Изготовление автомобильного газового балона


Аннотация

      В  данной  выпускной  работе  рассмотрены   вопросы   технологического
процесса изготовления автомобильного газового баллона  АГ-50-300.
      Произведен   критический   анализ   применяемой   базовой   технологии
изготовления, на основании  которого  предложена  технология  с  применением
автоматической  сварки  под  слоем  флюса.  Произведен  расчет   применяемых
режимов  сварки.  Разработан  ряд  требований,  применяемых   к   сварочному
оборудованию и материалам, на основании анализа  сделан  выбор  применяемого
оборудования и  материалов.  Произведен  выбор  необходимой  технологической
оснастки. Представлены требования к качеству сварных соединений.
      Произведен расчет норм времени на операцию сборки и сварки обечайки  и
приварки фланца.
      Рассмотрены  вопросы  безопасности  при  изготовлении   автомобильного
баллона.
      Произведен  технико-экономический  расчет  проектируемой  технологи  и
сделан вывод.



                                 1. Введение
      Повышение     качества,     безопасности     в     эксплуатации      и
конкурентоспособности  продукции  имеет  огромное   значение   для   выпуска
ответственных сварных  конструкций,  к  которым  относится  и  автомобильный
газовый баллон АГ-50-300.
      Баллон предназначен для приёма, хранения сжиженного газа.  Потребность
в данном виде изделий очень велика в наши дни,  когда  разница  в  стоимости
бензина и сжиженного газа составляет 10-40%, обеспечивая  большой  спрос  на
изделие.
      В настоящее время достойное место среди конкурентов можно достигнуть с
помощью  передовой  технологии   производства.   Сейчас   на   рынке   сбыта
обострилась конкурентная борьба между различными  фирмами  как  российскими,
так и зарубежными. Но иностранные производители лучше  адаптированы  к  этой
борьбе,  так  как  имеют   многолетний   опыт   и   квалифицированный   штат
сотрудников. Наши предприятия ещё только учатся этому, ведь прежнее  ведение
хозяйства не предусматривало конкурентной борьбы.
      Во всех промышленно развитых странах государство проводит политику  по
регулированию  рыночных  отношений  в  вопросах   обеспечения   безопасности
продукции для жизни,  имущества  и  здоровья  населения,  охраны  окружающей
среды через создание систем объективной оценки качества продукции.
      С целью повышения защиты людей и окружающей среды  от возможной утечки
газа  и повышения эксплуатационной  надёжности,  в  технологии  изготовления
заложен тройной вид контроля. В связи с тем, что спрос на  данную  продукцию
велик,  разработка  дипломного  проекта  на  тему  «Технология  изготовления
автомобильного    газового     баллона     АГ-     50»,     подразумевающего
усовершенствование базовой, давно не изменявшейся и  устаревшей  технологии,
достаточно актуальна и важна.


      2. Анализ существующих технологических решений по повышению
      эффективности изготовления  емкостей, работающих под давлением.

      Под технологическими решениями по повышению эффективности изготовления
емкостей, работающих  под  давлением,  понимается   решение,  основанное  на
выборе экономически выгодного варианта  получения  готовой  продукции.  Сюда
нужно отнести:
      - выбор материалов конструкции;
      - выбор метода получения заготовок;
      - выбор прогрессивных методов обработки материала;
      - нормирование технологического процесса;
      - расчет технико-экономических показателей процесса.
      На  основе  технико-экономических  показателей   делается   вывод   об
эффективности технологии.
      Повышение эффективности изготовления того или иного  изделия  делается
возможным в результате действия нескольких факторов, а именно:
      -   появления   новых   материалов,   с   лучшими   физико-химическими
свойствами;
      - появление новых прогрессивных методов получения заготовок;
      - появление новых технологических приёмов изготовления детали.



                             3. Описание изделия


    АГ-50-300 – резервуар горизонтальный с оборудованием, ёмкостью  50  л.,
предназначен для хранения, транспортировки сжиженных  углеводородных  газов.
Баллон  представляет собой цилиндрический  сосуд   со  сферическими  днищами
длиной – 933мм., диаметром –300 мм.

      Рабочее давление – 0,16 МПа (1,6кгс/см.2)



      Показатель долговечности: средний срок службы до списания  баллона   –
10 лет.


      Для придания жёсткости конструкции, удобства сборки днища и обечайки и
обеспечения полного провара, внутри расположены два  подкладных  кольца.  На
корпусе (обечайке) расположены фланец, на котором  монтируется  оборудование
для впуска и выпуска продукта и маркировочный  шильдик.  Общий  вид  баллона
представлен на листе 1.

      Настоящие  технические  условия  (ТУ)  распространяются  на   стальные
сварные  автомобильные  баллоны  для  сжиженных  углеводородных   газов   на
давление до 1,6 МПа.
      Баллоны изготавливаются в климатическом исполнении категории 2 по ГОСТ
15150.
      Пример условного обозначения баллона автомобильного (А), газового (Г),
объёмом 50л., диаметром 300 мм :
      Баллон АГ-50-300 ТУ 3695-101-00153784.

              4. Технические требования на изготовление баллона
    -  Баллоны  должны  изготавливаться  в  соответствии   с   требованиями
настоящих технических условий, «Правил устройства и безопасной  эксплуатации
сосудов, работающих под давлением», утверждённых  Госгортехнадзором  РФ,  по
рабочим чертежам и образцу-эталону, утверждённым в установленном порядке;
    - Изготовление баллонов должно осуществляться при  наличии  сертификата
соответствия, выданного  органом  по  сертификации  продукции,  и  лицензии,
выданной территориальным органом Госгортехнадзора РФ;
    - Допуски формы и расположения поверхностей при изготовлении баллонов и
их составных частей должны быть не более:
    1) смещение кромок в стыковых сварных соединениях, мм:
      продольных швов – 0,1 S,  кольцевых швов – 0,1 S +1 (где S  –  толщина
стенки баллона);

    2) относительная овальность обечайки  и  цилиндрической  части  днищ  в
любом поперечном сечении баллона в сборе - 1,0%;
    3) отклонение профиля продольного сечения эллиптической части днища  от
геометрической формы  эллипса  -  0,01  D  мм  (где  D  –  наружный  диаметр
баллона);
    4) отклонение от плоскостности торцовой поверхности днища  -1.0 мм;
    5) утонение фактической толщины стенки днища - 0,1 S мм;
    6) увод (угловатость) кромок в сварных швах для баллонов с обечайкой  -
0,1 S + 3 мм;
    7) днища баллонов должны быть эллиптической формы;
    8) форма и размеры фланца назначаются по согласованию с потребителем;
    -  обечайка,  днища  и  подкладные  кольца  должны  изготавливаться  из
листовой  углеродистой стали марки  Ст.3сп  или  Ст.3пс  по  ГОСТ  380,  5-й
категории по нормируемым характеристикам, III группы отделки поверхности,  с
гарантией свариваемости по ГОСТ 16523. Предел текучести не  менее  250  МПа.
Сортамент листовой стали должен соответствовать ГОСТ 19903 или ГОСТ 19904;
    - фланец должен изготовляться из стали марки 20 по ГОСТ 1050 ;
    - допускается изготовление деталей баллонов  из  других  марок  сталей,
рекомендуемых  «Правилами  устройства  и  безопасной  эксплуатации  сосудов,
работающих под давлением;
    - на наружных и внутренних поверхностях баллона не  допускаются  плены,
раковины, закаты, трещины и глубокие риски, если они выводят толщину  стенки
баллона за пределы допускаемых минусовых  отклонений  на  толщину  листа  по
ГОСТ 19903 или ГОСТ 19904;
    - днища  баллона,  изготовленные  методом  холодной  штамповки,  должны
подвергаться термообработке для снятия внутренних напряжений.



    - при сварке обечайки,  днищ,  фланца  и  шильдика  должны  применяться
сварочная проволока по ГОСТ 2246 и электроды по ГОСТ 9467,  при  сварке  под
флюсом – флюс по ГОСТ 9087;
    - баллон должен быть прочным и плотным. Признаки разрыва, течи, слезки,
потения и видимые остаточные деформации не допускаются;
    - разрушающее давление для баллона должно быть не менее 5 МПа;
    - швы  сварных  соединений,  находящихся  под  давлением,  должны  быть
прочными и плотными;
    - течи, потения и видимые остаточные деформации в  сварных  соединениях
не допускаются;
    - допускается при изготовлении исправлять дефекты сварных соединений не
более одного раза в одном и том же месте;
    - показатели механических свойств стыковых сварных соединений обечаек и
днищ должны быть:
    временное сопротивление разрыву – не менее 370 кгс/мм2;
    угол загиба – не менее 100(;
    - резьба на  фланце  должна  быть  полной.  На  резьбе  не  допускаются
вмятины, заусеницы и выкрашивания;
    - наружные поверхности баллона должны  быть  окрашены  атмосферостойкой
эмалью  красного  цвета.  Окрашенная  поверхность   должна   соответствовать
требованиям ГОСТ 9.132,  класс покрытия V.  Перед  окрашиванием  поверхности
баллона должны быть очищены от грязи, масел, ржавчины и покрыты  грунтовкой.
Допускается  поверхность  баллона  под  шильдиком  не  окрашивать.  Покрытие
грунтовкой  и   окрашивание   присоединительных   поверхностей   фланца   не
допускается;

      4.1. Комплектность баллона
      В комплект баллона должны входить:
      кольца защитные – 2 шт.
      заглушка фланца – 1 шт.



      4.2. Требования безопасности
      - при изготовлении должно быть обеспечено  предохранение  баллонов  от
ударов;
      - на боковой поверхности баллона белой атмосферостойкой эмалью  должна
быть нанесена надпись «Огнеопасно». Высота букв не менее 50 мм.
      4.3. Правила приёмки
            -  для  проверки  соответствия  баллонов  требованиям  настоящих
технических условий  следует  проводить  приёмо-сдаточные,  периодические  и
типовые испытания;
            - приёмо-сдаточные испытания проводит предприятие-изготовитель;
            - результаты приёмо-сдаточных  испытаний  должны  оформляться  в
соответствии с «Правилами  устройства  и  безопасной  эксплуатации  сосудов,
работающих под давлением»;
            - периодические испытания должны проводиться не реже одного раза
в год в объёме не менее  трёх  баллонов  на  соответствие  всем  требованиям
настоящих ТУ;
              -  баллоны  должны  отбираться  из  числа,  прошедших  приёмо-
сдаточные испытания;
              -  типовые   испытания   следует   проводить   при   изменении
конструкции, технологии изготовления  и материалов, влияющих  на  прочность,
параметры и требования, установленные настоящими ТУ;
             - типовым испытаниям следует подвергать не менее трёх  баллонов
на соответствие требованиям настоящих ТУ.

      4.4. Методы испытаний баллона
             4.4.1. Прочность.
      - прочность баллона проверяют гидравлическим испытанием;
      - гидравлические испытания проводят испытательным давлением


(2,5 МПа в течение не менее 60с. с последующим снижением давления  до   (1,6
 МПа );
      - при давлении (1,6 МПа.) проводят осмотр всех  сварных  соединений  и
прилегающих к ним участков;
      - баллоны  считают  выдержавшими  гидравлические  испытания,  если  не
обнаружено признаков разрыва, течи, слезок,  потения  и  видимых  остаточных
деформаций  в сварных соединениях и в основном металле;
       -При испытании наружная поверхность баллона должна быть сухой.

       4.4.2. Плотность
                       -Плотность  баллона  после  гидравлических  испытаний
проверяют  пневматическим  испытанием  давлением   (1,6+0,1)   МПа.   Баллон
погружают в ванну с водой таким образом, чтобы над ним был столб воды  20-40
мм. Время выдержки – не менее 60 с. Появление пузырьков не допускается.
                       -Допускается вместо гидравлических испытаний  баллона
проводить пневматические испытания на стенде с бронекамерой,  обеспечивающей
безопасность работы.
                            -Баллон  должен  находиться  в  бронекамере  под
давлением (2,5+0,2) МПа не менее 60  с.,  после  чего  давление  снижают  до
(1,6+0,.1)  МПа  и  баллон  погружают  в  ванну  с  водой  для  проверки  на
плотность;


      4.5. Контроль качества
           . Проверку сварных соединений каждого баллона  проводят:
             - внешним осмотром в соответствии с требованиями  ГОСТ  3242  и
отраслевой инструкцией по сварке и контролю сварных соединений;
  - просвечиванием проникающим  излучениям  в  соответствии  с  требованиями
ГОСТ 7512 или  ГОСТ  2354,  или  радиоскопическими  методами  с  применением
рентгенотелевизионных установок;


  - испытаниями на статическое растяжение и  изгиб  по  ГОСТ  6996  стыковых
сварных соединений обечаек и днищ;
  - гидравлическими испытаниями;
  - пневматическими испытаниями.
    Для проверки механических свойств продольных  и  кольцевых  швов  сварку
контрольных соединений производят отдельно от свариваемых элементов  баллона
с обязательным  соблюдением  всех  условий  сварки  контролируемых  стыковых
соединений.
    Проверку на разрушение   проводят  гидравлическим  давлением.  Испытание
проводят  повышением  давления  до  2,5  МПа,  при  этом  баллон  не  должен
деформироваться. После достижения  давления  2,5  МПа  и  проверки  диаметра
баллона давление повышается  до  наступления  разрушения  баллона.  Контроль
наружного диаметра баллона проводят в поперечном сечении  на  расстоянии  не
менее 50мм от сварных швов.
      Не допускается разрыв баллона при давлении не менее 5 МПа.
      Объём баллона проверяют наполнением  водой  до  основания  фланца  при
горизонтальном  положении  баллона  и  определяют   объём   или   массу   (с
последующим пересчётом в объём) воды. После  испытания  баллон  просушивают.
Если при испытании используют воду с  температурой  не  ниже  60(С,  процесс
сушки  не  обязателен.  Допускается   определять   объём   баллона   другими
способами, обеспечивающими необходимую точность.
Массу порожнего баллона проверяют взвешиванием с точностью -0,2 кг.

      4.6. Маркировка, упаковка, транспортировка и хранение
             4.6.1. Каждый баллон  должен  иметь  в  месте,  обозначенном  в
чертеже, таблицу со следующими данными:
          -товарный знак предприятия-изготовителя;
      -условное обозначение баллона;
      -номер баллона по системе нумерации предприятия-изготовителя;
      -масса баллона с газом (мг), кг;
      -масса порожнего баллона (мп), кг;


        -месяц, год изготовления и год следующего освидетельствования;
       -рабочее давление (Р), МПа;
        -испытательное давление (И), МПа;
       -объём (V), л;
        -клеймо ОТК предприятия-изготовителя круглой формы диаметром 10  мм.
Крепление таблички должно быть надёжным и долговечным.

      Примечание:
      1.При маркировке наносят сокращённые обозначения, указанные в скобках.
      2. Пример  нанесения  даты  изготовления  и  освидетельствования:  при
изготовлении в ноябре 1994г. и освидетельствовании в ноябре  1999г.:  11-94-
99.
      3..Объём баллонов указывается фактический с точностью до первого знака
после запятой.
      4. Масса баллона с газом включает  массу  порожнего  баллона  и  массу
сжиженного газа.
      5. Масса порожнего баллона указывается фактическая  до  первого  знака
после запятой.
      4.6.2. Баллоны транспортируются без  упаковки   с  защитными  кольцами
толщиной (16+1)мм. Или  без  них  по  согласованию  с  потребителе.  Баллоны
транспортируются всеми видами транспорта в крытых транспортных  средствах  в
соответствии с  правилами  перевозок  груза,  действующими  на  каждом  виде
транспорта.   Допускается   перевозка   баллонов   открытым    автомобильным
транспортом.


      4.6.3. Хранение баллонов должно быть по группе условий хранения Ж2  по
ГОСТ 15150.
      4.7. Указания по эксплуатации
        Баллоны  должны  эксплуатироваться  в  соответствии  с  требованиями
«Правил  устройства  и  безопасной  эксплуатации  сосудов,  работающих   под
давлением» и инструкцией по монтажу и эксплуатации газобаллонной установки.
      4.8. Гарантия изготовителя
       Изготовитель должен гарантировать соответствие  баллонов  требованиям
настоящих  ТУ  при   соблюдении   правил   хранения,   транспортирования   и
эксплуатации.
       Гарантийный срок эксплуатации – 2,5 года со  дня  получения  баллонов
потребителем.

      5. Технологическая часть
          5.1. Анализ базовой технологии производства баллона
                5.1.1.Технология изготовления  днищ
      Днища (лист №2  поз.1)  изготавливаются  из  листового  проката  (ГОСТ
19903) толщиной 3,0 мм.,  размером  1250х3000.  Листы  металла  подаются  на
участок, где  разрезаются  ножницами  листовыми  (ГОСТ  6282)  на  заготовки
размером  3х387х1250.  Установка  упора  осуществляется  вручную.  Установку
упора контролировать через каждые 50 отрезанных полос.
      Далее пачку с заготовками подают в штамповочный  цех,  где  на  прессе
кривошипном формируют днище с одновременной вырубкой по  наружному  контуру,
после чего днища помещают в агрегат отжига (печь эл. шахтная).

      5.1.2. Изготовление обечайки

      Заготовительная операция  при  изготовлении  обечайки  (лист1,  поз.2)
аналогична операции для днищ, с той лишь разницей,  что  листы   режутся  на
ножницах  листовых   по размеру 3х623х933.
      Последовательность операций:
      - пробивка отверстия под фланец;
      - формирование листа заготовки под обечайку;
      - прихватка  обечайки РДС;
      - зачистка сварного шва обечайки;
          дуговая сварка под слоем флюса;
      - обрезка технологических планок;
      - приварка РДС фланца и обечайки с наружной стороны;
      - подварка РДС фланца и обечайки с внутренней стороны;
      5.1.3. Изготовление и прихватка подкладных колец
      Заготовка производится на ножницах листовых, размером 3х27х915.
      Последовательность операций:
      - вальцовка заготовки в кольцо;
      - запрессовка подкладного кольца в днище;
      - прихватка подкладного кольца РДС
      5.1.4. Изготовление и прихватка шильдика к обечайке.
      Отрезка заготовки размером 1000х125х3 на ножницах
      Последовательность операции:
      - вырубка заготовки размером 125х100;
      - галтовка до полного удаления заусенцев;
      - отжиг. Для снятия внутренних напряжений;
      - маркирование;
      - гибка по форме обечайки;
      - химическое обезжиривание;
      5.1.5. Радиоскопический контроль с  применением  рентгенотелевизионной
установки. контроль продольного шва обечайки баллона и места  пересечения  с
кольцевыми швами.
      5.1.6. Испытание на прочность пневматическим методом.
      5.1.7. Окрашивание распылением в электрическом поле.
      5.1.8. Нанесение надписи «Огнеопасно».
          5.1.9. Штабелирование.

   5.2. Критический анализ базовой технологии изготовления баллона АГ-50-
                                     300

      Остановимся  подробно  на   технологических   процессах   изготовления
обечайки и вварки   фланца.  При  сборке  обечайки   нетехнологично  ставить
прихватки РДС, используя при этом стенд сборки обечайки.
      Целесообразно было бы  использовать  одно  приспособление,  оснащённое
системой   прижимов,   исключающей   необходимость   прихваток    РДС.     с
принудительным формированием обратной стороны шва.
      Применение прихваток ручной дуговой  сваркой  для  закрепления  листов
относительно друг друга отнимает  много  времени  и  средств.  Использование
прижимов на стенде сварки обечайки имеет ряд преимуществ::
      во-первых: обеспечивает необходимую силу прижатия;
      во-вторых: не мешает  производить  автоматическую  сварку  продольного
шва;
      в-третьих: удобен с точки зрения быстроты  закрепления  и  открепления
деталей.
      Кантовка изделия – крайне неудобный и продолжительный  процесс.  И  мы
имеем возможность избавиться от необходимости кантовки баллона. Кроме  того,
это повлечёт экономическую  выгоду  из-за  уменьшения  расхода  электродного
металла, а так же электроэнергии.
      5.3. Исходные данные  для проектирования
      Целью  данного  дипломного  проекта  ставится   изменение   технологии
изготовления   баллонов АГ-50, работающих под высоким давлением.
      Техническое  задание  –  усовершенствовать   технологический   процесс
изготовления   баллонов,  работающих  под  высоким   давлением.   Рассчитать
экономическую сторону проекта, нормы времени.
      К исходным данным относятся:
      - программа производства N=25000 шт/год
      - чертежи общего вида баллона.
      - чертежи приспособлений для сборки и сварки сборочных единиц баллона,
применяемые в ПТУ по РНТО.
      - технические условия на изготовление, испытания и приёмку
      баллона АГ-50-300.
      - базовый технологический процесс изготовления баллона и экономические
показатели.
      - нормы и правила техники безопасности и производственной санитарии.
      - отчет о практике.
      5.4. Предлагаемая технология

      5.4.1.Разбивка изделия на сборочные единицы

      При изготовлении изделий,  состоящих  из  большого  числа  соединяемых
элементов,  целесообразно  разбить  данное  изделие  на  сборочные  единицы.
Основным требованием при этом является  то,  что  трудоёмкость  изготовления
сборочной  единицы  должна  быть  больше  трудоёмкости  последующей   сборки
изделия.
      В  дипломном  проекте   оставим   разбивку   на   сборочные   единицы,
используемую в базовой технологии:
      - обечайка;
      -  днище;
      - подкладное кольцо;
      - шильдик;
      - фланец.
      Схема технологического процесса также остаётся без изменений:  сначала
изготавливаются  сборочные  единицы,  каждая  на  своём  участке,  и   затем
комплект поступает к  месту  сборки  баллона,  после  чего  готовое  изделие
(баллон) контролируется и  подвергается  пневмоиспытаниям  и,  в  случае  их
успешного прохождения, отправляется на покраску и место складирования.

      5.5.  Применяемые материалы, анализ свариваемости

          5.5.1.    Для    изготовления    баллона    АГ-50    используются
конструкционные низкоуглеродистые стали: Ст3сп (Ст3пс) по ГОСТ14637.



                                                                 Таблица 5.1
                  Химический состав сталей Ст3сп и Ст3пс, %
|         |Химические элементы, в %                                          |
|Сталь    |                                                                  |
|          |              |              |              |                    |
|Ст3сп     |36-46         |24            |27            |–––––               |
|          |              |              |              |                    |
|Ст3пс     |38-48         |25            |26            |39                  |

       5.5.2. Свариваемость это – свойство металла  или  сочетания  металлов
образовывать при  установленной  технологии  сварки  соединение,  отвечающее
требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.
       Если рассматривается  возможность  получения  качественного  сварного
соединения деталей из одного и того же  металла  (или  сплава),  то  в  этом
случае  анализируется  технологическая  свариваемость   данного   материала.
Технологическая  свариваемость  –  технико-экономический   показатель.   Она
характеризует   возможность   получения   сварного   соединения   требуемого
качества,   удовлетворяющего   требованиям   надёжности   конструкции    при
эксплуатации,  с  применением  существующего  оборудования  при   наименьших
затратах труда и времени. Основные  критерии  технологической  свариваемости
следующие:
       - окисляемость  металла  при  сварке,  зависящая  от  его  химической
активности;
       - сопротивляемость образованию горячих трещин и трещин при  повторных
нагревах;

       -  сопротивляемость  образованию  холодных  трещин   и   замедленному
разрушению;
       -  чувствительность   металла   к   тепловому   воздействию   сварки,
характеризуемая его склонностью  к  росту  зерна,  структурными  и  фазовыми
изменениями в шве и зоне  термического  влияния,  изменением  прочностных  и
пластических свойств;
       - чувствительность к образованию пор;
- соответствие свойств сварного соединения  эксплуатационным  требованиям  –
прочности, пластичности, выносливости, ползучести,  вязкости,  жаростойкости
и жаропрочности, коррозионной стойкости и др.

      5.5.3. Сопротивляемость образованию горячих трещин

      Низкое содержание углерода в  металле  швов  обеспечивает  необходимую
стойкость против образования горячих трещин.
      Убедится в этом помогает расчёт эквивалентного содержания углерода:
      [pic]                  (5.1)
      [pic]
      т. е. сталь не склонна к образованию горячих трещин.

      5.5.4. Сопротивляемость образованию холодных трещин

      Сопротивляемость  образованию  холодных  трещин  оценивается  также  с
помощью эквивалентного содержания углерода:
      [pic]                 (5.2)
      [pic]
      т. е. сталь не склонна к образованию холодных трещин.

      5.5.5. Чувствительность металла к тепловому воздействию сварки

      Подходы к оценке влияния термического цикла  на  кинетику  структурных
превращений   могут   быть   различными.   У   большинства   конструкционных
низкоуглеродистых  сталей  структурные  превращения,  определяющие  свойства
соединений, происходит в течение  времени  пребывания  металла  в  интервале
температур 800…500(С. Поэтому основной  характеристикой  цикла,  формирующей
структуру,  является  время  пребывания  металла  [pic]  в  этом   интервале
температур.

      [pic]  ,с                          (5.3)
      , где [pic]- эффективная мощность дуги, с
      [pic][pic]                   [pic]                 ,               где
(5.4)
      [pic]- сила сварочного тока, 300А
      [pic]- напряжение дуги, 32В
      [pic]-К.П.Д. дуги, 0,7
      [pic]  ????????
      [pic]- скорость сварки, [pic]
      [pic]- теплофизические величины, 0,047
      [pic]- толщина свариваемого материала, 4мм
      [pic]-температура окружающей среды, 20(С
      [pic]
      За такое малое время зерно аустенита не успевает вырасти и металл  шва
имеет благоприятную ферритно-перлитную структуру.
      5.6. Технические условия на изготовление и приёмку

      5.6.1. Требования к материалам

      Металл, предназначенный для изготовления  баллонов,  не  должен  иметь
трещин, закатов, расслоений, пузырей,  неметаллических  включений  и  других
дефектов, влияющих на его прочность и  плотность.  Качество  листовой  стали
должно удовлетворять требованиям ГОСТ 14637, сортовой стали ГОСТ 535.
      Не допускается зачистка поверхности  дефектов  на  глубину,  выводящую
толщину проката за предельные отклонения.
      На листах,  принятых  к  изготовлению  обечаек  и  днищ,  должна  быть
сохранена маркировка металла, содержащая марку стали и номер партии.
    5.6.2. Качественный анализ технологичности конструкции баллона АГ-50-
                                     300
      Технологичность конструкции –  это  совокупность  свойств  конструкции
изделия, определяющих её приспособленность к достижению  оптимальных  затрат
при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей  качества,
объёма выпуска и условий выполнения работ.
      При   проектировании   сварных   конструкций   пользуются   следующими
качественными показателями технологичности:

      1. Простота конструкции
      Данная конструкция проста  и,  следовательно,  технологична,  так  как
состоит менее чем из семи сборочных единиц.
      2. Необходимость использования  спецоборудования  при  заготовительных
операциях:
      Необходимость использования уникального специального оборудования  для
выполнения заготовительных  операций  для  изготовления  данного  резервуара
отсутствует.

      3. Используемые материалы

      Стали,  применяемые  для  изготовления   баллона,   обладают   хорошей
свариваемостью, что показывалось ранее. В процессе сварки нет  необходимости
проведения   дополнительных   мероприятий   по   повышению   технологической
прочности  сварных  соединений,  т.   е.   отсутствует   предварительный   и
сопутствующий  подогрев  и  послесварочная  термообработка   для   получения
необходимой структуры металла шва и зоны термического влияния.

      4. Сварные швы

      Сварные швы изделия протяжённые, простой конфигурации (прямолинейные и
кольцевые), доступные для наблюдения, сварки и контроля качества.
      5.7. Расчет режимов сварки
      На основе анализа и, исходя из технических требований,  можно  сделать
вывод,  что  изготовление  автомобильного  баллона  можно  механизировать  и
автоматизировать  и  при  этом  использовать  механизированную  сварку   под
флюсом. Механизированная  сварка  под  флюсом  является  одним  из  основных
способов сварки плавлением  при  массовом  производстве  однотипных  сварных
конструкций.
      Как известно,  производительность  сварки  (количество  расплавленного
металла в единицу времени) прямо пропорциональна величине сварочного тока.


      При сварке под флюсом  вылет  электрода  значительно  меньше  чем  при
ручной дуговой сварке, Поэтому можно,  не  опасаясь  перегрева  электрода  и
отделения защитного покрытия  в  несколько  раз  увеличить  силу  сварочного
тока. Производительность сварки  под  флюсом  5-20%  выше,  чем  при  ручной
дуговой сварке. Плавление электродного и основного  металла  происходит  под
флюсом, надежно изолирующих расплавленный металл от  воздействия  окружающей
среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва,  без  пор
и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами. Введение во  флюс
элементов-стабилизаторов и высокая плотность  тока  в  электродах  позволяют
получить  устойчивое  горение  дуги  и  на  переменном   токе.   Практически
отсутствуют потери на угар и разбрызгивание  электродного  металла.  Процесс
сварки  почти   полностью   механизирован.   Простота   процесса   позволяет
использовать для обслуживания сварочных аппаратов  сварщиков-опараторов  без
дополнительной их подготовки.

      При этом способе сварки электрическая дуга горит под сыпучим зернистым
материалом,  называемым  флюсом.  Под   действием   тепла   сварочной   дуги
расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть  флюса.
В зоне сварки  образуется  полость,  заполненная  парами  металла,  флюса  и
газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой  расплавленного
флюса.  Расплавленный  флюс,  окружая  газовую  полость,  защищает  дугу   и
расплавленный металл  в  зоне  сварки  от  вредного  воздействия  окружающей
среды, осуществляет металлургическую обработку металла  в  сварочной  ванне.
По мере удаления  сварочной  дуги  расплавленный  флюс,  прореагировавший  с
расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую  корку.  После
прекращения процесса  сварки  и  охлаждения  металла  шлаковая  корка  легко
отделяется  от  металла  шва.  Неизрасходованная  часть  флюса   специальным
пневматическим устройством  собирается  во  флюсоаппарат  и  используется  в
дальнейшем при сварке.



     1. Исходной величиной для расчёта и выбора  параметров  режима  сварки
        является стыкуемая толщина металла. Расчёт  будет  проводиться  для
        толщины S=3мм.
      2. Расчёт и выбор диаметра сварочной проволоки.
      В зависимости от толщины соединяемых элементов «S»  диаметр  сварочной
проволоки рассчитывается по формуле, мм;
      [pic]              (5.5)
      Рассчитанный диаметр округляется до ближайшего  из  стандартного  ряда
диаметров сварочных проволок [pic].
      3. Расчёт величины и выбор рода сварочного тока
      Для сварки  может  быть  использован  переменный  или  постоянный  ток
обратной полярности. Но благодаря использованию  постоянного  тока  обратной
полярности можно  получить  более  качественный  шов.  Кроме  того,  базовая
технология также предполагает  использование  постоянного  тока,  поэтому  и
расчёт будем вести для этого рода тока.
      В случае односторонней сварки на расчёт величины тока производится  по
формуле:
      [pic]                     (5.6)

      4. Уточнение диаметра сварочной проволоки
      Для выдержки требуемой плотности тока в процессе сварки  рекомендуется
уточнить рассчитанное значение диаметра проволоки:
      [pic]                                                        (5.7)
      где [pic]рекомендуемая плотность тока, равная –60А/мм2

      [pic]
       5. Расчёт напряжения дуги.
      [pic]                                 (5.8)
      5. Расчёт скорости подачи сварочной проволоки.
      Скорость подачи проволоки при  сварке  на  обратной  полярности  можно
рассчитать по формуле:
                          [pic]               (5.9)
  где  А,  В,  С  –  эмпирические  коэффициенты,  зависящие  от  химсостава
проволоки и её вылета,[pic]
                                                                 Таблица 5.3
                          Эмпирические коэффициенты
|A             |B             |C             |
|1,31          |1,36?10-3     |3.89?10-4     |


      [pic]
6. Расчёт скорости сварки
      При  заданных   ГОСТом   размерах   сварного   шва   скорость   сварки
рассчитывается по формуле:
      [pic]                                              (5.10)
      где [pic]- площадь поперечного сечения сварочной проволоки, мм2:
      [pic]- площадь поперечного сечения наплавленного металла, мм2.

      [pic]             (5.11)

      где S - толщина свариваемого металла,
      b - зазор между свариваемыми кромками,
      е - ширина усиления шва с наружной стороны,
      g - высота усиления шва с наружной стороны,
      е1 - ширина усиления шва с обратной стороны,
      g1 - высота усиления шва с обратной стороны.
      b=1,0мм,  e=16мм, g=2мм, e1=1,0мм, g1=1,5мм
      [pic]2
      [pic]
      5.8. Выбор сварочного и вспомогательного оборудования и их технические
характеристики
       По результатам расчетов  выбираем  сварочный  автомат  А1416,  аналог
которого используется в базовой технологии.

              Таблица 5.5
                      Технические данные автомата А1416
|Характеристика                                 |Величина          |
|Номинальный сварочный ток при ПР=60%, А        |           1000   |
|Пределы регулирования сварочного тока, А       |        400-1000  |
|Напряжение питающей трехфазной сети, В         |     220 или 380  |
|Диаметр электродной проволоки, мм              |           1,6-5  |
|Скорость подачи электродной проволоки, м/ч     |         50-500   |
|Скорость сварки, м/ч                           |         12-120   |
|Вертикальная настройка мундштука, мм           |            (25   |
|Поперечный ход суппорта, мм                    |            (50   |
|Вес электродной проволоки в кассете, кг        |             15   |
|емкость бункера для флюса, куб. дм             |              6   |
|                                  |Длина      |            850   |
|Габаритные размеры, мм.           |           |                  |
|                                  |Ширина     |            530   |
|                                  |Высота     |            490   |
|Вес, кг                                        |             48   |



      Автомат  предназначен для сварки  под  флюсом  стыковых  (с  разделкой
кромок и без неё), угловых и нахлёсточных соединений.
      Во время сварки автомат передвигается по направляющей планке.  Приводы
подающего механизма и механизма перемещения независимые.
      Для автоматической сварки  под  флюсом  при  изготовлении  обечаек   и
приварки к ним днищ, для обеспечения рассчитанных режимов, применим  базовый
источник питания ВДУ-625.
      Источники  питания  серии  ВДУ  называют   универсальными   сварочными
выпрямителям, так как их электрические  схемы  предусматривают  переключения
для работы, как с жёсткими, так и  с  падающими  внешними  характеристиками.
Универсальные  сварочные  выпрямители   серии   ВДУ   обеспечивают   плавное
дистанционное регулирование выходных тока и напряжения, стабилизацию  режима
при  изменениях  напряжения  сети.  Выпрямители  работают  с  принудительным
воздушным охлаждением. Включение выпрямителя в  силовую  сеть  и  защита  от
кратковременных   аварийных   коротких   замыканий   в    цепях    установки
осуществляется сетевым автоматическим выключателем, защита от  перегрузок  в
процессе  работы  –   тепловыми   реле   магнитных   пускателей.   Сварочные
выпрямители серии ВДУ выполняют в однокорпусном исполнении.



      Таблица 5.6
Техническая характеристика сварочного выпрямителя ВДУ-625.
|Характеристика                                  |Величина         |
|Номинальный сварочный ток, А                    |630              |
|ПН, %                                           |60               |
|Номинальное рабочее напряжение, В               |52               |
|Напряжение холостого хода, В                    |79               |
|Пределы регулирования сварочного тока           |65-630           |
|Пределы регулирования рабочего напряжения, В    |18-52            |
|Первичная мощность, кВт                         |60               |
|Габаритные размеры, мм                          |860(620(1000     |
|Масса, кг                                       |270              |


      5.9. электродная проволока
            Электродная проволока
            Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки  –  один
из главных  элементов  разработки  технологии  механизированной  сварки  под
флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет   состав  металла
шва и, следовательно, его механические свойства.
      При  механизированной  сварке   под   флюсом   используют   проволоку,
выпускаемую промышленностью по ГОСТ 2246.
        Согласно расчетам мы используем сварочную проволоку диаметром 2мм. И
                  марки Св.08 и Св.08А, химический состав которой приведен в



                                                                    Табл.5.7

      Химический состав стальной сварочной проволоки (ГОСТ2246),%

|Сталь,  |Химические элементы                                            |
|Марка   |                                                               |
|проволок|                                                               |
|и       |                                                               |
|          |SiO2  |MnO    |CaF2   |CaO    |MgO    |Al2O3  |Не более       |
|ОСЦ-45    |38,0-4|38,0-44|6,0-9,0|(6,5   |(2,5   |(5,0   |0,15   |0,15   |
|          |4,0   |,0     |       |       |       |       |       |       |


      5.11. Механизация заготовительных работ

               5.11.1. Оборудование, применяемое для заготовительных  работ,
можно разделить на следующие группы:
      - для очистки проката;
      - для правки проката, заготовок и деталей;
      - для разметки;
      - для резки;
      - для гибки;
      - для штамповки и пробивки отверстий;
      Правка проката, заготовок и деталей производится на листоправильных  и
сортоправильных  вальцах.  Правка  достигается  путём  изгиба  и  растяжения
выправляемой заготовки  в  результате  многократного  пропускания  её  между
валками.  При  правке  листового  материала   на   листоправильных   вальцах
значительное время расходуется на установку заготовок в вальцы и  на  снятие
их после правки.
      Резка  заготовок,  на   ножницах   кривошипных   с   наклонным   ножом
(гильотинных ножницах). Резка на ножницах основана на скалывании металла  по
линии реза, вызываемого давлением ножа.

      5.11.2. Механическое оборудование сварочного производства

      Для установки и сварки свариваемых изделий в  технологии  изготовления
баллона применяются:
      - стеллажи,  представляют  собой  металлоконструкцию  из  листового  и
профильного проката. Крупногабаритные  закрепляются на  бетонном  основании.
Для лёгких изделий стеллажи могут  быть  переносными.  На  стеллажах  обычно
собирают узлы, не требующие большой точности сборки, или же  узлы,  точность
которых обеспечивается  установочными и зажимными приспособлениями.
      - приспособления, имеют  в  своей  конструкции  приводы  для  вращения
изделия, чем обеспечивают возможность автоматической сварки.
      -  стенд,  используемый  в  производстве  баллонов,  предназначен  для
вращения цилиндрических изделий с  центром  тяжести,  расположенным  на  оси
вращения. Стенд предназначен для вращения изделия при автоматической  сварке
кольцевых  швов.  Стенды  оснащены  приводом,  обеспечивающим  вращение   со
скоростью, необходимой для автоматической сварки  (19-77м/ч),  а  так  же  с
маршевой (установочной) скоростью (13м/мин)
      Для закрепления деталей используются быстродействующие  пневматические
прижимы.  Кроме  того,  приспособление  располагается   с   нижней   стороны
свариваемых листов,  а  верхняя  сторона  остаётся  полностью  открытой  для
сварочной аппаратуры и  оператора.  Пневматические  прижимы  обладают  рядом
преимуществ: доступность благодаря наличию на заводе сети  сжатого  воздуха,
простота конструкции, надёжность в работе, удобство управления.
      Для удержания расплавленного металла и формирования  обратной  стороны
шва при односторонней сварке применяются стационарные медные подкладки.  При
автоматической сварке под флюсом важным звеном механизации  и  автоматизации
процесса является механизация подачи флюса в зону сварки, удержания  его  на
поверхности шва во время сварки и уборки не  расплавившегося  флюса.  Подача
осуществляется периодической засыпкой флюса в бункеры, откуда  он  поступает
в зону сварки.


      6. Конструкторская часть
          6.1 Стенд сварки обечайки (Лист 5)
      Стенд предназначен для сварки продольного шва обечайки автомобильного
газового баллона.
      Он представляет собой пространственную сварную металлоконструкцию с
направляющими путями для самоходного сварочного автомата с механизмом
закрепления обечайки.
      Стенд состоит:
      - основание (поз.1);
      - направляющая (поз.2);
      - приспособление для сборки и сварки обечайки (поз.3);
      - автомат сварочный А1416 (поз.4).
      Основание предназначено для размещения сварочного автомата, устройства
механизмов  закрепления  обечайки,  а   также   для   монтажа   водопровода,
электрооборудования   и   пневмооборудования.   Она    представляет    собой
пространственную сварную конструкцию.
      Для установки и направления движения  сварочного автомата, на  станине
закреплена верхняя направляющая. На  станине  имеется  также  кронштейн  для
крепления пневмооборудования,  присоединительные  патрубки  для  подключения
водопровода. Основание устанавливается на фундаменте и заливается бетоном.
      Сито предназначено для просеивания флюса после сварки от спекшихся его
кусков и механических  примесей.  Оно  представляет  собой  сварную  раму  с
натянутой металлической сеткой и устанавливается на раму.
      Автомат сварочный А1416 служит  для  сварки  прямолинейного   шва  под
слоем флюса.  Устройство  его  и  принцип  работы  приведены  в  техническом
паспорте.



      6.2. Приспособление сборки и сварки обечайки (Лист 6)
      Приспособление предназначено для сборки обечайки и состоит из:
      - рамы (поз.1);
      - щека (поз.2);
      - прижим (поз.3);
      - основание (поз.4);
      - медная подкладка (поз.5);
      - двух пневмоцилиндров (поз.15);
      Рама представляет собой пространственную сварную металлоконструкцию  с
механизмом  закрепления  обечайки,  а   также   для   монтажа   водопровода,
электрооборудования   и   пневмооборудования.   Сито    предназначено    для
просеивания флюса после  сварки  от  спекшихся  его  кусков  и  механических
примесей. Оно представляет собой  сварную  раму  с  натянутой  металлической
сеткой и устанавливается на основание.
      Предварительно свальцованная обечайка укладывается на медную подкладку
консоли. Консоль устанавливается параллельно направляющим  путям  сварочного
автомата. Пневмоцилиндры сводят прижимы, которые обжимают обечайку.
      С   помощью   быстросъемных    эксцентриковых    прижимов    фиксируем
технологические планки  на  консоли,  предназначенные  для  ввода  и  вывода
сварочной дуги.  Включаем  сварочный  автомат,  который  производит  дуговую
сварку продольного шва под слоем флюса.
      По  окончании  сварки  обечайка  освобождается  от  пневмоприжимов   и
механических прижимов  и  передаётся  на  операцию  отрезки  технологических
планок.
      Устройство и работа составных частей
      Пневмооборудование предназначено для подачи воздуха,  очистки  его  от
влаги, подготовки его и для  управления  работой  пневмоцилиндра,  рычажного
механизма  обжима  обечайки.  В  пневмосистему  входят  пневмораспределитель
крановый, влагоочиститель,  регулятор  давления  соединительная  арматура  и
резиновые рукава.
       Водопровод служит для охлаждения подкладки  и  состоит  из  резиновых
рукавов, вентиля и соединительной арматуры. Вода протекает через  подкладку,
охлаждает ее и сливается.

      Консоль с медной подкладкой и прокладками предназначена для  установки
и ориентации обечайки и выводных планок в требуемом  положении.  На  консоли
закреплены  медная  подкладка  и  прокладка,  в  которой  имеется   сквозное
отверстие с конической резьбой для присоединения к водопроводу.
      Регулирование
      Величина усилия прижатия  обечайки  регулируется  изменением  величины
давления в пневмоцилиндре посредством регулятора давления.
       Интенсивность охлаждения подкладки  регулируется  расходом  воды  при
помощи вентиля на трубопроводе.
       Высота подкладки регулируется изменением  количеством  прокладок  под
ней.
      Порядок работы
      Включение
      - открыть вентиль подачи воздуха в пневмосистему;
      - проверить величину давления воздуха по манометру регулятора давления
и при необходимости отрегулировать его;
      - включить рубильник подачи электроэнергии;
       Работа
      - открыть пневмораспределитель крановый и развести пневмоприжимы;
      - подать обечайку на консоль, ориентируя ее разрезом вверх;
      - переключить кран и включить механизм обжатия обечайки;
      - уложить и закрепить выводные планки;
      - включить с предварительно налаженной по силе  тока  дугой  сварочный
автомат и провести сварку обечайки;

      - отключить рычажный механизм прижима обечайки;
      - освободить эксцентриковые прижимы;
      - снять обечайку;
      - передать сваренную  обечайку  на  операцию  обрубки  технологических
планок;

      6.3. Стенд  сварки обечайки с фланцем.(Лист 7)

      Стенд предназначен для сварки  кольцевого  шва  соединения  «обечайка-
фланец".
      Основными сборочными единицами являются:
      - станина (поз.1);
      - приспособление для подъема и вращения баллона(поз.2);
      - направляющая (поз.3);
      -  станина  предназначена   для   размещения   сварочного   автомата,
        устройства механизмов закрепления обечайки,  а  также  для  монтажа
        электрооборудования и пневмооборудования.  Она  представляет  собой
        пространственную сварную конструкцию. Для установки  и  направления
        движения   сварочного  автомата,  на  станине  закреплена   верхняя
        направляющая. Станина устанавливается на  фундаменте  и  заливается
        бетоном.
      - приспособление предназначено для подъема и  вращения   изделия  под
        сварочную головку.
      Приспособление работает следующим образом: после  установки  заготовки
обечайки, необходимо ориентировать отверстие обечайки  по  медной  подкладки
(поз.7) стенда и установить фланец в  отверстие  обечайки.  Затем,  на  шток
пневмоцилиндра надеть стопорное кольцо (поз.6), при включении которого  шток
втягивается и прижимает фланец к медной пластине. Одновременно, второй  шток
выдвигается и  распирает  обечайку.  Далее  необходимо  проверить  положение
стыка  относительно  конца  электродной   проволоки,   выдержав   отклонения
электрода от центра стыка по всей длине не более 1,0мм.


      При  отклонениях,  выходящих  за  пределы  допустимого,   регулировать
корректировкой сварочной головки или положением  обечайки  вручную.  Отвести
сварочный автомат в исходное положение. Подать сварочную проволоку  вниз  до
полного замыкания(планка), нажатием кнопки «электрод вниз»,  выдержав  вылет
электрода 20-25мм. Кольцевое  стыковое  соединение  следует  засыпать  слоем
флюса толщиной 25-30мм., затем нажатием  кнопки  «Пуск»  включить  сварочный
ток  и  движение  автомата.  Длина  кольцевого   шва   составляет   262,1мм.
Необходимо обеспечить перекрывание начала сварного шва на 10мм.
      6.4. Приспособление для сборки и сварки фланца и обечайки (Лист8)
      Данное приспособление предназначено для подачи стыка в зону  сварки  и
состоит из:
      - центратора (поз.1);
      - копира (поз.2);
      - опоры (поз.3);
      - рамы (поз.4)
      - кронштейна (поз.5);
      Подача  стыка  в  зону  сварки   осуществляется   за   счет   вращения
электродвигателя (поз.27) через редуктор (поз.26)  и  за  счет  вертикальных
перемещений подвижного вала (поз.8) с центратором и изделием.
      Вертикальные перемещения происходит в результате  вращения  подвижного
вала с закрепленными на ней осями (поз.11) с подшипниками (поз.22) по  шайбе
переменного сечения (поз.12). Во избежание смещении  шайбы,  устанавливается
фиксатор, со снятой внутренней кромкой (поз.13).
Амплитуда вертикальных перемещений составляет 5,7мм. Поперечные  перемещения
исключают шпильки (поз.15) и набор подшипниковых шариков.
     После установки баллона на приспособление и  ориентирование  сварочной
головки по центру  стыка,  включаем  электрический  двигатель.  Вращение  от
двигателя передается редуктору.  От  редуктора  через  шпоночное  соединение
передается вращение неподвижному валу.
     От неподвижного вала через шлицевое соединение  передается  подвижному
валу, который вращает опору (поз.3), центратор (поз.1) и  изделие.  Скорость
вращения   приспособления   определяется    техническими    характеристиками
редуктора. Опускание приспособления  осуществляется  за  счет  веса  изделия
центратора и двух пружин (поз.22).



      Включение
      - открыть вентиль подачи воздуха в пневмосистему;
      -  проверить  величину  давления  воздуха  по  манометру   регулятора
        давления и при необходимости отрегулировать его;
      - включить рубильник подачи электроэнергии;
      - открыть пневмораспределитель крановый и отвести пневмоприжим;
      - подать баллон на приспособление;
      - переключить кран и включить механизм поджатия баллона;
      - ориентировать отверстие по центру медной подкладке
      - установить фланец и зафиксировать
      - ориентировать сварочную головку по центру стыка;
      - включить механизм вращения
      - включить с предварительно налаженной по силе тока  дугой  сварочный
        автомат и провести сварку фланца и обечайки;
      - отключить механизм вращения
      - отключить  механизм прижима баллона;
      - снять фиксатор
      -  передать баллон на следующую операцию;

      6.5. Стенд сварки обечайки с днищами (Лист 9)
      Стенд сварки предназначен для сварки кольцевых швов обечайки с днищами
и состоит:
      - бабка передняя (поз.1);
      - бабка задняя (поз.2);
      - рама (поз.3);
      - муфта (поз.4);
      - шкаф управления (поз.5);
      - направляющая (поз.6);
      - бункер (поз.7;8);
      - сетка (поз.9);
      - тумба (поз.10);
      - скат (поз.11);
      - кожух (поз.12);
      -   Рама предназначена для размещения сварочного автомата,  устройства
         механизмов   закрепления   обечайки,   а    также    для    монтажа
         электрооборудования и пневмооборудования.  Она  представляет  собой
         пространственную сварную конструкцию. Для установки  и  направления
         движения   сварочного  автомата,  на  станине  закреплена   верхняя
         направляющая. Станина устанавливается на  фундаменте  и  заливается
         бетоном.
      - бабка передняя предназначена для упора и передачи вращения баллону.
      - задняя бабка служит для поджатия баллона к передней бабке.
      - тумба предназначена для крепления на ней задней бабки.
      -   автомат сварочный служит для сварки    кольцевых  швов  под  слоем
флюса.
      Предварительно собранный баллон укладывается на  скат,  упирая  торцом
баллона в переднюю бабку.  Поджимают  заднюю  бабку.  Ориентируют  сварочную
головку по центру стыка.
      Далее  необходимо  проверить  положение   стыка   относительно   конца
электродной проволоки, выдержав отклонения  электрода  от  центра  стыка  по
всей  длине  не  более  1,0мм.  При  отклонениях,   выходящих   за   пределы
допустимого, регулировать корректировкой сварочной  головки  или  положением
обечайки вручную. Отвести сварочный автомат  в  исходное  положение.  Подать
сварочную проволоку  вниз  до  полного  замыкания(планка),  нажатием  кнопки
«электрод  вниз»,  выдержав  вылет  электрода  20-25мм.  Кольцевое  стыковое
соединение следует засыпать слоем флюса толщиной  25-30мм.,  затем  нажатием
кнопки «Пуск» включить сварочный ток и движение автомата.  Длина  кольцевого
шва составляет 933мм. Сварку следует проводить  в  два  слоя.  Второй  слоем
снимаем внутренние напряжения.
      Вращение передней бабки производится электродвигателем через редуктор.
Вращение баллону передается за счет сил трения.


      По  окончании  сварки  баллон  освобождается   от   пневмоприжимов   и
передаётся на следующую операцию.
      Величина усилия прижатия  обечайки  регулируется  изменением  величины
давления в пневмоцилиндре посредством регулятора давления.
      Вертикальные  и   горизонтальные   перемещения   сварочного   автомата
осуществляется электродвигателями.
      Включение
      - открыть вентиль подачи воздуха в пневмосистему;
      -  проверить  величину  давления  воздуха  по  манометру   регулятора
        давления и при необходимости отрегулировать его;
      - включить рубильник подачи электроэнергии;



       Работа
      - открыть пневмораспределитель крановый и отвести пневмоприжим;
      - подать баллон на скат;
      - переключить кран и включить механизм поджатия баллона;
      -  ориентировать сварочную головку по центру стыка;
      - включить с предварительно налаженной по силе тока  дугой  сварочный
        автомат и провести сварку обечайки и днища за два прохода;
      - отключить  механизм прижима баллона;
      -  нажать на педаль и скатить баллон на конвейер;

7. Контроль качества


    7.1. Контроль материалов.

      Металл, предназначенный для изготовления  баллонов,  не  должен  иметь
трещин, закатов, расслоений, пузырей,  неметаллических  включений  и  других
дефектов, влияющих на его прочность и плотность.
      Качество листовой стали должно соответствовать требованиям  ГОСТ14637,
сортовой стали – ГОСТ535, труб – ГОСТ10705.
      На листах,  принятых  к  изготовлению  обечаек  и  днищ,  должна  быть
сохранена маркировка металла, содержащая марку стали и номер партии плавки.

     7.2.  Контроль  на  стадиях  изготовления  сборочных  единиц  и  сборки
изделия в целом

      При изготовлении сборочных единиц обязателен 100% визуальный  контроль
качества и размеров сварных швов. На стадии  сборки  баллона  осуществляется
контроль габаритных размеров изделия.

      7.3. Радиоскопический  контроль  с  применением  рентгенотелевизионной
установки.

      Радиоскопический контроль продольных швов обечайки и мест  пересечения
их  с  кольцевыми  швами  осуществляется  по  изображению   их   на   экране
телевизионной установки.
      Не допускаются внутренние дефекты  сварных  швов  газовые  и  шлаковые
включения, трещины, непровары, смещения. Баллоны имеющие дефекты  передаются
на стенд исправления дефектов с последующим повторным контролем.


          7.4. Пневматические испытания баллона на прочность.

      Каждый баллон до окраски должен пройти испытания на плотность  сварных
швов сжатым воздухом  давлением – 2.5 МПа (25 кгс/кв.см).
        Порядок испытания:
   - уложить поочередно 4е газовых баллона на приемный  стол бронекамеры;
   - надеть и закрепить на фланцах баллонов приспособления;
   -передать баллоны на  стол бронекамеры;
   - выставить баллоны фланцами вверх;
   - включить пневмокран и поднять стол бронекамеры;
   - включить наполнение баллонов сжатым  воздухом  давлением  2,5  МПа  (25
   кгс/кв.см.) выдержав при  данном  давлении  не  менее  60с.,  после  чего
   давление снизить до 1,6 МПа (16кгс/кв.см.);
   - включить пневмокран и опустить стол бронекамеры в исходное положение;
   - снять наполнительные элементы , предварительно закрыв их вентиля;
   - передать  годные баллоны на следующую операцию;
   -  контролировать  наличие  сжатого  воздуха  в  баллонах  по  показаниям
   электроконтактного манометра;



               8. Нормирование сборочных  и сварочных операций
      Чем детальнее разработан технологический процесс, тем точнее он  может
быть пронормирован. Учитывая сказанное, норму  штучного  времени  tшт,  мин,
определяют по формуле [7, с.396]:
      [pic]=[pic]·[pic],                                      (8.1)
      где [pic] - оперативное время, мин;
      [pic] - процент от оперативного времени,  соответствующий  времени  на
обслуживание  рабочего места, принимаем [pic]=3%;
       [pic] - процент от оперативного времени, соответствующий  времени  на
естественные надобности, принимаем [pic]=2%.
      Применительно   к   нашему   производству   сборка   производится   на
технологической  линии   и   состоит   из   десяти   операций.    Результаты
нормирования сведены в табл. 8.1.

                                                                 Таблица 8.1
       Нормирование технологического процесса сборки баллона
|№п/п      |Наименование операции        |Ед. изм. шт.   |Нормы времени  |
|          |                             |               |чел./мин.      |
|1         |Сборка днища с подкладным    |1 бал.         |2.5            |
|          |кольцом                      |               |               |
|2         |Сварка днища с подкладным    |1 бал.         |3.0            |
|          |кольцом                      |               |               |
|3         |Приварка хомутика к днищу    |1 бал.         |1.25           |
|4         |Автоматическая дуговая сварка|1 бал.         |5.24           |
|          |продольного шва обечайки     |               |               |
|5         |Автоматическая дуговая       |1 бал..        |Нормы времени  |
|          |сварка. Приварка фланца к    |               |чел./мин.      |
|          |обечайки                     |               |               |
|6         |Сборка обечайки с верхним и  |1 бал.         |1,99           |
|          |нижнем днищами               |               |               |
|7         |Автоматическая дуговая сварка|1 бал.         |5,22           |
|          |кольцевого шва               |               |               |
|8         |Загрузка и выгрузка баллона в|1 бал.         |1.66           |
|          |рентген-камеру               |               |               |
|9         | Прихватка таблицы к баллону |1 бал.         |3.00           |
|          |с зачисткой                  |               |               |
|10        |Гидроиспытания баллонов      |1 бал.         |2.46           |



      8.1 Нормирование выполняемых работ

              8.1.1 Расчёт норм времени для сварки обечайки

      Сварка автоматическая под флюсом. Материал: Ст3сп (Ст3пс). Длина  шва-
630мм. Толщина обечайки-3мм.  Вес  обечайки–  16кг.  Производство  серийное.
Сварка  производится  сварочным  автоматом,  установленном  на  стационарные
направляющие, на постоянном токе обратной полярности. Сварочная проволока  –
Св-08А,  (2мм,  флюс  ОСЦ-45М  (АН-348А).  Сварщик  осуществляет   установку
заготовки в приспособление и съём изделия  вручную.  Зачистка  кромок  перед
сваркой и шлака после сварки механизированная.



                                                                Таблица 8.2.
     Технологический процесс сварки обечайки выглядит следующим образом:
|Номер    |Содержание перехода                                     |
|перехода |                                                        |
|1        |Положить изделие в приспособление                       |
|2        |Включить пневмоцилиндры                                 |
|3        |Ориентировать обечайку по центру планки                 |
|4        |Включить пневмоцилиндр и поджать изделие к коробу       |
|5        |Установить технологические планки                       |
|6        |Ориентировать сварочную головку по центру стыка         |
|7        |Засыпать флюсом                                         |
|8        |Осуществить автоматическую сварку                       |
|9        |Выключить пневмоцилиндр                                 |
|10       |Снять изделие                                           |
|11       |Обрубить технологические планки                         |

      Определим нормы времени на  сварочную  операцию  для  продольного  шва
обечайки
     1) Определение основного времени сварки:
      [pic]
     2) Определение вспомогательного времени:
      Вспомогательное время, зависящее от длины шва:
      [pic]
      Вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования:
      tви1=0,6мин.
      tви2=0,15мин.
      tви3=0,15мин.
      tви4=0,15мин.



      tви5=0.25мин.
      tви6=0.15мин.
      tви7=0.15мин.
      tви9=0.15мин.
      tви10=0.6мин.
      tви11=1.3мин.

1) Оперативное время сварки:
      [pic]
2) Время обслуживания рабочего места:
      [pic]
3) Время на отдых:
      [pic]
4) Штучное время сварки:
      [pic] , где
      [pic] , где
      [pic]- поправочный коэффициент,  зависящий  от  способа  сварки,  типа
соединения, толщины металла и положения шва в пространстве, [pic]
      [pic]- поправочный коэффициент, зависящий от типа производства, [pic]
      [pic]
5) Подготовительно-заключительное время:
      [pic]
6) Штучно-калькуляционное время:
      [pic]



      8.2. Расчет норм времени для сварки днищ и обечайки

      Сварка автоматическая под флюсом на  остающейся  подкладке,  материал:
Ст3сп. Ст3пс. Длина швов 938,8мм.  Толщина  –  3мм.  Производство  серийное.
Сварка  производится   сварочным   автоматом   А-1416,   перемещающимся   по
направляющим, на постоянном токе обратной  полярности.  Сварочная  проволока
Св-08А   (3мм,  флюс  АН-348А.  Сварщик  осуществляет  укладку   листов   на
магнитный стенд с помощью подъёмного крана. Зачистка кромок перед сваркой  и
шлака после сварки механизированная.
                                                                 Таблица 8.3
Технологический процесс сварки днищ выглядит следующим образом:
|Номер    |Содержание перехода                                     |
|перехода |                                                        |
|1        |Положить баллон на стенд                                |
|2        |Включить пневмоприжим                                   |
|3        |Ориентировать сварочную головку по центру стыка         |
|4        |Осуществить сварку кольцевых швов                       |
|5        |Выключить пневмоприжим                                  |
|6        |Убрать заготовку на складочное место                    |


      Определим нормы времени на сборочно-сварочные операции для  кольцевого
шва.
     1) Основное время сварки:
      [pic]



     2) Вспомогательное время:
      Вспомогательное время, связанное с длиной шва:
      [pic]
      Вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования:
      [pic]
     3) Оперативное время сварки:
      [pic]
     4) Время обслуживания рабочего места:
      [pic]
     5) Время на отдых:
      [pic]
     6) Время на подготовку оборудования к сварке:
      [pic][pic], где
      [pic]- коэффициент, зависящий от способа сварки, степени автоматизации
      процесса, типа соединения, [pic]
      [pic]
     7) Штучное время:
      [pic]
     8) Подготовительно-заключительное время:
      [pic]
     9) Штучно-калькуляционное время:
      [pic]



                       Список используемых источников

      1. Людмирский Ю.Г., Кошкарёв Б.Т. Методические указания к  оформлению
курсовых и дипломных проектов. РИСХМ, Ростов-на-Дону, 1986. -3с.
      2. Багрянский К.В., Добротина  З.А.,  Хренов  К.К.  Теория  сварочных
процессов. Киев: Вища школа, 1976. -424с.
      3.   Кошкарёв    Б.Т.    Теория    сварочных    процессов:    Учебное
пособие/Издательский центр ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2003. -217с.
      4.    Марочник    сталей    и    сплавов/Под    ред.    В.Г.Сорокина.
М.:Машиностроение, 1983. – 639с.
      5. Моисеенко В.П. Материалы и их поведение при сварке. Чёрные металлы
и сплавы: Учебное пособие/ДГТУ, Ростов-на-Дону, 1997. -163с.
      6. Сварка  в  машиностроении.  Справочник  в  4-х  т./Под  ред.  Г.А.
Николаева. Т.2.М.:Машиностроение, 1978. -391с.
      7. Сварка  в  машиностроении.  Справочник  в  4-х  т./Под  ред.  Г.А.
Николаева. Т.2.М.:Машиностроение, 1979. -298с.
      8. Моисеенко В.П., Щёкин В.А.  Методические  указания  по  расчёту  и
выбору   параметров   режима   и   размера   шва   при   автоматической    и
полуавтоматической сварке под флюсом. ДГТУ, Ростов-на-Дону, 1994. -24с.
      9.   Евченко   В.М.,   Ольховой   Ю.Г.    Техническое    нормирование
технологических процессов  сварки:  Метод.  указания/РИСХМ,  Ростов-на-Дону,
1989. -29с.
      10.  Евченко  В.М.  Нормирование  материалов  и  электроэнергии   для
электрической сварки плавлением и наплавки: Метод. указания/ДГТУ, Ростов-на-
Дону, 1994. -28с.
      11.  Гитлевич  А.Д.,  Эфтингоф  Л.А.  Механизация   и   автоматизация
сварочного производства. М.: Машиностроение, 1979.     -280с.
      12.  Куркин  С.А.  Технология,  механизация   и   автоматизация   при
производстве сварных конструкций: Атлас. М.: Машиностроение, 1986. -327с.

      13.  Волченко  В.П.  Контроль  качества  сварных   конструкций.   М.:
Машиностроение, 1986. -155с.
      14. Чуларис А.А. Общие указания по методике оценки стоимости сборочно-
сварочных приспособлений. Метод. указания/ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2001. -10с.
      15. Охрана труда/ Ф.М. Канарев,  В.В.  Бугаевский  и  др.  2-е  изд.,
перераб. и доп.-М.: Агропромиздат, 1988. -353с.: ил.
      16. Инженерная экономика.  Предпринимательская  экономика  инженерной
деятельности:  Первый  учеб.  модуль:  Учеб.  пособие/А.С.  Мельников,  Т.П.
Любанова, Л.В. Мясоедова и др.; ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2001. -220с.: ил.



                                 Содержание
          Аннотация………………………………………………………..
      1. Введение……………………………………………………….
     2.  Анализ   существующих   технологических   решений   по   повышению
        изготовления ёмкостей, работающих под давлением……..……
     3. Описание изделия………………………………………………..
     4. Технические требования………………………………………...
     5. Технологическая часть…………………………………………..
           1. Анализ базовой технологии………………………………
           2. Критический анализ базовой технологии……………….
           3. Исходные данные для ДП………………………………...
           4. Проектируемая технология……………………………….
           5. Применяемые материалы и анализ свариваемости……..
           6. Технические условия на изготовление…………………..
           7. Расчет режимов сварки…………………………………...
           8.       Выбор        сварочного        и        вспомогательного
              оборудования……………………………………………...…………
           9. Механизация заготовительных работ……………………
     6. Конструкторская часть…………………………………………..
           1. Устройство и работа стенда для сборки и сварки
              обечайки…………………………………………………..……......
           2.   Устройство   и   работа   стенда   сварки   фланца    и
              обечайки……………………………………………………………
           3. Устройство и работа стенда сварки кольцевых швов …
     7. Контроль качества……………………………………………  …
     8. Нормирование сборочных и сварочных операций…………….
     9. БЖД……………………………………………………… ………
    10. Экономика………………………………………………………..