Аналіз базової технології виробництва балона
5.1.1.Технологія виготовлення днищ
Днища (лист № 2 поз.1) виготовляються з листового прокату (ГОСТ 19903) товщиною 3,0 мм., Розміром 1250х3000. Листи металу подаються на ділянку, де розрізаються ножицями листовими (ГОСТ 6282) на заготовки розміром 3х387х1250. Установка упору здійснюється вручну. Установку упору контролювати через кожні 50 відрізаних смуг.
Далі пачку із заготовками подають у штампувальний цех, де на пресі кривошипному формують днище з одночасною вирубкою по зовнішньому контуру, після чого днища поміщають в агрегат відпалу (піч ел. Шахтна).
5.1.2. Виготовлення обичайки
Заготівельна операція при виготовленні обичайки (Лист1, поз.2) аналогічна операції для днищ, з тією лише різницею, що листи ріжуться на ножицях листових за розміром 3х623х933.
Послідовність операцій:
- Пробивання отвору під фланець;
- Формування аркуша заготовки під обечайку;
- Прихватка обичайки РДС;
- Зачистка зварного шва обичайки;
дугове зварювання під шаром флюсу;
- Обрізка технологічних планок;
- Приварювання РДС фланця і обичайки з зовнішньої сторони;
- Підварка РДС фланця і обичайки з внутрішньої сторони;
5.1.3. Виготовлення та прихватка підкладних кілець
Заготівля виробляється на ножицях листових, розміром 3х27х915.
Послідовність операцій:
- Вальцювання заготовки в кільце;
- Запресовування подкладного кільця в днище;
- Прихватка подкладного кільця РДС
5.1.4. Виготовлення та прихватка шильдіка до обичайки.
Відрізка заготовки розміром 1000х125х3 на ножицях
Послідовність операції:
- Вирубка заготівлі розміром 125х100;
- Галтовка до повного видалення задирок;
- Відпал. Для зняття внутрішніх напружень;
- Маркірування;
- Гнуття за формою обичайки;
- Хімічне знежирення;
5.1.5. Радіоскопічний контроль із застосуванням рентгенотелевізійної установки. контроль поздовжнього шва обичайки балона і місця перетину з кільцевими швами.
5.1.6. Випробування на міцність пневматичним методом.
5.1.7. Фарбування розпиленням в електричному полі.
5.1.8. Нанесення напису «Вогненебезпечно».
5.1.9. Штабелювання.
5.2. Критичний аналіз базової технології виготовлення балона АГ-50-300
Зупинимося детальніше на технологічних процесах виготовлення обичайки і вварки фланця. При збірці обичайки нетехнологічно ставити прихватки РДС, використовуючи при цьому стенд збірки обичайки.
Доцільно було б використати одне пристосування, осна-щенное системою притисків, що виключає необхідність прихваток РДС. з примусовим формуванням зворотного боку шва.
Застосування прихваток ручного дугового зварюванням для закріплення листів відносно один одного забирає багато часу і коштів. Іс-користування притисків на стенді зварювання обичайки має ряд переваг ::
по-перше: забезпечує необхідну силу притиснення;
по-друге: не заважає проводити автоматичне зварювання поздовжнього шва;
по-третє: зручний з точки зору швидкості закріплення і відкріплення деталей.
Кантовка вироби - вкрай незручний і тривалий процес. І ми маємо можливість позбутися від необхідності кантування балона. Крім того, це спричинить економічну вигоду через зменшення витрати електродного металу, а так само електроенергії.
5.3. Вихідні дані для проектування
Метою даного дипломного проекту ставиться зміна технології виготовлення балонів АГ-50, що працюють під високим тиском.
Технічне завдання - удосконалити технологічний процес виготовлення балонів, що працюють під високим тиском. Розрахувати економічну сторону проекту, норми часу.
До вихідними даними відносяться:
- Програма виробництва N = 25000 шт / рік
- Креслення загального вигляду балона.
- Креслення пристрої для складання і зварювання складальних одиниць балона, застосовувані в ПТНЗ за РНТО.
- Технічні умови на виготовлення, випробування і приймання
балона АГ-50-300.
- Базовий технологічний процес виготовлення балона і еконо-вів показники.
- Норми і правила техніки безпеки і виробничої санітарії.
- Звіт про практику.
5.4. Пропонована технологія
5.4.1.Разбівка вироби на складальні одиниці
При виготовленні виробів, що складаються з великого числа елементів, що з'єднуються, доцільно розбити даний виріб на складальні одиниці. Основною вимогою при цьому є те, що трудомісткість виготовлення складальної одиниці повинна бути більше трудомісткості подальшого складання виробу.
У дипломному проекті залишимо розбивку на складальні одиниці, використовувану в базовій технології:
- Обичайка;
- Днище;
- Подкладное кільце;
- Шильдик;
- Фланець.
Схема технологічного процесу також залишається без змін: спочатку виготовляються складальні одиниці, кожна на своїй ділянці, і потім комплект надходить до місця збірки балона, після чого готовий виріб (балон) контролюється і піддається пневмовипробуванням і, у разі їх успішного проходження, відправляється на фарбування і місце складування.
5.5. Застосовувані матеріали, аналіз зварюваності
5.5.1. Для виготовлення балона АГ-50 використовуються конструкційні низьковуглецевих сталі: Ст3сп (Ст3пс) по ГОСТ14637.
Таблиця 5.1
Хімічний склад сталей Ст3сп і Ст3пс,%
Сталь Хімічні елементи, у%
C Mn
Si Cr Ni Cu N As S P
Ст3сп
0,14-0,22
0.3-06
<0,05
<0,3
<0,3
<0,3
<0,01
<0,08
<0,05 <0,04
Ст3пс
0,14-0,22
0.4-06
0,05-0,15
<0,3
<0,3
<0,3
<0,01
<0,08
<0,05 <0,04
Таблиця 5.2.
Механічні властивості сталей Ст3сп. і Ст3пс
Марка
Стали
Межа міцно-сті
Межа теку-честі
Відносне подовження
Ударна в'язкість
Ст3сп
36-46
24
27
-----
Ст3пс
38-48
25
26
39
5.5.2. Зварюваність це - властивість металу або поєднання метал-лов утворювати при встановленій технології зварювання з'єднання, що відповідає вимогам, обумовленим конструкцією і експлуатацією виробу.
Якщо розглядається можливість отримання якісного зварного з'єднання деталей з одного і того ж металу (або сплаву), то в цьому випадку аналізується технологічна зварюваність даного матеріалу. Технологічна зварюваність - техніко-економічний показник. Вона характеризує можливість отримання зварного з'єднання необхідної якості, що задовольняє вимогам надійності конструкції при експлуатації, з застосуванням існуючого обладнання при найменших витратах праці і часу. Основні критерії технологічної зварюваності на-ступні:
- Окислюваність металу при зварюванні, що залежить від його хімічної активності;
- Опірність утворення гарячих тріщин і тріщин при повторних нагріву;
- Опірність утворенню холодних тріщин і уповільненому руйнуванню;
- Чутливість металу до теплового впливу зварювання, ха-рактерізуемая його схильністю до зростання зерна, структурними та фазовими змінами у шві і зоні термічного впливу, зміною міцності і пластичних властивостей;
- Чутливість до утворення пір;
- Відповідність властивостей зварного з'єднання експлуатаційним з вимогами - міцності, пластичності, витривалості, повзучості, в'язкості, жаростійкості і жароміцності, корозійної стійкості та ін
5.5.3. Опірність утворення гарячих тріщин
Низький вміст вуглецю в металі швів забезпечує необ-дімую стійкість проти утворення гарячих тріщин.
Переконатися в цьому допомагає розрахунок еквівалентного змісту вугле-роду:
(5.1)
тобто сталь не схильна до утворення гарячих тріщин.
5.5.4. Опірність освіти холодних тріщин
Опірність освіти холодних тріщин оцінюється також за допомогою еквівалентного вмісту вуглецю:
(5.2)
тобто сталь не схильна до утворення холодних тріщин.
5.5.5. Чутливість металу до теплового впливу зварювання
Підходи до оцінки впливу термічного циклу на кінетику структурних перетворень можуть бути різними. У більшості конструкційних низьковуглецевих сталей структурні перетворення, що визначають властивості з'єднань, відбувається протягом часу перебування металу в інтервалі температур 800 ... 500 С. Тому основною характеристикою циклу, формує структуру, є час перебування металу в цьому інтервалі температур.
, З (5.3)
, Де - ефективна потужність дуги, з
, Де (5.4)
- Сила зварювального струму, 300А
- Напруга дуги, 32В
-к.п.д. дуги, 0,7
????????
- Швидкість зварювання,
- Теплофізичні величини, 0,047
- Товщина зварюваного матеріалу, 4мм
-Температура навколишнього середовища, 20 С
За таке малий час зерно аустеніту не встигає вирости і метал шва має сприятливу феритної-перлітну структуру.
5.6. Технічні умови на виготовлення і приймання
5.6.1. Вимоги до матеріалів
Метал, призначений для виготовлення балонів, не повинен мати тріщин, заходів, розшарувань, пузирів, неметалічних включень та інших дефектів, що впливають на його міцність і щільність. Якість листової сталі повинно задовольняти вимогам ГОСТ 14637, сортовий сталі ГОСТ 535.
Не допускається зачищення поверхні дефектів на глибину, що виводить товщину прокату за граничні відхилення.
На аркушах, прийнятих до виготовлення обичайок і днищ, повинна бути збережена маркування металу, що містить марку сталі і номер партії.
5.6.2. Якісний аналіз технологічності конструкції балона АГ-50-300
Технологічність конструкції - це сукупність властивостей конструкції виробу, що визначають її пристосованість до досягнення оптимальних витрат при виробництві, експлуатації та ремонті для заданих показників якості, обсягу випуску і умов виконання робіт.
При проектуванні зварних конструкцій користуються такими якісними показниками технологічності:
1. Простота конструкції
Дана конструкція проста і, отже, технологічна, так як складається менше ніж з семи складальних одиниць.
2. Необхідність використання спецобладнання при заготови-них операціях:
Необхідність використання унікального спеціального обладнання для виконання заготівельних операцій для виготовлення даного резервуару відсутня.
3. Використовувані матеріали
Стали, застосовувані для виготовлення балона, мають гарну зварюваність, що показувалося раніше. У процесі зварювання немає необхідності проведення додаткових заходів з підвищення технологічної міцності зварних з'єднань, тобто відсутня попередній і супутній підігрів і післязварювальна термообробка для отримання необхідної структури металу шва і зони термічного впливу.
4. Зварні шви
Зварні шви вироби протяжні, простої конфігурації (прямолінійні і кільцеві), доступні для спостереження, зварювання та контролю якості.
5.7. Розрахунок режимів зварювання
На основі аналізу і, виходячи з технічних вимог, можна зробити висновок, що виготовлення автомобільного балона можна механізувати і автоматизувати і при цьому використовувати механізоване зварювання під флюсом. Механізоване зварювання під флюсом є одним з основних способів зварювання плавленням при масовому виробництві однотипних зварних конструкцій.
Як відомо, продуктивність зварювання (кількість розплавлений-ного металу в одиницю часу) прямо пропорційна величині сва-кового струму.
При зварюванні під флюсом виліт електрода значно менше ніж при ручного дугового зварювання, Тому можна, не побоюючись перегріву електрода та відділення захисного покриття у декілька разів збільшити силу зварювального струму. Продуктивність зварювання під флюсом 5-20% вище, ніж при ручного дугового зварювання. Плавлення електродного і основного металу відбувається під флюсом, надійно ізолюючих розплавлений метал від впливу навколишнього середовища. Флюс сприяє отриманню чистого і щільного металу шва, без пір і шлакових включень, з високими механічними властивостями. Введення у флюс елементів-стабілізаторів і висока щільність струму в електродах дозволяють отримати стійке горіння дуги і на змінному струмі. Практично відсутні втрати на угар і розбризкування електродного металу. Процес зварювання майже повністю механізований. Простота процесу дозволяє використовувати для обслуговування зварювальних апаратів зварювальників-опараторов без додаткової їх підготовки.
При цьому способі зварювання електрична дуга горить під сипучим зернистим матеріалом, званим флюсом. Під дією тепла сва-рочної дуги розплавляються електродний дріт і основний метал, а також частина флюсу. У зоні зварювання утворюється порожнина, заповнена парами металу, флюсу і газами. Газова порожнину обмежена у верхній частині оболонкою розплавленого флюсу. Розплавлений флюс, оточуючи газову порожнину, захищає дугу і розплавлений метал у зоні зварювання від шкідливого впливу навколишнього середовища, здійснює металургійну обробку металу в зварювальній ванні. У міру віддалення зварювальної дуги розплавлений флюс, прореагований з розплавленим металом, твердне, утворюючи на шві жужільну кірку. Після припинення процесу зварювання й охолодження металу жужільна кірка легко відділяється від металу шва. Невитрачена частина флюсу спеціальним пневматичним пристроєм збирається під флюсоапарат і використовується в подальшому при зварюванні.
1. Вихідною величиною для розрахунку і вибору параметрів режиму зварювання є стикуємих товщина металу. Розрахунок буде проводитися для товщини S = 3мм.
2. Розрахунок і вибір діаметра зварювального дроту.
Залежно від товщини з'єднувальних елементів «S» діаметр зварювального дроту розраховується за формулою, мм;
(5.5)
Розрахований діаметр округлюється до найближчого із стандартного ряду діаметрів зварювальних дротів.
3. Розрахунок величини і вибір роду зварювального струму
Для зварювання може бути використаний змінний або постійний струм зворотної полярності. Але завдяки використанню постійного струму зворотної полярності можна отримати більш якісний шов. Крім того, базова технологія також передбачає використання постійного струму, тому і розрахунок будемо вести для цього роду струму.
У разі одностороннього зварювання на розрахунок величини струму вироб-диться за формулою:
(5.6)
4. Уточнення діаметра зварювального дроту
Для витримки необхідної щільності струму в процесі зварювання реко-мендується уточнити розраховане значення діаметра дроту:
(5.7)
де рекомендована щільність струму, рівна -60А/мм2
5. Розрахунок напруги дуги.
(5.8)
5. Розрахунок швидкості подачі зварювального дроту.
Швидкість подачі дроту при зварюванні на зворотній полярності можна розрахувати за формулою:
(5.9)
де А, В, С - емпіричні коефіцієнти, які залежать від хімскладу дроту і її вильоту,
Таблиця 5.3
Емпіричні коефіцієнти
A B C
1,31 1,36 ∙ 10-3 3.89 ∙ 10-4
6. Розрахунок швидкості зварювання
При заданих ГОСТом розмірах зварного шва швидкість зварювання розраховується за формулою:
(5.10)
де - площа поперечного перерізу зварювального дроту, мм2:
- Площа поперечного перерізу наплавленого металу, мм2.
(5.11)
де S - товщина зварюваного металу,
b - зазор між зварюються крайками,
е - ширина посилення шва із зовнішнього боку,
g - висота посилення шва із зовнішнього боку,
е1 - ширина посилення шва зі зворотного боку,
g1 - висота посилення шва зі зворотного боку.
b = 1,0 мм, e = 16мм, g = 2мм, e1 = 1,0 мм, g1 = 1,5 мм
2
5.8. Вибір зварювального та допоміжного обладнання та їх технічні характеристики
За результатами розрахунків вибираємо зварювальний автомат А1416, аналог якого використовується в базовій технології.
Таблиця 5.5
Технічні дані автомата А1416
Характеристика Величина
Номінальний зварювальний струм при ПР = 60%, А 1000
Межі регулювання зварювального струму, А 400-1000
Напруга живильної трифазної мережі, В 220 або 380
Діаметр електродного дроту, мм 1,6-5
Швидкість подачі електродного дроту, м / год 50-500
Швидкість зварювання, м / год 12-120
Вертикальна настройка мундштука, мм 25
Поперечний хід супорта, мм 50
Вага електродного дроту в касеті, кг 15
ємність бункера для флюсу, куб. дм 6
Габаритні розміри, мм. Довжина 850
Ширина 530
Висота 490
Вага, кг 48
|
