку производят в сварочной машине портального типа (лист 4).
Заваривают тавровые швы ребра с плитой одновременно с двух сторон
автоматической сваркой под слоем флюса, начиная и заканчивая сварку на выводных
планках. Зачищают швы от шлака и брызг. Срезают выводные планки с зачисткой
кромок абразивным кругом.
Оборудование: сварочная машина портального типа, источник питания ВДУ-
506;
Сварочные материалы: сварочная проволока СВ-08ГА, флюс АН-348 А. Режимы
сварки приведены в таблице 7
4. Сборка и сварка поперечных ребер
Сборку и сварку поперечных ребер производят на стеллаже. Согласно чертежу
полки (поз.6) и стенки (поз.5) собирают на прихватках. Заваривают сварные
соединения полуавтоматической сваркой в среде защитного газа.
Рисунок
19- Порядок сварки поперечных ребер жесткости
Собранные
тавровые балки фрезеруют в размер согласно чертежу с двух сторон.
Устанавливают
тавровые балки (поперечные ребра) к плите и продольным ребрам с фиксацией через
отверстия в ортотропной плите, с помощью приспособления ПМ (лист 6). Прижимают
и прихватывают в кондукторе.
2.8.3 Контроль
Контроль сварных швов внешним осмотром выполняют пооперационно.
Швы должны иметь гладкую или равномерно-чашуйчатую поверхность без
наплывов, прожогов, сужений и перерывов и не иметь резкого перехода к основному
металлу.
Угловые швы должны выполняться с плавным переходом к основному металлу и
не иметь несплавлений по кромкам.
Наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва и не иметь
трещин.
Подрезы основного металла допускаются глубиной не более 1 мм.
·
Все кратеры
должны быть заварены.
Контроль качества сварных швов УЗК после каждой сварочной операции.
3. Управление качеством
Управление качеством продукции в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9000-2001
«Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь» это часть
менеджмента, направленная на выполнение требований к качеству, т.е. это
постоянный, планомерный, целеустремленный процесс воздействия на всех уровнях,
на факторы и условия, обеспечивающий создание продукции оптимального качества и
полноценное ее использование.
Система менеджмента качества представляет собой совокупность
управленческих органов и объектов управления, мероприятий, методов и средств,
направленных на установление, обеспечение и поддержание высокого уровня
качества продукции.
Основными стандартами серии ИСО 9000 версии 2000 применительно к
российским организациям являются следующие стандарты:
·
ГОСТ Р ИСО
9000-2001 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь»;
·
ГОСТ Р ИСО
9001-2001 «Системы менеджмента качества Требования»;
·
ГОСТ Р ИСО
9004-2001 «Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению
деятельности».
Таким образом, управление качеством продукции осуществляется на основе
государственных, международных, отраслевых стандартов и стандартов предприятий.
Которые, в свою очередь, определяют порядок и методы планирования повышения
качества продукции на всех этапах жизненного цикла, а также устанавливают
требования к средствам и методам контроля и оценки качества продукции.
Измерение и контроль характеристик продукции, с целью проверки выполнения
требований к ней, должны осуществляться на соответствующих стадиях рабочего
процесса. Объективные доказательства соответствия критериям приемки должны
регистрироваться и анализироваться.
Продукция, которая не соответствует требованиям, должна находиться под
управлением с целью предотвращения незапланированного ее использования или
поставки. Несоответствующая продукция должна быть исправлена и подвергнута
повторной проверке для демонстрации соответствия либо утилизирована.
1. Жизненный цикл продукции
Качество имеет жизненно важное значение для успеха
любой организации, при этом все области деятельности организации оказывают
влияние на качество. Забота о качестве и деятельность руководства по
программированию качества, организации качества, мотивации качества и
управлению качеством относятся к каждой их этих областей. Схематическое
представление типовых фаз жизненного цикла продукции, заимствованное из
стандарта ISO 9004-1: 1994. Подобное представление
иногда рассматривается как "Петля качества", используемая для
понимания задач качества через руководство всеми фазами жизненного цикла
продукции, каждая из которых оказывает влияние на качество.
Качество продукта, т. е. насколько его параметры будут
соответствовать ожиданиям потребителя, зависит от качества выполнения
предыдущих этапов его жизненного цикла. И чем раньше будут скорректированы
закладываемые в продукт параметры качества, тем меньше времени и средств
потребуется для получения конечного продукта с заданными параметрами качества.
В таблице 31 разобраны все фазы жизненного цикла изготовления колонны.
Таблица 31 - Жизненный цикл изготовления ортотропной
плиты
|
Этап жизненного цикла
продукции
|
Этап жизненного цикла
ортотропной плиты
|
|
Маркетинговые исследования
|
Поиск на изготовление
ортотропной плиты
|
|
Проектирование продукции
|
Проектирование изделия
(лист 1)
|
|
Планирование и разработка
процесса
|
Выбор и обоснование
технологического процесса изготовления: правка, резка, фрезеровка, сверловка,
сборка листовых конструкций, сварка-сборка конструкции, сварка, контроль
качества.
|
|
Закупки
|
Выбор и закупка основных и
вспомогательных материалов: основной металл, сварочная проволока, флюс, газ
|
|
Продолжение таблицы N31
|
|
|
Производство и обслуживание
|
Выбор и обоснование
сварочного и вспомогательного оборудования, подборка обслуживающего
персонала.
|
|
Проверка
|
Контроль качества на всех
этапах производства ортотропной плиты
|
|
Упаковка и хранение
|
складирование
|
|
Продажа и распределение
|
Предложение потребителям
|
|
Монтаж и наладка
|
Отправка изделия на монтаж.
Организация установки конструкции на месте. Монтажное управление
|
|
Техническая поддержка и
обслуживание
|
Исполнительные службы
Потребителя
|
|
Послепродажная деятельность
|
Ортотропная плита для
дороги
|
|
Утилизация и переработка
после использования
|
Срок использования - не
ограничен
|
. Ресурсное обеспечение качества
Любая работа - это процесс преобразования вводимых факторов в выходные
результаты. Поэтому для обеспечения качества в процессе производства и при
окончательном контроле и испытаниях продукции одним из основных этапов,
подлежащих обязательной разработке и внедрению, является входной контроль и
испытания вводимых в процессе производства сырья, материалов и комплектующих
(сварочной проволоки Св08ГА, Св08г2С, флюсов АН-348-А+АН-60, газов Ar+CO2, металла и оборудования), которые производятся по следующим
нормативным документам:
СНиП 3.03.01-87- Несущие и ограждающие конструкции;
ГОСТ19281-89 - Класс прочности для низколегированных сталей;
ГОСТ 10157-79, ГОСТ 8050-85- Защитные газы;
ГОСТ 2246-70- Сварочная проволока;
ГОСТ 8713-79 - Сварные швы по для автоматической сварки;
3. Контроль и оценка качества
1. Контроль качества
Контроль соблюдения технологии производства в основном
направлен на своевременное регулирование управления технологических процессов и
характеристик продукции за счет:
1)
предупреждения
нарушений технологических процессов, аварийных ситуаций;
2)
предотвращения
выпуска и поставки продукции, несоответствующей требованиям
нормативно-технической документации;
3)
обеспечение
высокопроизводительной и ритмичной работы агрегатов;
4)
повышение
технологической дисциплины;
5)
обеспечение
постоянства выпуска продукции, заданного уровня качества.
Контроль соблюдения технологии является
многоступенчатым и подразделяется на: непрерывный, периодический и внеочередной
в соответствии с таблицей 32.
Таблица 32 - Контроль технологии производства
|
Вид контроля
|
№ ступени
|
Исполнитель контроля
|
Периодичность
|
Объем контроля
|
|
Непрерывный
|
I
|
1. Рабочий, контролер ОТК,
ст. мастер 2. Сменный мастер, мастер ОТК, ст. контролер ОТК
|
Раз в месяц
|
Исполнение операций на
рабочих местах в соответствии с технологической документацией и схемой
контроля
|
|
Непрерывный
|
II
|
Ст. мастер, начальник
участка, технологи цеха
|
Ежедневно
|
Соблюдение технологии на 1
- 2 участках, качество продукции и используемых материалов
|
|
|
Начальник участка, мастер
ОТК, старший контролер, начальник лаборатории ЦЗЛ
|
|
Знание технологии у двух -
трех рабочих и мастеров. Выполнение функций 1 ступени, анализ качества
продукции
|
III
|
Цеховая комиссия (п. 2.1.2)
СТЛ 5.02-95
|
2 раза в месяц по графику
|
В соответствии с
требованиями п. 4.1.2 СТП 5 02-95
|
|
Периодический
|
IV
|
Заводская комиссия (п.
2.12)
|
1 раза в месяц по графику
|
В соответствии с
требованиями п. 4.1.2 СТП 5.02-95
|
|
Внеочередной
|
V
|
Комиссия, назначенная
руководством комбината
|
По указанию руководства
комбината
|
В соответствии с
требованиями п. 4.1.2 СТП 5.02-95
|
Непрерывный контроль предусматривает две ступени.
Первая ступень контроля осуществляется рабочими,
старшими рабочими, контролерами ОТК, сменными мастерами производства и ОТК.
Контроль осуществляется раз в месяц и фиксируется в оперативных документах
(журналах, рапортах, дневниках и т.д.).
Вторая ступень осуществляется старшими мастерами,
начальниками участков, технологами цехов, начальниками участков (мастерами)
ОТК, старшими контролерами ОТК. Контроль производится ежесуточно.
В процессе контроля на второй ступени производится
проверка знаний технологическим персоналом основных положений
нормативно-технической и технологической документации, ведения дневника
качества, ведения технологических процессов в соответствии с требованиями
технологических инструкций. Результаты контроля записываются проверяющими в
специальные журналы с указанием необходимых мер и сроков устранения выявленных
нарушений.
Непосредственными исполнителями (рабочими) по всем
замечаниям принимаются незамедлительные меры по устранению выявленных
нарушений.
Периодический контроль также предусматривает две
ступени.
Третья ступень осуществляется цеховой комиссией, в
состав которой входят:
·
заместитель
начальника цеха (председатель комиссии);
·
представители
ОТК, ЦЗЛ, лаборатории метрологии, цеха КИПиА, ЦТЛ, технического отдела
производства (при необходимости - начальник проверяемого участка).
Контроль проводится один раз в месяц по графику,
утвержденному главным специалистом или начальником производства.
По результатам контроля с указанием замечаний и
предложений комиссией издается распоряжение.
Четвертая ступень осуществляется заводской комиссией,
в состав которой входят:
·
главный
специалист (главный инженер производства) - председатель комиссии;
·
представители
технического отдела завода, ОТК, ЦЗЛ, ЦТЛ, лаборатории метрологии, КИПиА.
Контроль осуществляется один раз в месяц по графику,
утвержденному начальником производства. Результаты контроля оформляются актом,
который утверждается главным инженером комбината. Акт направляется в
проверяемый цех и ОТК для выполнения и контроля.
По выявленным нарушениям разрабатываются мероприятия с
указанием нарушений. Мероприятия направляются главному специалисту, ОТК.
Контроль исполнения замечаний и предложений проводится
в соответствии с СТП 10.01-95 «Система работы в бригаде, цехе, на заводе.
Совещания по качеству».
Третья и четвертая ступени контроля включают следующий
перечень вопросов:
·
выполнение мероприятий
по результатам предыдущих проверок;
·
выполнение
мероприятий по повышению качества продукции и подготовка к внедрению вновь
вводимых стандартов;
·
наличие в цехе и
на рабочих местах технологических инструкций, ГОСТов, ТУ, СТП и другой НТД;
·
состояние
метрологического обеспечения;
·
наличие и ведение
«Дневников качества»;
·
проверка знаний
исполнителями требований ТИ, ГОСТов, ТУ, СТП и другой информации;
·
наличие на
участках цеха и правильность ведения журналов по проверке знаний
технологических инструкций у рабочих;
·
проведение
выборочного контроля готовой продукции;
·
проверка
документации о ведении контроля на первой и второй ступенях.
Оценка состояния и выполнения технологии, работа по
качеству продукции в бригаде, на участке, в цехе производится по количеству
допущенных нарушений технологии и убытков of брака, вторых сортов и уценки.
Внеочередной контроль предусматривает пятую ступень и
осуществляется по указанию руководства комбината.
Комиссию возглавляет начальник технического отдела
комбината. В состав комиссии входят главные специалисты (по переделам),
начальники ЦЗЛ, ОТК, ЦТЛ, цехов, главный метролог. По требованию председателя в
комиссию могут привлекаться и другие лица.
Результаты проверки оформляются актом, который
утверждается генеральным директором (главным инженером) завода. Копия
утвержденного акта направляется по назначению в подразделения комбината для
выполнения, в отдел технического контроля и технический отдел комбината для
контроля.
Внеочередной контроль предусматривает более глубокий
анализ по производственным участкам, видам продукции, технологическим процессам
и операциям.
Оценка качества сварной конструкции
Оценка качества - это систематическая проверка, насколько объект способен
выполнять установленные требования. Невыполнение установленных требований
является несоответствием (ГОСТ Р ИСО 9000-2001 «Системы менеджмента качества.
Основные положения и словарь»). Для устранения причин существующего
несоответствия организации осуществляют корректирующие действия.
Основной формой проверки является контроль. Любой контроль включает два
элемента: получение информации о фактическом состоянии объекта (для продукции -
о ее качественных и количественных характеристик); сопоставление полученной
информации с заранее установленными требованиями, то есть получение вторичной
информации.
Контроль качества продукции - контроль количественных и (или)
качественных характеристик продукции (ГОСТ 16504-81).
В процедуру контроля качества могут входить операции измерения, анализа,
испытания.
Измерения как самостоятельная процедура являются объектом метрологии.
Анализ продукции, в частности структуры и состава материалов и сырья,
осуществляется аналитическими методами - химическим анализом,
микробиологическим анализом, микроскопическим анализом и пр.
Испытания - экспериментальное определение количественных и (или)
качественных характеристик объекта испытаний (ГОСТ 16504-81).
К средствам испытаний относятся также основные и вспомогательные вещества
и материалы (реактивы и т.п.), применяемые при испытании.
При испытании могут применяться различные методы определений
характеристик продукции и услуг - измерительные, аналитические, регистрационные
(установление отказов, повреждений), органолептические (определение
характеристик с помощью органов чувств).
По месту проведения испытания бывают лабораторными, полигонными,
натурными. Испытания товаров проводят главным образом в лабораторных условиях.
Основное требование к качеству проведения испытания - точность и
воспроизводимость результатов. Выполнение этих требований в существенной
степени зависит от соблюдения правил метрологии.
3 Выбор и обоснование методов контроля качества
Показатели качества сварных соединений определяют
путем их контроля, как совокупность ряда свойств, таких как надежность, степень
работоспособности, прочность, структура металла шва и околошовной зоны,
коррозионная стойкость, отсутствие дефектов, число и характер их направления.
Согласно требованиям СП53-101-98 сварная конструкция
может подвергаться следующим видам контроля:
осмотр готового изделия, при котором контролируется
общая форма и размеры изделия, производится проверка размеров на соответствие
их указанных в чертеже;
осмотр сварных соединений выявляет наличие трещин,
подрезов, дефектов формы шва; производится замер катетов поясных швов и
элементов оформления;
выборочный ультразвуковой контроль. Ультразвуковой
контроль сварных соединений дает возможность определить наличие
микроскопических трещин, непроваров, газовых пор, шлаковых включений, а также
микроскопических изменений структуры в околошовной зоне.
На основании проведенного контроля, производится
анализ выявленных дефектов при помощи причинно-следственной диаграммы (рисунок
9).
Этот метод был разработан для выявления причин наблюдаемых отказов
профессором Исикавой. Строится для того, чтобы рассортировать и определить
взаимодействие между факторами, влияющими на процесс. Метод предполагает
выделять все возможные факторы, способствующие отказу, так, чтобы их можно было
систематическим образом анализировать. Информация на рассматриваемую проблему
(показатели качества) для построения диаграммы собирается из всех доступных
источников: используется журнал регистрации данных текущего контроля и другие
записи, сообщения персона
Рисунок
9 - Причинно-следственная диаграмма
4.
Пути повышения качества ортотропной плиты
При
изготовлении сварной конструкции повышения качества может обеспечиваться за
счет следующих мероприятий:
предупредительный
контроль: проводится с целью проверки исходных материалов, технической
документации, состояния оборудования;
контроль
технологических операций: контролируют заготовки, точность сборки, режимы и
технологию сварки;
технологическая
проработка производства: обеспечивает замену устаревших технологических
процессов заготовки, сборки, сварки более новыми и совершенными для перехода на
качественно новый уровень;
повышение
степени механизации и автоматизации при сборке и сварке.
В
дипломном проекте предложено использовать более совершенное сварочное
оборудование (использование пневмоприжима для сборки ребер, применение двух
сварочных головок), ручная дуговая сварка заменена механизированной, все это
позволило уменьшить время на сборочно-сварочные операции.
Трудоемкость
изготовления изделия уменьшена за счет использования механического
оборудования, в частности унифицированных стендов, обеспечивающих точность и
быстроту изготовления.
За
счет применения технологической линии расстановки оборудования по изготовлению
ортотропной плиты удалось снизить нерациональную загрузку подъемно-транспортного
оборудования и трудоемкость работ, а также привело к повышению
производительности труда.
4.
Патентная проработка
Таблица
28 - Регламент поиска патентной и научно-технической информации по теме «
Совершенствование технологии изготовления ортотропной плиты » студента группы
ЭС- 00 курс 5
|
Перечень вопросов по
которым необходим поиск информации
|
Страна поиска
|
Классификационные индексы
|
Источники информации
|
|
|
|
Наименование
научно-технической документации, дата публикации, выходные данные с указанием
пределов просмотра
|
Патентная документация,
наименование патентного бюллетеня, журналов, охранных документов, номера и
дата их публикации с указанием пределов просмотра
|
|
Технология односторонней
сварки под слоем флюса на флюсовой подушке
|
Россия, США
|
В23К 35/365 УДК6669.075
|
1. РЖ ВИНИТИ «Сварка»,
1993, №1- 2003, № 6 2. Журнал «Автоматическая сварка», 1993, № 1 - 2003, №6
3. Журнал «Сварочное производство», 1993, № 1 - 2003, № 6
|
Официальный бюллетень
«Открытия, изобретения», 1993, №1 - 2003, №4
|
Таблица 29 - Научно-техническая информация, отобранная для последующего
анализа
|
Наименование источника
информации
|
Авторы
|
Орган и год издания
|
|
1 Односторонняя сварка в
строительстве
|
Доронит Ю.В. Ханапетов
М.В.
|
Москва: Стройиздат, 1990
|
|
2 Сварка в машиностроении: Справочник
в 4-х т. Т. 1
|
Ольшанский Н.А.
|
Москва: Машиностроение,
1978
|
|
3 Сварочные флюсы
|
Подгаецкий В.В. Люборец
И.И.
|
Киев: Техника, 1984
|
5. Экономическая часть
Экономическая часть дипломного проекта предназначена для
технико-экономического обоснования разработанного технического решения
изготовления сварной конструкции и состоит из разделов:
1. Техническая подготовка производства
сварной конструкции.
2. Техническое нормирование
технологических операций.
3. Расчет основных параметров поточного
производства.
4. Расчет длительности производственного
цикла.
5. Организация труда и планирование
заработанной платы.
6. Планирование себестоимости
изготовления сварной конструкции.
7. Планирование цены, прибыли и
рентабельности производства.
8. Экономическая эффективность
мероприятий.
Технологическая подготовка производства сварной конструкции
а) Расчет массы изделия и производственной годовой программы:
Масса изделия рассчитывается в соответствии с чертежом конструкции, из
массы элементов ее составляющих. Общий вид мостовой балки представлен на
рисунке 2. Годовая производственная программа (Nг) рассчитывается исходя из
годового объёма производства сварочного участка в условных тоннах (Qг) и массы
изделия (Gизд) в тоннах: Nг=Qг / Gизд, шт./год.
Масса конструкции (ортотропной плиты) составляет Gизд=6,315т (согласно
спецификации чертежа).
Характер проектируемого способа и средств, затрачиваемых на изготовление
ортотропной плиты, в значительной степени определяется объемом производства
продукции, который рассчитывается по формуле:
,
где
Qг - объем производства данной конструкции в год,
Qг =16000
тонн/год;
шт/год
б)
Выбор основного металла для изготовления сварной конструкции:
В
современных конструкциях, изготавливаемых с помощью сварки, используются
разнообразные материалы, отличающиеся по своим механическим и физическим
свойствам, технологическим характеристикам.
Выбор
материала определяется соответствием его свойств требованиям, обусловленным
назначением и условием эксплуатации.
Металл
для изготовления ортотропной плиты должен обладать требуемым уровнем
механических свойств, достаточной коррозионной стойкостью и хорошей
свариваемостью. Наряду со статистической прочностью металл должен обладать
высокой прочностью при значительных нагрузках. В таблице 2 приведены
механические свойства стали 15ХСНД.
в)
Выбор и ценовое обоснование технологического оборудования:
Обычно,
в технологический процесс изготовления сварной конструкции включаются следующие
операции и оборудование:
- правка листов на листоправилыюй машине UBR 9х2500,
Ц=1328240 руб., На=5,6%;
- воздушно-плазменная резка «Комета», Ц=686400 руб., На=7,7%;
- строжка кромок на станке М 7814, Ц=686340 руб., На=5,6%;
фрезеровка торцов на станке 6991С1, Ц=234560 руб., На=7,75;
- сборка ортотропной плиты в кондукторе, Ц=283200 руб., На=11%;
сварка ортотропной плиты на установке, Ц=324650 руб., На=12,5%;
правка грибовидности на станке, Ц=286000 руб., На=7,7%;
общая сборка ортотропной плиты на установке,Ц=138540 руб,На=11 %;
общая сварка ортотропной плиты из составных узлов на стенде, Ц=385620 руб., На=12,5%;
Поскольку промышленность не выпускает листов необходимых размеров
(стандартный 6000х1500), то резку проводят с полезным максимальным
использованием площади листа.
Техническое нормирование технологических процессов
Нормирование правки
Норму штучного времени на правку одного листа рассчитывают по формуле:
где
L - длина выравляемого листа, L=6м;
l0 - расстояние
между осями верхних валиков, l0=0.9 м;
n - количество
пропусков листов через валки машины, n=4;
К
- коэффициент проскальзывания валков, К=0,95;
V - скорость
правки, V=12 м/мин;
m - количество
листов в пакете, m=4;
К1
- коэффициент, учитывающий затраты времени на отдых и
обслуживание,
К1=1,13;
tвсп - вспомогательное время, затрачиваемое на установку
листа,
промеры,
снятие листа, tвсп=8 мин;
Нормирование
воздушно-плазменной резки
где
d0 - толщина разрезаемого листа, см;
К0
- коэффициент, учитывающий состав разрезаемой стали, К0=1,07;
Кп
- коэффициент, учитывающий перегрев металла и потери в дуге,
Кп=1,7;
М
- коэффициент, учитывающий вид металла, для стали М=0,95;
N - мощность
дуги, для АВПР-2 N=80 кВт;
tвсп.рез - вспомогательное время на 1 пог.м реза, tвсп.рез=0,6 мин/м;
L рез - суммарная длина прямолинейной резки на лист,м;
tп - время на подогрев металла перед резкой; tп =0,1 мин;
nп - количество
подогревов на лист равно числу резов на лист;
tвсп - вспомогательное время, связанное с изделием, tвсп=10,4 мин;
mпак -
количество листов в пакете mпак=4
Нормирование
строжки кромок листов
где L -
длина листа, м L=11м;
h - припуск на
обработку, h=5 мм;
Vстрож. - скорость фрезеровки, м/мин Vстрож.=9 м/мин;
S - подача
суппорта на 1 проход, S=0,5мм;
m - число листов
в пакете;
tвсп -
вспомогательное время, tвсп =12,6 мин/изд;
Нормирование
фрезеровки кромок листов:
,
где L-
длина листа, м, L=3м;
h- припуск на
обработку, h=5 мм;
Vфрез- скорость фрезеровки, м/мин, Vфрез=9 м/мин;
S- подача
суппорта на один проход, S=0.5 мм;
m- число листов
в пакете, m= 12;
tвсп.- вспомогательное время, tвсп= 12,6 мин/изд;
мин.
Нормирование
сборочных работ
где tуст
- время на установку одной позиции, tуст =1,5-2 мин;поз - число позиций, из
которых собирается узел;фикс - время на фиксацию одной позиции, tфикс=1,0-1,5
мин;фикс - число фиксаций на собираемый узел, nфикс =2;шв - суммарная длина
швов собираемого узла, м;прихв - время на одну прихватку, tприхв =0,5 мин;шаг -
шаг прихваток, lшаг =0,5 м;кант - время на один полный поворот при кантовке
изделия, кант=2,4мин;кант - число кантовок на узел;п.св - время на один переход
сварщика в процессе сборки узла, п.св =0,1 мин;п.св - число переходов сварщика,
nп.св=Lшв/2lшаг ;
tвсп -
вспомогательное время, tвсп =2,5 мин/изд;
для
двутавра
Нормирование
сварочных работ автоматической сваркой под флюсом
где Vсв
- скорость сварки, м/ч V=45 м/ч;всп.шв - вспомогательное время, связаное со
швом на один погонный
метр
шва, tвсп.шв=0,8-1,6 мин/м;шв - суммарная длина сварного шва на свариваемый
узел, м Lшв;уст -
вспомогательное время на установку узла, tуст =2,5 мин/узел;кант - время на
один полный поворот изделия при сварке (кантовки), кант=2,0-2,4 мин;
tвсп -
вспомогательное время, tвсп =2,5 мин/изд;
Нормирование механизированной МДГ сварки в Ar+CO2
где
Fшв - площадь поперечного сечения шва, Fшв=30 мм3;
ρме -
плотность металла сварного шва, ρме=7,85
г/см3;всп.шв - вспомогательное время, связаное со швом на один
погонный
метр
шва, tвсп.шв=0,8-1,6 мин/м;шв - суммарная длина сварного шва на свариваемый
узел, м;уст - вспомогательное время на установку узла, tуст =2,5 мин/узел;кант
- время на один полный поворот изделия при сварке (кантовки), кант=2,0-2,4 мин;
tвсп -
вспомогательное время, tвсп =6,8 мин/изд;
Полный
расчет преведен в таблице 31.
Таблица
30 - Норма штучного времени на изделие по операциям
|
Наименование
технологической операции
|
Расчетные параметры формул
|
Вспомогатель-ное время, мин
|
Число узлов в изделии
|
Норма штучного времени,
tшт.изд
|
|
|
|
|
на узел
|
на изделие
|
|
Lшв, м
|
V, м/ч
|
tосн, мин
|
tвсп.шв
|
tвсп.изд
|
m
|
мин
|
час/изд
|
|
Нормирование правки
|
11
|
10
|
0,78
|
|
8
|
2,3
|
9,8
|
0,37
|
|
Нормирование ВПР
|
|
|
9,2
|
|
10,4
|
2,3
|
24,4
|
0,94
|
|
Нормирование правки
грибовидности
|
11
|
10
|
1,65
|
|
8
|
2
|
10,5
|
0,3
|
|
Нормирование строжки
|
11
|
540
|
3,5
|
|
12,6
|
2
|
17,8
|
0,59
|
|
Нормирование фрезировки
|
6
|
|
0,31
|
|
2,5
|
2
|
14,5
|
0,48
|
|
Сборка двутавра
|
44
|
|
67
|
|
2,5
|
3
|
70
|
3,5
|
|
Сварка двутавра
|
44
|
45
|
79
|
0,8
|
2,5
|
3
|
132
|
6,6
|
|
Сборка ортотропной плиты
|
66
|
|
102
|
|
2,5
|
2
|
105
|
3,5
|
|
Сварка ортотропной плиты
|
66
|
45
|
102
|
0,8
|
2,5
|
2
|
180
|
6
|
|
Общая сборка
|
54
|
|
80
|
|
2,5
|
1
|
82
|
1,36
|
|
Общая сварка
|
54
|
30
|
92
|
1,2
|
2,5
|
1
|
155
|
2,58
|
Итого: Stшт.заг
= 108 мин,
Stшт.ВПР = 56,12 мин,
Stшт.сб = 502 мин,
Stшт.св = 911 мин.
Расчет основных параметров поточного производства
Поточные линии широко используется для изготовления сварных конструкций.
Такт работы поточной линии с регламентированными перерывами на отдых
определяется:
где f -
число смен в сутки;
tсм - продолжительность смены; tсм=480мин;
tпер - регламентированный перерыв на отпуск и обед, tпер=50 мин;
а
- величина возможного брака к суточной программе запуска,
а=0,5-2,5%
Nв.сут - суточная программа выпуска поточной линии, тонн или
штук,
Nв.сут =Nг/251=3636/251=14,5(шт/сут)
Число
рабочих мест (единиц оборудования) на каждой i-ой операции
для выполнения годовой программы определяется:
где Fд.о- действительный годовой фонд времени работы
оборудования, ч.;
Nг - годовой выпуск изделия.
Fд.о= 3986 ч.
Учитывая
неравномерность загрузки оборудования на разных операциях, рассчитывается
коэффициент загрузки оборудования по каждой операции:
где
Cприн.i -
принятое число оборудования по i-ой операции, т.е. окруженное
Cпi до
ближайшего верхнего целого числа.
Годовой
явочный штат рабочих на поточной линии рассчитывается по формуле:
где Fн.р - номинальный годовой фонд времени работы рабочих,
Fн.р= (365-52 2 -10) 1 х 8=2008 часов
Результаты расчетов приведены в таблице 31.
Таблица 31 - Расчетные данные параметров поточного производства
|
Наименование
технологических операций
|
Норма штучного времени,
час/изд
|
Число оборудования
|
kзагр
|
Первоначальная стоимость
|
Норма амортизации,%
|
Годовая сумма амортизации,
Аг, руб/год
|
|
|
Cpасч.i
|
Cприн.i
|
|
|
|
|
|
1. Правка
|
0,37
|
0,33
|
1
|
591731
|
5,6
|
33137
|
|
2. ВПР
|
0,94
|
0,85
|
1
|
0,85
|
787644
|
12,5
|
98456
|
|
3. Правка грибовидности
|
0,3
|
0,27
|
1
|
0,27
|
104247
|
7,7
|
8027
|
|
4. Фрезеровка
|
0,48
|
0,43
|
1
|
0,43
|
136162
|
7,7
|
10484
|
|
5. Строжка
|
0,59
|
0,54
|
1
|
0,54
|
500342
|
5,6
|
28019
|
|
6. Сборка двутавра
|
3,5
|
3,2
|
3
|
1,06
|
390886
|
11
|
42997
|
|
7. Сварка двутавра
|
6,6
|
6,0
|
6
|
1
|
2520000
|
12,5
|
315000
|
|
8. Сборка ортотропной плиты
|
3,5
|
3,2
|
3
|
1,06
|
1260806
|
11
|
138688
|
|
9. Сварка ортотропной плиты
|
6
|
5,5
|
6
|
0,92
|
2508895
|
12,5
|
313612
|
|
10. Общая сборка
конструкции
|
1,36
|
1,24
|
1
|
1,24
|
240505
|
11
|
26456
|
|
11. Общая сварка
конструкции
|
2,58
|
2,4
|
2
|
1,2
|
1295683
|
12,5
|
161960
|
|
Итого
|
|
|
|
|
103369901
|
|
1177136
|
SПСоб.= 10336901 руб.
ОФ=SПСоб./dоб.ОФ(0,51)=20268433 руб.
Расчет длительности производственного цикла
Длительность производственного цикла изготовления сварной конструкции -
календарный период времени между запуском в производство исходных материалов и
выпуском продукции в готовом виде. При параллельно-последовательном способе
сочетания операций во времени длительность цикла определяется:
где n
- число изделий в выборочной партии, n=10;
/0,7
- коэффициент перевода рабочих суток в календарные;- число выполняемых
технологических операций в технологическом
процессе
изготовления сварной металлоконструкции;- число изделий в транспортной партии,
p=4;мо - длительность межоперационного ожидания и времени
транспортировки
от предедущего к последующему рабочему месту, мо=15мин;ест - длительность
естественного процесса (для снятия остаточных
напряжений),
Tест=72 ч/изд;
Stшт.кор - суммарная
норма времени коротких операций, сравнивая их
между
собой парами;см - количество смен в сутках, fсм=2;см - длительность смены,
tсм=8 ч.
Длительность
производственного цикла необходима для нормирования велечины оборотных средств
ОС цеха, которые будут использованы для определения суммарного капитала
сварочного цеха.
Организация
труда и заработной платы
Расчет
явочного и списочного штата рабочих
Явочный
штат рабочих по операциям рассчитывается по формуле:
Списочный
штат рабочих определяется с учетом коэффициента списочности:
Действительный
фонд времени работы рабочих учитывает длительность отпуска (Ор) и другие
целодневные невыходы по уважительным причинам (Ну).
Количество
рабочих на подмену получают как разность между списочным и явочным штатом
рабочих:
Квалификация
рабочих по специальности
Квалификация
рабочих по специальностям назначается в зависимости от среднего разряда работ в
сварочном цехе.
Численность
и штатное расписание рабочих приведены в таблице 32.
Таблица
32 - Численность и штатное расписание рабочих
|
Основные профессии по
специальности
|
Норма време-ни,tшт,
ч/изд
|
Разряд рабоче го
|
Число рабо-чих
|
Явоч-ный штат ЧПяв
|
Расстановочный штат по
сменам
|
Списочный штат ЧПсписоч
|
|
|
|
ЧПрасч
|
|
ЧП1см
|
ЧП1см
|
|
|
Правщик, резчики
|
3,19
|
4
|
5,77
|
6
|
3
|
3
|
6,5
|
|
Слесарь-сборщик,
слесари-сварщики
|
8,4
|
4,5
|
14,2
|
14
|
7
|
7
|
17,23
|
|
Сварщик МДГ
|
4,5
|
4
|
8,1
|
8
|
4
|
4
|
9,3
|
|
Сварщик-автоматчик
|
5,4
|
4
|
9,8
|
10
|
5
|
5
|
11,1
|
|
Итого
|
21,5
|
|
|
38
|
19
|
19
|
44
|
После расстановки рабочих по сменам, необходимо рассчитать коэффициент
сменности, характеризующий уровень организации труда на участке:
Расчет
численности промышленно-производственного персонала участка
Численность
обслуживающих (вспомогательных) рабочих сдельщиков, определяется на основе
нормированной плановой трудоемкости изготовления приспособлений, оснастки или
укрупненным расчетом в процентах от технологических рабочих:
где
списочная численность технологических рабочих участка;
коэффициент
учитывающий численность обслуживающих
рабочих
в %-х от технологических рабочих (0.35-0.45);
Численность
инжинерно-технического персонала принимается по нормам численности в
зависимости от типа производства и числа рабочих на участке:
Численность технического персоонала:
где Нт.обсл
- численность рабочих приходящихся на одного технически
обслуживающего
персонала, Нт.обсл=75 чел.
Численность
промышленно-производственного персонала:
Производительность
труда рабочих и П.П.П.
Производительность
труда одного технологического рабочего в зависимости от периода времени.
где
Qсут, Qсм, Qчас - суточный, сменный и часовый выпуск продукции на
участке.
Планирование
заработной платы
Планирование
фонда оплаты труда (ФОТ) рабочих производится в соответствии с тарифными
ставками и положением об оплате труда рабочих различных специальностей.
Планирование элементов ФОТ проводится с точностью до рубля по ниже приведенной
схеме:
Расчет
прямой заработной платы
Расчет
основной заработной платы
Расчет
дополнительной заработной платы
где Кт
- тарифный коэффициент для соответствующего разряда;
Кр.к
- районный коэффициент, =1,3;
Кдоп
- коэффициент, учитывающий долю затрат за невыходы по уважительным причинам
(отпуск, выполнение гос. обязанностей и т.п.) - Кдоп=0,142;
ЧТчас
- часовая тарифная ставка 1-го разряда, руб/час;
SД - суммарный
коэффициент доплат за отработанное время.
Фонд
оплаты труда рабочих участка определяется как сумма основной и дополнительной
заработной платы технологических рабочих по всем специальностям (операциям).
Результаты
расчетов приведены в таблице 33.
Таблица 33 - Сводные значения основной и дополнительной заработной платы
технологических рабочих
|
Специаль- ности
|
Часовая тарифная ставка,  , руб/чШтучная норма времени,  , ч/издТариф ный коэф. КтСуммарный коэф. доплат Осн заработная плата,  ,
рубДоп заработная плата,  ,
рубФонд оплаты труда, ФОТ, руб/год
|
|
|
|
|
|
|
|
Правщик, строг., вальц., и
г. резчик
|
10,27
|
3,19
|
1,33
|
1,65
|
269469,5
|
38265
|
307734
|
|
Слесарь-сборщик,
слесари-сварщики
|
12,33
|
8,5
|
1,42
|
1,75
|
1032482
|
146612
|
879094
|
|
Сварщик МДГ
|
12,33
|
4,5
|
1,33
|
1,75
|
610425
|
86680
|
697105
|
|
Сварщик-автоматчик
|
12,33
|
5,4
|
1,33
|
1,75
|
732510
|
104016
|
836526
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
|
3650779
|
375573
|
4026352
|
Для сравнения с реальной заработной платой рабочих в промышленности
необходимо рассчитать среднемесячную заработную плату одного рабочего.
Планирование
себестоимости продукции
Расчет
затрат на основные материалы
К основным материалам, при изготовлении сварных металлоконструкций
относятся: листовой металл и заготовки, присадочные материалы, т.е. все то, что
входит в массу изготовляемой продукции.
Затраты на основной металл рассчитываются:
где Gизд
- масса используемого материала для изготовления изделия;
СМе
- стоимость материала, СМе=12600 руб/т;
Кисп
- коэффициент использования материала, Кисп=1,08;
Цотх
- цена отходов, Цотх=600 руб/т.
Затраты
на сварочную проволоку
где gсв.пр
- удельный расход сварочной проволоки на 1 пог.м. шва, gсв.пр=0,4кг/пог.м;
Кисп.пр
- коэфициент использования (расхода) сварочной проволоки, Кисп.пр=1,04;
Ссв.пр
- стоимость сварочной проволоки, Ссв.пр=26,2 руб/кг.
Затраты
на приобретение газа и флюса
где Hрасх
- норма расхода СО2, Hрасх=22 литр/мин;
Сгаза
- стоимость защитного газа, Сгаза=16,36 руб/м
;
Кфл
- удельный расход флюса на 1 кг наплавленного металла, Кфл=1,2;
Сфл
- стоимость флюса, Сфл=9,2 руб/кг;
tосн=0.95 мин/изд.
Итого:
Затраты
на электроэнергию
где Gн.м
- масса наплавленного металла, кг/изд;
qэл.эн -
удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, qэл.эн=7
кВт×ч/кг;
Сэд.эн
- стоимость 1 кВт×ч, Сэд.эн=0,97 руб/Квт×ч.
Расчет
цеховых косвенных затрат
Заработная
плата обслуживающих рабочих
где ЧТчас
- часовая тарифная ставка вспомогательных рабочих,
ЧТчас=9,12руб/час;
Fн - номинальный
годовой фонд времени рабочих, Fн=2008 ч/год.
Заработная
плата ИТР по штатно-окладной системе
где КИТР
- доля от суммарного ФОТ рабочих, КИТР=0,2.
Затраты
связанные с оборудованием
Затраты
на текущий ремонт и модернизацию оборудования:
где Ктек.рем
- коэффициент, характеризующий затраты на текущий ремонт
оборудования
от первоначальной стоимости, Ктек.рем=0,19.
Затраты
на содержание и эксплуатацию оборудования:
где Ксод.экс
- затраты на содержание и эксплуатацию оборудования,
Ксод.экс=0,1.
Затраты
на здание
Для
определения затрат на содержание, амортизацию и ремонт зданий необходимо
определить первоначальную стоимость зданий:
где Назд
- норма амортизации, Назд=0,35;
Ктек.рем.зд
- коэффициент на текущий ремонт зданий, Ктек.рем.зд=0,035;
Кэкс.зд
- коэффициент на содержание и эксплуатацию зданий,
Кэкс.зд=0,025.
Таблица 34 - Смета цеховых косвенных расходов
|
N
|
Наименования расходов
|
Величина
|
|
1
|
Заработная плата
вспомогательных рабочих
|
553509,2
|
|
2
|
Заработная плата
управленческого персонала
|
714793,8
|
|
3
|
Начисление в единый социальный
фонд
|
1177979
|
|
4
|
Дополнительная заработная
плата технологических рабочих
|
375573
|
|
5
|
Амортизация оборудования
|
1177136
|
|
6
|
Текущий ремонт оборудования
|
1964011
|
|
7
|
Содержание оборудования
|
1033690
|
|
8
|
Аренда здания
|
1986306
|
|
9
|
Текущий ремонт зданий
|
198631
|
|
10
|
Содержание и эксплуатация
зданий
|
141879
|
|
11
|
Административно-управленческие
расходы 6% от S ФОТ
|
279860
|
|
12
|
Расходы на охрану труда 2%
от S ФОТ
|
93286,7
|
|
13
|
Транспортные расходы 1% от S 1…12 статьи
|
96966,5
|
Прочие расходы 2% от S 1…13 статьи
|
195872
|
|
ИТОГО годовые цеховые
косвенные расходы SSкосв.год
|
9989491
|
|
ИТОГО цеховые косвенные
расходы на 1 изделие Sизд.косв=SSкосв.год/Nг
|
2747,4
|
Таблица 34 - Планирование себестоимости изделия
|
N
|
Наименование статей
расходов (затрат)
|
Величина руб/изд
|
|
1
|
Основные материалы
|
165354
|
|
2
|
Технологическая
электроэнергия
|
546,6
|
|
3
|
Основная заработная плата
технологических рабочих,  727
|
|
|
4
|
Цеховые косвенные расходы
на 1 изделие,  3747,4
|
|
|
Итого цеховая себестоимость
1-го изделия,  159375
|
|
|
5
|
Общезаводские расходы:  39844
|
|
|
Итого полная себестоимость
изделия: 229219
|
|
|
6
|
Себестоимость условной
тонны:  20512
|
|
|
7
|
Себестоимость базовой
условной тонны:  , руб/т20800
|
|
|
8
|
Процент снижения
себестоимости:  3,31
|
|
|
9
|
Доля основного металла:  0,75
|
|
|
10
|
Коэффициент цеховых
косвенных расходов:  3,7
|
|
Планирование цены. Прибыли. Рентабельности
Доход предприятия от реализации продукции характеризуется правильно
выбранной ценой и эквивалентности прибыли.
Оборотные средства предприятия:
Основные
фонды предприятия:
Производственный
фонд предприятия åК включает в себя оборотные средства и основные фонды:
Валовая
нормативная прибыль составляет:
Определение
минимально-возможной цены:
где Nр
- реализуемая продукция, Nр = 0,8Nг=2909;
Кндс
-коэффициент, учитывающий долю участия неоплаченного НДС
от
добавленой стоимости при производстве изделия, Кндс = 1,06
Определение
рыночной цены:
Определение цены реализации:
где А,
B, C, D, E - доли затрат в себестоимости продукции на материал, электроэнергию,
заработную плату, оборудование, цеховые косвенные расходы;
В этом случае прибыль предприятия составит:
Имея цену и прибыль, можно рассчитать рентабельность производства:
Результаты расчетов приведены в таблице 35.
Таблица 35 - Цена, прибыль, рентабельность.
|
Цена, руб
|
Прибыль, руб
|
Рентабельность
|
Коэффициент цены
|
|
 214981
|
11771663
|
0,22
|
1,08
|
|
|
 258985
|
107770425
|
2,1
|
1,2
|
|
|
 283848
|
104612013
|
2,9
|
1,4
|
|
|
 233899470866520,91,17
|
|
|
|
|
Если нераспределенная прибыль (чистая) прибыль составит 30% от Пвал, то
ФРП предприятия составит:
Экономическая эффективность
Определение годового экономического эффекта запланированных мероприятий:
Расчетный коэффициент экономической эффективности:
Т.к.
Ерасч > Ен, то можно сделать вывод, что мероприятия по созданию предприятия
являются экономически эффективными.
Срок
окупаемости данного предприятия рассчитывается по формуле:
Таким
образом можно сделать вывод, что полная окупаемость предприятия составит 3,5
года.
6. Планировка и разрез участка
.1 Определение ширины пролета
Ширина пролета сборочно-сварочного участка зависит от вариантов
расположения рабочих и складочным мест, необходимости применения напольного
транспорта, применение различного количества линий рабочих мест. На рисунке 21
показана схема расположения рабочих мест для подсчета требуемой высоты пролета
с размещением складочных мест.
Рисунок 21 - Схема расположения
Ширина рабочего места (bм) в сборочно-сварочном отделении
обусловлена шириной сборочно-сварочного устройства, а так же шириной проходов,
которые необходимы для перемещения рабочих в процессе выполнения работ на
данном рабочем месте.
,
где
bоб -
ширина оборудования, в данном случае длина сборочно-сварочного стенда, bоб=12 м;
bсв - ширина проходов для сварщика, bсв=1 м. 
Ширина
складочного места зависит от размеров складываемых у рабочих мест деталей или
сборочных единиц.
Числовые
значения величин используемых при расположении рабочих и складочных мест,
выбирают в соответствии с требованиями технологического проектирования и по
данным практики.
Величины:
b1 - расстояние от колонн до оборудования, b1=1-3 м;
b2 - расстояние между оборудованием и складочным местом,
b2=1-1,2 м;
Для
предложенного расположения рабочих и складочных мест (рисунок №), ширину
пролета можно рассчитать по формуле:
,
м.
Для
цехов машиностроительных заводов установлены унифицированные типовые секции,
основной из которых является секция (для продольных пролетов) размерами с
сеткой колонн 24×12
м и 18×12 м, где 12 м - расстояние между осями соседних колонн, а 18 и 24 м -
ширина пролетов.
Исходя
из рассчитанной ширины пролета, для проектируемого участка выбираем ближайшую ширину
пролета равную 24м.
6.2
Планировка складочным и рабочих мест
Исходя
из отсутствия напольного транспорта, использование одной линии рабочих мест, а
также при точности технологического процесса, требуемая длина пролета
составляет 60м.
План
участка сборки и сварки конструкции, с учетом всех ранее рассчитанных и
выбранных данных необходимых для планировки, приведены в графической части
проекта (лист 8).
.3
Определение высоты пролета
Высота
пролета сборочно-сварочного проектируемого участка обусловлена размерами
подлежащей изготовлению в нем сборочных единиц или конструкции в целом,
габаритными размерами запроектированного к установке оборудования большой
высоты и предусмотренным применением либо отказом от применения верхнего
транспорта.
Согласно
технологии изготовления изделия в сборочно-сварочном отделении запроектировано
применение верхнего транспорта в виде мостового крана.
При
наличии верхнего транспорта высота пролета может быть рассчитана по формуле:
;
,
где
h1 -
наибольшая высота применяемого оборудования, в данном случае h1=4,9 м;
h3 - расстояние от уровня поверхности головки рельса до
наиболее низкой точки подъемного крюка в его наиболее высоком положении,
принимаем h3=1 м;
h4 - принимаем равное 0,5×ширины залки, h4=1,6 м;
h5 - наибольшая высота груза, h5=0,3м;
h6 - расстояние между наиболее низкой точкой поднятых
грузов и
самим
высоким оборудованием, h6=0,8 м;
h7 - расстояние от уровня поверхности головки рельса
подкранового
пути
до высшей точки оборудования тележки мостового крана,
h7=1,3 м;
h8 - место для размещения в пролете светильного
освещения цеха,
h8=1,2 м.
.
Ближайшая
стандартная величина высоты пролета цеха от пола до уровня головки подкрановых
путей Hп= 9,65 м.
.
Ближайшая
стандартная величина высоты пролета цеха от пола до нижнего уровня затяжки
стропки перекрытия Н3=12,6м.
Поперечное
сечение пролета сборочно-сварочного участка показано в графической части
проекта (лист 8).
7. Охрана труда
7.1 Анализ условий труда
Во время изготовления сварных конструкций - мостовых балок, на работающих
воздействуют вредные и опасные производственные факторы. К вредным
производственным факторам относятся: повышенная запыленность и загазованность
воздуха рабочей зоны; ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение
сварочной дуги, а также инфракрасное излучение сварочной ванны и свариваемых
изделий; электромагнитные поля; ионизирующие излучения; шум; ультразвук;
статическая нагрузка на руку.
При сварке в зону дыхания рабочих могут поступать сварочные аэрозоли,
содержащие в составе твердой фазы окислы различных металлов, а также токсичные
газы. Количество и состав сварочных аэрозолей, их токсичность зависят от
химического состава сварочных материалов и свариваемых металлов, вида
технологического процесса. Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ
может явиться причиной острых и хронических профессиональных заболеваний и
отравлений. Технологический процесс изготовления блока главных балок моста
можно разделить на три части, имеющие наиболее вредное влияние на организм
человека, вредные и опасные факторы этих процессов представлены в таблице 36.
Таблица 36 - Вредные и опасные факторы
|
Процесс
|
Вредные факторы
|
Опасные факторы
|
|
Газокислородная резка
|
Запыленность и
загазованность рабочей зоны Видимое и инфракрасное излучение Шум
|
Движущиеся механизмы
Системы находящиеся под избыточным давлением
|
|
Полуавтоматическая сварка в
смеси защитных газов (Ar+CO2)
|
Выделение вредных веществ
Ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное излучение Шум Статическая нагрузка на
руку
|
Электрический ток Искры,
брызги Движущиеся механизмы Наличие систем с избыточным давлением
|
|
Автоматическая сварка под
слоем флюса
|
Выделение вредных веществ
Шум
|
Электрический ток Искры,
брызги Движущиеся механизмы
|
Все работы по сварке и резке выполняются внутри производственного
помещения. При выполнении работ внутри помещения системы отопления, вентиляции
и конденсирования воздуха должны обеспечить метеорологические условия, то есть
допустимую температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и
его чистоту, освещенность помещения. Некоторые показатели условий труда
представлены в таблице 37.
Таблица 37 - Показатели условий труда на ОАО «НЗРМК»
|
|
ПДК, ПДУ доп. Уровень
|
Фактический уровень
производственного фактора
|
Величина отклонения
|
Класс условий труда,
степень вредности и опасности
|
Продолжительность
воздействия
|
|
Аэрозоли фиброгенного
действия, в том числе сварочная аэрозоль мг/м3
|
1
|
10
|
11,6
|
1,1
|
3,1
|
6,8
|
|
2
|
10
|
8,4
|
Доп
|
2
|
6,8
|
|
3
|
10
|
12,4
|
1,2
|
3,1
|
6,8
|
|
Марганец в сварочных
аэрозолях, мг/м3
|
1
|
0,2
|
0,05
|
Доп
|
2
|
6,8
|
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Оксид углерода мг/м3
|
1
|
20
|
16,6
|
доп
|
2
|
6,8
|
|
2
|
20
|
6,3
|
доп
|
2
|
6,8
|
|
3
|
20
|
8,4
|
доп
|
2
|
6,8
|
|
Пары флюса (оксид Fe),
мг/м3
|
1
|
6,0
|
0,11
|
Доп.
|
2
|
6,8
|
|
2
|
6,0
|
0,11
|
Доп.
|
2
|
6,8
|
|
3
|
6,0
|
0,11
|
Доп.
|
2
|
6,8
|
|
Шум, дБА
|
1
|
80
|
81
|
1
|
3,1
|
6,8
|
|
2
|
80
|
81
|
1
|
3,1
|
6,8
|
|
3
|
80
|
82
|
2
|
3,1
|
6,8
|
Оценка условий труда:
по степени вредности 3,2
По степени травмобезопасности 3
План мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда:
1. Предоставление дополнительного
отпуска 6 дней;
2. Доплаты к тарифной ставке за вредные
условия труда.
Сварка изделий средних и малых размеров в стационарных условиях должна
производиться в специально оборудованных кабинах. Кабины должны быть с открытым
верхом и выполнены из негорючих материалов. Место проведения сварочных и других
огневых операций должно быть обеспечено средствами пожаротушения.
Противопожарные нормы на ОАО «НЗРМК» должны соответствовать СниП 2.01.02-85;
Производственные здания: СниП 2.09.02-85;
Правила пожарной безопасности РФ: ППБ-01-93;
Производственное оборудование по ГОСТ 12.2.003-91
Освещение в цехе комбинированное: естественное на верхнем ярусе,
комбинированное на нижнем ярусе. Освещение в цехе соответствует установленным
нормам. Особое внимание при сварке в среде защитных газов должно быть уделено
защите от пыли газовыделения в зоне сварки, которое зависит от состава
защитного газа, свариваемого материала, состава электродной проволоки и режимов
сварки. Наибольшее внимание при сварке в смеси газов Ar+CO2 стали 15ХСНДА следует уделять
концентрации следующих вредных веществ: CO; Mn и его
соединения; пыль; Cr2O3; Fe2O3. Концентрации вредных веществ и их суточная
допустимая концентрация занесены в таблицу 38.
Таблица 38 - Выделившиеся вредные вещества
|
Вещество
|
Фактическая концентрация Q,
мг/м3
|
ПДКсс, мг/м3
|
Q/ ПДКсс
|
|
Пыль
|
4,3
|
0,1
|
43
|
|
Mn
|
0,22
|
0,001
|
220
|
|
Cr2O3
|
0.009
|
0.0015
|
6
|
|
Fe2O3
|
3.3
|
0.04
|
82.5
|
|
CO2
|
0,62
|
3
|
0,21
|
Из данных таблиц видно, что концентрация практически всех выделившихся
веществ превышает допустимый предел в несколько раз. Чтобы избежать влияния
этих вредных веществ на организм человека, необходимо организовать приточно-
вытяжную вентиляцию.
Оборудования применяемое в цехе соответствует всем требованиям безопасной
эксплуатации. Корпуса всех сварочных установок заземлены. Источники тока
подключены к сети напряжения 380 В, исключено подключение к сети с напряжением
660 В, так как такие сети в цехе отсутствуют. Отдельные элементы сварочных
цепей, а также отрезки сварочных кабелей при наращивании длины соединяются
разъемными соединительными муфтами. Токоведущие кабели изолированы по всей
длине и защищены от механических повреждений. Персонал обслуживающий сварочные
установки проходит инструктаж по технике безопасности. Таким образом,
вероятность поражения электрическим током в цехе сведена к минимуму.
Основными источниками шума в цехе являются портальная машина
воздушноплазменной резки «Комета», сварочные выпрямители, автоматы для сварки под
слоем флюса, электродвигатели кондукторов. Шум создаваемый этим оборудованием
составляет 78 дБа, что не превышает установленного санитарными нормами значения
уровня звука в 85 дБА. Таким образом нет необходимости в мероприятиях по
снижению шума.
7.2 Мероприятия направленные на улучшения условий труда
Как показал анализ условий труда, для приведения условий труда к
санитарным нормам необходимо установить вентиляцию, которая уменьшит
концентрацию вредных веществ в рабочей зоне до предельно допустимой концентрации.
Вентиляция бывает общей и местной. Общая вентиляция применяется при
сильном загрязнении рабочей зоны вредными веществами от многих технологических
операций. Местная вентиляция применяется, если в технологическом процессе
присутствует наибольшее количество «грязных» операций. В рассматриваемом
технологическом процессе загрязнение рабочей зоны вредными веществами
происходит от трех источников: машины газокислородной резки, полуавтоматов для
сварки в среде защитных газов и автоматов для сварки под слоем флюса.
Наиболее рациональным в данном случае будет являться установка
общецеховой приточно-вытяжной вентиляции.
Приведем расчет количества приточного воздуха необходимого для
разбавления концентрации вредных веществ до предельно допустимых значений. Необходимое
количество воздуха Lпр, м3/ч, вычисляют по
формуле:
Lпр= m · Lпр.уд. ,
Где m - расход сварочного материала, кг/ч;
Lпр.уд. - удельное количество приточного
воздуха на 1 кг сварочного материала м3/кг.
Lпр=14,5·1000=14500 м3/ч
7.3 Пожаро- и взрывобезопасность
Согласно НПБ 105-03, цехи и участки, где ведутся работы по электродуговой
сварке, газокислородной резке металлов, относятся к категории «Г» производств
по пожарной и взрывной опасности. Количество огнетушителей и других первичных
средств пожаротушения для таких цехов и участков должно выбираться в
соответствии со СниП II-90-81,
СниП II-2-80 и с типовыми правилами пожарной
безопасности для промышленных предприятий.
Помещения, в которых выполняются газовая сварка и резка металлов, должны
быть построены из элементов конструкций по IV категории противопожарной безопасности ( противопожарная
стойкость не менее 2 ч).
Места, отведенные для проведения сварочных работ, установки оборудования
должны быть очищены от легковоспламеняющихся материалов в радиусе не менее 5 м.
Сварочные работы вне производственного помещения могу производиться только по
согласованию с заводской пожарной охраной.
Запрещается производить сварку свежеокрашенных конструкций до полного
высыхания краски, сосудов, аппаратов, трубопроводов коммуникаций, находящихся
под напряжением, избыточным давлением, заполненных горючими и токсичными
материалами.
Вблизи хранилища карбида кальция должны быть размещены средства
пожаротушения ( сухой песок, углекислотные огнетушители, тетрахлорные или
порошковые огнетушители).
Проезды, проходы к пожарному инвентарю должны быть постоянно в свободном
состоянии.
Для тушения электропроводки, находящейся под напряжением, применяют
углекислотные огнетушители: ОУ-2; ОУ-5.
На участках допускается хранить не более сменной потребности горючих
материалов в готовом к применению виде.
Курение допускается только в установленных местах.
Ответственность за противопожарную безопасность возлагается на начальника
участка. Наиболее взрывоопасными местами на участке являются места подачи
защитного газа, т.к. присутствует избыточное давление.
7.4 Ликвидация чрезвычайных ситуаций
На промышленном предприятии может возникнуть чрезвычайная ситуация,
которая влечет за собой аварию на предприятии. В результате чего производственный
процесс приостанавливается и предприятие несет убытки. Поэтому необходимо
разработать мероприятия по ликвидации аварии, для того чтобы максимально
уменьшить количество пострадавших, эффективно справиться с аварией, избежать
длительной остановки предприятия.
Для этого необходимо четко распределить обязанности руководителей и
подчиненных, а также скорректировать их действия во время аварии.
Наиболее вероятной аварией в цехе РРМК является выделение газа в
помещении цеха вследствие нарушения магистральных газопроводов, на отводах
газопроводов к нагревательным цехам, а также цехового коллектора с последующим
взрывом, пожаром или отравлением. Мероприятия по ликвидации такой ЧС приведены
в таблице 39.
Таблица 39- Мероприятия по ликвидации ЧС
|
Наименование аварии
|
Мероприятия по спасению
людей и ликвидации аварии
|
Лица ответственные за
выполнение мероприятий
|
|
Разрыв магистрального
газопровода с последующим взрывом и пожаром
|
Окриком или сиреной
оповещаются все работающие в цехе. Весь персонал, работающий вблизи места
аварии немедленно покидает опасное место. Необходимо сообщить об аварии
диспетчеру завода. Производится остановка технологического оборудования.
Вызывают пожарную охрану для тушения пожара. Перекрыть въезд автомобилей и
ж/д транспорта в цех. Обеспечить подачу пара и воды к месту аварии. При
возгорании газа необходимо поливать водой из шланга или пожарного ствола
газопровода, коммуникации здания вокруг очагов возгорания во избежание
дальнейшего распространения огня. Обход всех помещений с целью спасения
застигнутых аварией людей. Тушение пожара.
|
Первый заметивший аварию
Мастер или начальник участка Мастер начальник участка и старшие мастера
Механик цеха и старший мастер Пожарники
|
8. Охрана
окружающей среды
При изготовлении мостовых балок производятся технологические операции,
при выполнении которых выделяются вредные вещества. В зависимости от количества
выделяющихся веществ возможно возникновение необходимости в проведении
мероприятий по удалению пыли, паров, вредных веществ и т. п.
Расчет вентиляции по удалению пыли, паров и вредных веществ производится
в соответствии с рекомендациями [ ].
Исходные данные занесены в таблицу 40.
Таблица 40 - Исходные данные
|
Технологические
операции
|
Масса наплавленного
металла, кг/год
|
|
Механизированная сварка в
среде защитных газов
|
51597
|
|
Автоматическая сварка под
слоем флюса
|
123029
|
Расчетное часовое загрязнение воздуха выделяющимися при указанных выше
способах сварки вредными веществами определяется по формуле:
= G*Bi / (Фд* V);
Где G- масса наплавленного металла;отношение веса i-го вещества,
выделяющегося при сварке, к весу расходуемых электродов;
Фд- действительный фонд времени работы сварщика, Фд=
3765 ч;объем вентилируемого помещения.
8.1 Автоматическая сварка под слоем флюса
Объем вентилируемого помещения составляет 21772,8 м3.
Масса наплавленного металла в год при автоматической сварке составляет
123029 кг
Расчетные данные загрязнения воздуха выделяющимися при автоматической
сварке под слоем флюса вредными веществами занесены в таблицу 41
Таблица 41 - Расчетные данные при автоматической сварке под слоем флюса
|
Вредные вещества
|
Bi, г/кг
|
G*Bi, г
|
ПДКсс, мг/м3
|
Q/ПДКсс, мг/м3
|
Ai, Усл.т./г
|
Ai, mi, Усл.т./г
|
|
Пыль
|
0,1
|
12032,9
|
0,15
|
0,1
|
1,5
|
5
|
0,0005
|
|
Mn
|
0,024
|
2952,7
|
0,036
|
0,001
|
36
|
130
|
0,0312
|
|
SiO2
|
0,05
|
6151,45
|
0,075
|
0,05
|
1,5
|
10
|
0,0005
|
|
Фториды
|
0,16
|
19684,6
|
0,0245
|
0,01
|
24,5
|
120
|
0,12
|
|
NO2
|
0,001
|
123,029
|
0,0015
|
0,04
|
0,0375
|
115
|
0,000115
|
|
Итого:
|
|
|
0,5075
|
|
63,5
|
|
0,04387
|
Так как Q/ПДКсс>1, необходима очистка воздуха.
Сварочная пыль на 99 % состоит из частиц размером от 0,001 до 0,1 мк м ,
что соответствует группе очень мелкодисперсной пыли. Кроме того, выделяются
аэрозоли, соответствующие подгруппе - топкий туман.
8.2 Механизированная сварка в среде защитных газов
Объем вентилируемого помещения составляет 21772,8 м3.
Масса наплавленного металла при механизированной сварке составляет 51597
кг.
Расчетные данные загрязнения воздуха выделяющимися при механизированной
сварке в среде защитных газов вредными веществами занесены в таблицу 42.
Таблица 42 - Расчетные данные при механизированной сварке в среде
защитного газа
|
Вредные вещества
|
Bi, г/кг
|
G*Bi, г
|
Q, мг/м3ч
|
ПДКсс, мг/м3
|
Ai, усл.т./г
|
Q/ПДКсс, мг/м3
|
Ai mi, усл.т./г
|
|
Пыль
|
9,7
|
500491
|
6,1
|
0,1
|
5
|
61
|
0,0485
|
|
Mn
|
0,5
|
25798
|
0,35
|
0,001
|
130
|
350
|
0,065
|
|
Cr2O3
|
0,02
|
1031,9
|
0,0125
|
0,0015
|
500
|
8,3
|
0,01
|
|
Fe2O3
|
7,48
|
385946
|
4,7
|
0,04
|
4
|
117,5
|
0,02992
|
|
CO
|
1,4
|
72236
|
0,88
|
3
|
5
|
0,29
|
0,007
|
|
Итого:
|
|
|
12,0425
|
|
|
577,01
|
0,161
|
Так как Q/ПДКсс>1, то необходима очистка воздуха.
Выбор системы очистки выбросов, расчет экономического ущерба.
Загрязнения после очистки выбросов:
Ма = Σ AiÌmi Ì(1- КПДж)Ì(1-КПДр)Ì(1-КПДс.в.);
Ма= 2049
Ì(1-0,3)Ì(1-0,5)Ì(1-0,98)= 0,00143 усл.т./год
Σ AiÌmi=
ΣAiÌmi авт. + ΣAiÌmi мех.
Экономический ущерб от загрязнения атмосферы:
а=
YaÌSa·f·Ma=
1000·4·10·0,00143Ì1000= 57000 руб/год.
Где Yа- константа, Yа= 1000 руб/усл.т;а-
показатель относительной опасности загрязнений атмосферы над территорией, для
территории промышленных предприятий Sа=4;а- поправка
рассеяния примесей в атмосфере, fа=10.
Заключение
В данном дипломном проекте было выполнено совершенствование
технологического процесса изготовления ортотропной плиты, в результате чего
были достигнуты следующие цели:
1. За счет усовершенствования сборочного
оборудования повысилось качество сборки, а также уменьшилось время на сборочные
операции.
2. Повысилась производительность труда,
за счет использования двудуговой автоматической сварки под слоем флюса
продольных ребер жесткости ортотропной плиты. Сварку производят одновременно с
двух сторон. Данный способ сварки позволил уменьшить возможность возникновения
сварочных деформаций и напряжений.
3. Уменьшилась трудоемкость изготовления за счет использования
механизированного оборудования, в частности кондуктора для сборки продольных
ребер, обеспечивающих необходимое положение ребер для сварки.
Таким образом, с использованием новой технологии изготовления конструкции
уровень механизации и автоматизации сборочно-сварочных работ повысился в 1,5
раза. Улучшилось качество изготовления ортотропной плиты. Производительность
труда повысилась в 1,7 раза, за счет снижения трудоемкости сборочно-сварочных
операций.
Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованного
сборочно-сварочного оборудования составил 3432380 рублей. Срок окупаемости
предприятия составил 3,5 года.
При изготовлении конструкции полностью соблюдались правила техники
безопасности и охраны труда.
Список использованных источников
1. Мамлин Г.А. Производство конструкций стальных мостов.-М.:
Транспорт, 1994.-391с.
. Стандарт предприятия. Заводское изготовление стальных
конструкций мостов СТП 012-2000. Корпорация «Трансстрой», 2001 г.
3.
Марочник сталей и
сплавов/Под ред. В.Г. Сорокина-М.: Машиностроение, 1989.-683с.
4.
Сварка в
машиностроении: Справочник в 4-х т. Т3/Под ред. В.А. Винокурова.-М:
Машиностроение 1979.-568с.
5.
Акулов А.И. и др.
Технология и оборудование сварки плавлением-М: Машиностроение, 1977.-432с.
6.
Оборудование для
дуговой сварки: Справочное пособие/Под ред. В.В. Смирнова.- Л.:
Энергоатомиздат, 1986.-656с.
7.
Расчет режимов и
размеров угловых швов при автоматической и механизированной сварки тавровых,
угловых и нахлесточных соединений. Рекомендации/Сост.: В.М. Беляев:
СиБГИУ.-Новокузнецк. 1999.-15с.
8.
Расчет параметров
режима и размеров стыкового шва при автоматической и механизированной сварке.
Рекомендации/ Сост.: В.М. Беляев: СиБГИУ.-Новокузнецк, 1999.-15с.
9.
Гитлевич А.Д. и
др. Альбом механического оборудования сварочного производства.-М.: Высшая
школа, 1974.-159с.
10.
Чеканов А.А.,
Цегельский В.Л. Типовые сварочные конструкции. Альбом. Учеб. пособие для курсов
инструкторов по внедрению в народное хозяйство передовых методов сварки и
наплавки металлов. М.: «Высшая школа», 1968
11.
Теория сварочных
процессов: Учеб. для вузов по спец. «Оборудование и технология сварочного
производства»/ В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В. Фролова -
М: Высшая школа, 1988.- 599с.
12.
Контроль качества
сварки/ Под ред. В.Н. Волченко.-М.: Машиностроение, 1975.-328с.
13.
Охрана окружающей
среды. Рекомендации по выполнению раздела дипломного проекта/ Сост.: Райков
С.В.: СиБГИУ-Новокузнецк, 1996 г.
14.
Красовский А.И.
Основы проектирования сварочных цехов - М.: Машиностроение, 1980.-320с.
15.
Куркин С.А.,
Николаев Г.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация
и контроль качества в сварочном производстве: Учеб. для вузов.-М.:
Машиностроение, 1991.-398с.
16.
Сварочные
материалы для дуговой сварки./ Т1. Защитные газы и сварочные флюсы/ Под ред.
Н.Н. Патапова.-М.: Машиностроение, 1989.-544с.
17.
Виноградов В.С.
Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки.:
Учеб. для проф. Учеб. заведений - 3-е изд. - М.: Высшая школа.; Изд. центр.
«Академия», 2000.-319с.
18.
Новиков В.А.
Оборудование и средства механизации сварочных цехов.: Учеб. пособие для
машиностроительных техникумов.-М.: Машиностроение, 1982.-144с.
19.
Односторонняя
сварка в строительстве. Ю.В. Доронит и М.В. Ханапетов. М.: Стройиздат
1990.-150с.
20.
Номенклатурный
справочник акционерного общества «Каховский завод э/с оборудования». Каховка
2000.- 153с.
21.
Шебенко Л.П.
Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки.:
Учебник для техникумов.- М.: Высшая школа, 1986.-279с.
22.
Гуляев А.П.
Металловедение., Учебник для вузов 6-е издание, перераб. и доп. М.:
Металлургия, 1986.-544с.
23.
Проведение
патентных исследований: Метод. Указания. СиБГИУ.- Новокузнецк, 1985.-18с.