Методическое пособие по выполнению курсового проекта

Вид материала

Методическое пособие

Содержание Способы сварки Уони-13/45, всп-1, мр-1, амо-5, озс-3, ано-3, озс-6, уп-1/5 Список литературы

Подобный материал:

• Методические указания к выполнению курсового проекта Красноярск 2002, 2057.27kb.
• Методические указания по выполнению курсового проекта Тема курсового проекта, 265.09kb.
• Методическое пособие по выполнению курсового проекта для специальности 1707, 949.63kb.
• Методические указания по выполнению курсового проекта для специальности 190631 «Техническое, 957.7kb.
• Сибирский Энерго Парк Инвестиционное проектирование. Методика разработка курсового, 884.23kb.
• Методические указания по выполнению курсового проекта (работы) по курсу «Новые технологии, 276.53kb.
• Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу Экономика предприятия, 338.42kb.
• Методические указания к выполнению курсового проекта, 223.68kb.
• Методические рекомендации по выполнению курсового проекта Целями данного курсового, 265.38kb.
• Методические указания к выполнению курсового проекта, 167.44kb.

Время на обслуживание рабочего места включает в себя время на установку режима сварки, наладку автомата, уборку инструмента и т.д. принимаем равным:


t_обс = (0,06…0,08)·t_о, (20)


Время перерывов на отдых и личные надобности зависит от положения, в котором сварщик выполняет работы. При сварке в удобном положении t_п = 0,07·t_о.


1.10 Расчёт количества наплавленного металла, расхода сварочных материалов, электроэнергии


Масса наплавленного металла , (перевести в кг), определяется по формуле:


, (21)


где - сумма площадей наплавленного металла всех швов, см²;

- плотность металла, г/см³;

- сумма длин всех швов, см.


В пояснительной записке необходимо расчетным путём определить расход электродов, сварочной проволоки, флюса, защитного газа для изготовления одного изделия и годовой программы. При определении расхода электродов учитывается вес наплавленного металла, а также все неизбежные потери металла в процессе сварки на угар и разбрызгивание, в виде электродного покрытия.

Расход электродов при ручной дуговой сварке, G_эл, кг, определяется по формуле:


G_эл = ψ · М_ΣНМ, (22)


где ψ - коэффициент расхода, учитывающий потери электродов на огарки, угар и разбрызгивание металла;

М_ΣНМ - масса наплавленного металла.


Значения ψ для различных типов и марок электродов указаны в литературе [12, с. 71-75] или таблице 12 данного методического пособия.

Расход проволоки при автоматической сварке под флюсом или в CO₂, m_пp, кг, определяется по формуле:


, (23)


где - коэффициент потерь проволоки.


Таблица 12 - Коэффициент расхода ψ при различных способах сварки

Способы сварки	ψ
Ручная дуговая сварка электродами марок:
ВСЦ-3, ОЗЛ-4, КУ-2 АН-1, 0МА-11, АНО-1 УОНИ-13/45, ВСП-1, МР-1, АМО-5, ОЗС-3, АНО-3, ОЗС-6, УП-1/5	1,4 1,5 1,6
МР-3, НИАТ-6, ЗИО-7, АНО-4, ОЗС-4, К-5А, УОНИ-13/55 ОММ-5, СМ-5, ВСЦ-2, ЦЛ-11 УТ-15, ЦТ-17 ОЗА-1, ОЗА-2	1,7 1,8 1,9 2,3
Автоматическая сварка под флюсом и электрошлаковая	1,02
Полуавтоматическая сварка под флюсом	1,03
Сварка неплавящимся электродом в инертных газах с присадкой: - ручная - автоматическая	1,1 1,02
Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в инертных газах и в смеси инертных и активных газов	1,05
Автоматическая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе и автоматическая сварка в смесях газов 50% (Аr+CO2)	1,15

Для определения расхода флюса учитывается его расход на образование шлаковой корки и неизбежные потери на просыпание при сборке изделия и на распыление.


Расход флюса на изделие G_ф, кг определяется по формуле:


G_ф =ψ_ф· G_пр, (24)


где G_ф - масса израсходованного флюса, кг;

ψ_ф - коэффициент, выражающий отношение массы израсходованного флюса к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварного соединения и способа сварки (таблица 13);

G_пр - масса расходованной проволоки, кг.


Таблица 13 - Коэффициент расхода ψ_ф при сварке под флюсом

Способ сварки	Швы стыковых и угловых соединений		Швы тавровых соединений без скоса и со скосом кромок
	без скоса кромок	со скосом кромок
Автоматическая Полуавтоматическая	1,3 1,4	1,2 1,3	1,1 1,2

Массу расходованного флюса m_пp, кг, можно определить и от веса наплавленного металла.

При автоматической сварке расход флюса на изделие G_ф, кг, определяется по формуле:


G_ф = (0,1…1,2) · М_ΣНМ, (25)


При полуавтоматической сварке расход флюса на изделие G_ф, кг, определяется по формуле:

G_ф = (1,2…1,4) · М_ΣНМ, (26)


Расход углекислого газа определяется по формуле:


G_СО2 = 1,5 · G_пр , (27)


где G_СО2 - расход углекислого газа, кг;

G_пр - масса расходованной проволоки, кг.


Если известна масса наплавленного металла М_НМ одного метра шва, то расход электроэнергии W, кВт·ч, можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле:


W = _э · М_НМ, (28)


где _э - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВт·ч/кг.


Для укрупнённых расчётов величину _э можно принимать равной:

- при сварке на переменном токе, кВт·ч/кг 3...4;

- при многопостовой сварке на постоянном токе, кВт·ч/кт 6...8;

- при автоматической сварке на постоянном токе, кВт·ч/кг 5...8;

- под слоем флюса, кВт·ч/к 3...4.

Все расчетные данные свести в таблицу 14.


Таблица 14 - Сводная таблица расхода материалов

Наименование сборочной единицы	Программа	Расход материала на узел, кг				Расход электроэнергии на узел, кВт.ч	Расход материалов на программу, кг				Расход электроэнергии на программу, кВт.ч
		электроды	проволока	флюс	газ		электроды	проволока	флюс	газ

1.11 Расчёт количества оборудования и его загрузки


Требуемое количество оборудования рассчитывается по данным техпроцесса.

Определяем действительный фонд времени работы оборудования Ф_д, ч, по формуле:


Ф_Д = (Д_p·t_n-Д_пр·t_c) ·K_пр ·К_с, (29)


где: Д_р=253 - число рабочих дней;

Д_пр=9 - число предпраздничных дней;

t_п - продолжительность смены, час;

t_c=1 - число часов, на которое сокращен рабочий день перед праздниками (t_c=1час);

К_по=0,95 - коэффициент, учитывающий простои оборудования в ремонте;

К_с - число смен.


Определяем общую трудоёмкость, программы Т_о, н-ч, сварных конструкций по операциям техпроцесса:


, (30)


где Т_шт. - норма штучного времени сварной конструкции по операциям техпроцесса, мин;

В - годовая программа, шт.


Результаты расчётов сводим в таблицу 15.


Таблица 15 - Ведомость трудоёмкости изготовления сварных конструкций

Наименование сварных конструкций	Наименование операций	Норма штучного времени, Тшт, мин	Программа, В, шт	Трудоёмкость, Т, н-ч
Основная сварная конструкция	Сборочная Сварочная Слесарная	Тшт.сб. = Тшт.св .= Тшт.сл. =

Рассчитываем количество оборудования С_р по операциям техпроцесса:


, (31)


где Т - трудоёмкость программы по операциям, н-ч;

К_н - коэффициент выполнения норм (К_н = 1,1... 1,2).


Т=ΣТ_шт·В, (32)

Принятое количество оборудования, С_п, определяем путём округления расчётного количества в сторону увеличения до ближайшего целого числа. Следует иметь в виду, что допускаемая перегрузка рабочих мест не должна превышать 5-6%.

Расчёт коэффициента загрузки оборудования.

По каждой операции:


(33)


Средний по расчёту:


(34)


Необходимо стремиться к тому, чтобы средний коэффициент загрузки оборудования был возможно ближе к единице. В серийном производстве величина его должна быть не менее 0,75...0,85, а в массово-поточном и крупносерийном - 0,85...0,76, в единичном производстве - 0,8... 0,9 при двухсменной работе цехов.


1.12 Расчёт количества работающих


Определяем численность производственных рабочих (сборщиков, сварщиков). Численность основных рабочих Р_ор, определяется для каждой операции по формуле:


, (35)


где Т_год - годовая трудоёмкость программы по операциям, н-ч;

Ф_ДР - действительный годовой фонд рабочего времени одного рабочего, ч;

К_в - коэффициент выполнения норм выработки (1,1... 1,3).


Т_год = Т_шт·В, (36)


где Т_шт. - норма штучного времени сварной конструкции по операциям техпроцесса, мин;

В - годовая программа, шт.


Ф_ДР=Ф_Д/К_с, (37)


где Ф_Д - действительный фонд времени работы оборудования;

К_с – число смен.


Число рабочих округляется до целого числа с учетом количества оборудования.

При поточной организации производства число основных рабочих определяется по числу единиц оборудования с учетом его загрузки, возможного совмещения профессий и планируемых невыходов по уважительным причинам. Исходя из этого, определяем суммарное количество основных рабочих Р_о.р.

Определяем численность вспомогательных рабочих Р_вр, по формуле:


(38)


Определяем численность служащих Р_сл, по формуле:


(39)


В том числе численность руководителей (мастеров) Р_рук, по формуле:


(40)


Определяем численность специалистов (технологов) Р_спец, по формуле:


(41)


Определяем численность технических исполнителей (табельщиков) Р_{тех.исп.}, по формуле:


(42)


Результаты расчётов занести в таблицу 16.


Таблица 16 - Численность работающих

Категории работающих	Количество	Разряд
Основные: сборщик сварщик сборщик-сварщик - слесарь
Итого
Вспомогательные рабочие: наладчик слесарь-ремонтник
Итого
Служащие: мастер технолог табельщик контролер
Итого

1.13 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования


Затраты на силовую электроэнергию W_сил, кВт ч., определяем по формуле:


, (43)


где ΣN - суммарная мощность электродвигателей, кВт;

Ф_Д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

К_о.ср - средний коэффициент загрузки оборудования;

k_o - коэффициент одновременной работы электродвигателей (0,6... 0,8);

КПД_С - коэффициент полезного действия сети (0,95... 0,97);

КПД_У - коэффициент полезного действия электродвигателей (0,8... 0,9).


Расход сжатого воздуха на единицу изделия определяется по операциям техпроцесса, при выполнении которых применяется сжатый воздух, Р_сж, м³:


Р_{сж =} Р_ч · С_об · П_ц · Т_{шт о.} /60, (44)


где Р_ч- часовой расход сжатого воздуха, м³;

С_об - число единиц оборудования или приспособлений, потребляющих сжатый воздух, шт;

П_ц - количество пневмоцилиндров, установленных на оборудовании или приспособлениях, шт.,

Т_шт.о. – время операции в течение которой работают пневмоцилиндры, мин.


Для пневмоинструмента Р_ч = 2,5...4,5 м³.

Для пневмоподъёмников Р_ч = 0.1...0,4 м³.

Для пневмоцилиндров P_ч = 0.3...0,8 м³.


1.14 Методы борьбы со сварочными деформациями


Указать конкретные меры по предупреждению деформаций и напряжении при сварке проектируемой сварной единицы или конструкции, обратив при этом внимание на способы закрепления свариваемого изделия, сборочной единицы в приспособлении, равномерный или неравномерный нагрев.

Выбрать правильную последовательность выполнения сборочно-сварочных операций, выбрать рациональную форму подготовки кромок, способ сварки, режимы сварки, если это необходимо, то и вид термической обработки.


1.15 Выбор методов контроля качества


Указать, какие методы контроля качества применяются в зависимости от характера и назначения конструкции, степени её ответственности, конструкции сварных швов и марки свариваемого материала (внешний осмотр сварных швов, гидравлическое испытание, испытание керосином, механическое испытание, радиационные, ультразвуковые, магнитные и др.).


1.16 Техника безопасности, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды


В этом разделе необходимо отразить следующие вопросы:

- производственные опасности при сварке;

- мероприятия по борьбе с загрязнением воздуха;

- меры предохранения от поражения электрическим током;

- меры предохранения от излучения дуги и ожога;

- меры безопасности при эксплуатации баллонов с защитным газом;

- противопожарные мероприятия при сварке;

- мероприятия по борьбе с загрязнением окружающей среды;

- расчёт вентиляции на рабочих местах сборочно-сварочного участка;

- расчёт освещения сборочно-сварочного участка.


Расчет вентиляции на рабочих местах сборочно-сварочного участка.

Местные отсосы могут быть совмещены с технологическим оборудованием и не связаны с оборудованием. Они могут быть стационарными и нестационарными, подвижными и неподвижными.

При ручной, автоматической и полуавтоматической сварке в среде защитных газов небольших деталей на стационарных рабочих местах рекомендуется принять следующее устройство:

- панели равномерного всасывания;

- столы с подвижным укрытием и со встроенным местным отсосом;

- столы для сварщика с встроенным (верхним и нижнем) отсосом и др.

Столы на стационарных постах и кабинета оборудуются панелями равномерного всасывания следующих размеров:

Гп 600х645, Гп 750х645, Гп 900х645 мм.

Часовой объем вытяжки загрязненного воздуха L_в, определяется по формуле, м³/ч:


, (45)


где V – скорость движения воздуха в воздуховоде. (V = 3...4 м³/ч);

А – площадь сечения воздуховода, м².


А = 0,25 · А_п, (46)


где А_n – площадь панели, м².


Подсчитав величину L_в, подбираем вентилятор и тип электродвигателя для местного отсоса.

Типы местных отсосов для сварки под флюсом: щелевой, перфорированный, приближенный, флюсоотсос и др.

Количество воздуха L, м³/ч, удаляемого местным отсосом, определяется по формуле:


, (47)


где I – сила сварочного тока, А;

К – коэффициент:

- для щелевого отсоса К=12;

- для двойного отсоса К=16.


Подсчитав величину L, подбираем № вентилятора и тип электродвигателя для местного отсоса.

Рекомендуются вентиляторы высокого давления:

№ 5 - при количестве отсосов до 8;

№ 8 - при количестве отсосов от 8 до 40.


Пример расчета.

Подобрать вентилятор и электродвигатель для местной вытяжной вентиляции сварочного поста при сварке мелких изделий.

Для механизированной сварки в СО₂ панель местного отсоса равномерного всасывания принимается 600х645 мм (А_n).

Определяем часовой объем вытяжки загрязненного воздуха L_в, по формуле, м³/ч


, (48)


где V – скорость движения воздуха в воздуховоде, м³/ч, (V = 3...4 м³/ч);

А – площадь сечения воздуховода, м², (А = 0,25А_п).


А = 0,25А_n = 0,25 · 0,6 · 0,645 = 0,0967 м²


L_в = 3 · 0,0967 · 3600 = 1044 м³/ч

Выбираем по таблице 17 вентилятор № 2 с воздухообменом 1200 м³/час, электродвигатель 4А100S2У3


Таблица 17 - Данные для выбора центробежных вентиляторов серии ЭВР

п, мин-1	Воздухопоток, L м3/час	Тип Электродвигателя
1425	200 300	4А100S4У3
	400 500 600 700 800 9000
2880	200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800	4А100S2У3
950	800 1200 1600 2000 2500	4А10L6У3

Освещение сборочно-сварочного участка

В сборочно-сварочных цехах целесообразно создание системы общего освещения локализованного или равномерного общего с использованием переносных светильников местного освещения. Уровни освещенности для сварочных работ установлены в соответствии с нормативными документами для люминесцентных ламп Е_ср=150 лк., для ламп накаливания Е_ср= 50 лк.

Число ламп Л, необходимых для освещения, подсчитывают по формуле


, (49)


где Е_ср – средняя освещенность, лк;

А – площадь помещения, м²;

F_о – световой поток одной лампы, лм, принимается по таблице 25;

η – коэффициент использования светового потока.


Коэффициент η выбираем по таблице 18, в зависимости от показателя помещения і:


, (50)


где а и в - ширина и длина помещения, м;

Н_р - высота светильников над рабочей поверхностью, (Н_р≈ 5...6 м).

Таблица 18 - Зависимость коэффициента η от показателя помещения і

Показатели помещения, і	0,5	0,6	0,8	1	1,5	2	3	4	5
Коэффициент, η	0,2	0,25	0,32	0,37	0,42	0,48	0,51	0,53	0,54

Таблица 19 - Световые и электротехнические параметры ламп (напряжение 220В)

Лампы накаливания		Люминесцентные лампы
Тип	Световой поток F, лм	Тип	Световой поток F, лм
НБ-15	150	ЛДУ20	820
НБ-25	220	ЛД 20	920
НБ-40	400	ЛБ 20	1180
НБК-40	460	ЛДЦ 30	1450
ПБ-60	715	ЛД 30	1640
НБК-100	1450	ЛБ 30	2100
НГ-150	2000	ЛБЦ 40	2100
НГ-200	2800	ЛД 40	2340
НГ-300	4600	ЛБ 40	3000
НГ-500	8300	ЛДЦ 80	3560
НГ-750	13100	ЛД 80	4070
НГ-1000	18600	ЛБ 80	5220

Примечание - При пользовании таблицей сначала следует выбрать тип ламп.


Заключение


В заключении необходимо отразить конструкторские и технологические мероприятия, разработанные в курсовом проекте, особенно те, которые имеют преимущества по сравнению с базовым вариантом.

Следует особенно уделить внимание вопросам ресурсосберегающих технологий:

• замена основного металла с целью снижения металлоемкости, трудоемкости, расхода сварочных материалов и электроэнергии, увеличения прочности конструкций;
  
• применение специальных устройств и механизмов, обеспечивающих повышение производительности и качества изготовления сварных конструкций;
  
• выбор более экономичного способа сварки;
  
• применение форсированных режимов сварки;
  
• рациональное размещение оборудования с оптимальным использованием производственной площади.
  

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Блинов А.Н. Сварные конструкции. - М.: Стройиздат, 1990. -350 с.

2 Верховенко Л.В., Тунин А.Н. Справочник- сварщика.: Высшая школа, 1990. - 497 с.

3 Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. -М.: Машиностроение, 1978. - 315 с.

4 Козвяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. - 255 с.

5 Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. - М.: . Высшая школа. 1991. -397 с.

6 Михайлов А.И. Сварные конструкции. - М.: Стройиздзт. 1993. - 366 с.

7 Николаев Г.А. Сварные конструкции. - М.: Высшая школа. 1983.-343с.

8 Степанов Б.В. Справочник сварщика. - М.: Высшая школа, 1990.-479с.

9 Э Белоконь В.М- Производство сварных конструкций. - Могилёв. 1998.-139с.

10 Куликов В.П. Технология сварки плавлением. - Мн. Дизайн ПРО; 2000. – 256 с.

11 Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. — М.: Машиностроение, 1974. - 233 с.

12 Юрьев 8.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. - М.: Машиностроение. 1972. -150 с.

13 Козьянов А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении. – М.:Машиностроение, 1998. - 256 с.

14 Браудс М.Э. Охрана труда при сварке в машиностроении – М.: Машиностроение, 1978. - 186 с.

15 Белов С.В., Бринза В.Н. и др. Безопасность производственных процессов: Справочник – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.