Проектування ланцюгового кантувача

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Балки коробчатого перерізу (довжина 12000 мм, товщина стінок 30 мм, матеріал - Ст. 3) добре працюють на згин та кручення і частіше за все використовуються при виготовленні конструкцій кранових мостів, рідше як стояки для опор чи елементи прольотних конструкцій.

Основними недоліками виробництва коробчатих балок є те, що при відсутності необхідної спеціалізованої оснастки та правильної механізації процесів їх виготовлення дуже трудомістке. Треба також сказати, що балки даних розмірів виготовляються, як одиничні конструкції і дуже рідко малосерійно, що пов'язано з великою розбіжністю типорозмірів. Також їх виготовлення потребує участі висококваліфікованих спеціалістів у даній галузі, що неминуче веде до збільшення витрат коштів.

В зв'язку з цим метою роботи є: проектування ланцюгового кантувача, що забезпечить зниження трудомісткості, підвищення продуктивності та правильне компонування робочого місця для зварювання повздовжніх швів при виготовленні зварних коробчатих балок.

1. Загальна частина

1.1 Способи зварювання, які використовуються для виготовлення коробчатих балок

Для виготовлення коробчатих балок можливе використання таких способів зварювання: ручне дугове зварювання, напівавтоматичне та автоматичне дугове зварювання під шаром флюсу або в середовищі захисних газів (CO₂ або аргону). Ручне дугове зварювання має низьку продуктивність, так як дана конструкція має шви великої протяжності L_шва > 1000 мм. Напівавтоматичне та автоматичне дугове зварювання під шаром флюсу має низькі санітарні умови праці.

Тому найчастіше для коробчатих балок, які виготовлені з низьковуглецевих конструкційних сталей використовують автоматичне дугове зварювання в середовищі вуглекислого газу, а для відповідальних конструкцій з корозійностійкої сталі - в середовищі аргону, саме ці способи дозволяють отримувати досить високу якість з'єднань та мають високу продуктивність праці.

1.2 Варіанти послідовності виконання технологічних операцій, що використовуються для виготовлення коробчатих балок

Розглянемо коробчату балку, яка зображена на рисунку 1.1.

В загальному випадку розрізняють три варіанта послідовності виконання операцій збирання та зварювання при виготовленні конструкцій:

1. Послідовне складання та зварювання - використовується переважно в індивідуальному виробництві і може виконуватись без застосування складальних, зварювальних, складально-зварювальних стендів, кондукторів та іншого механізованого механічного зварювального обладнання.

2. Загальне складання та зварювання - частіше використовується в умовах серійного та крупносерійного виробництва і потребує використання спеціальних стендів або кондукторів.

3. Повузлове складання та зварювання - використовується переважно в умовах крупносерійного виробництва для технологічних конструкцій з використанням складальних, зварювальних, складально - зварювальних стендів, кондукторів та іншого механічного обладнання.

Розглянемо можливі варіанти операцій складання та зварювання, які можна використати при виготовленні коробчатої балки (рисунок 1.1):

Схема №1 - Послідовне складання та зварювання

Операція №1 - складання на прихопленнях лівої бічної стінки та верхньої полки (шов №1) - вузол 1, перше робоче місце.

Операція №2 - зварювання лівої бічної стінки та верхньої полки (шов №1) - вузол 1, друге робоче місце.

Операція №3 - складання на прихопленнях вузла 1 з нижньою полкою (шов №2) - вузол 2, третє робоче місце.

Операція №4 - зварювання вузла 1 з нижньою полкою (шов №2) - вузол 2, четверте робоче місце.

Операція №5 - складання на прихопленнях вузла 2 з правою бічною стінкою (шви №2, №4), п'яте робоче місце.

Операція №6 - зварювання вузла 2 з правою бічною стінкою (шви №2, №4), шосте робоче місце.

Схема №2 - Повузлове складання та зварювання

Операція №1 - складання та зварювання лівої бічної стінки з верхньою полкою (шов №1) - вузол 1, перше робоче місце.

Операція №2 - складання та зварювання правої бічної стінки з нижньою полкою (шов №4) - вузол 2, друге робоче місце.

Операція №3 - складання та зварювання вузла 1 і вузла 2 (шви №2, №3), третє робоче місце.

Отже, схема №2 повузлового виконання технологічних операцій це найкращий з варіантів, саме його застосовують в масовому виробництві забезпечуючи високу якість, низьку собівартість та швидкі темпи виробництв, що значно підвищує продуктивність праці.

Схема 1 є найгіршим: найбільш трудомісткий, низька точність збирання та зварювання, низька якість, висока вартість виробу.

1.3 Механічне зварювальне обладнання, яке використовується для виготовлення коробчатих балок

Для виконання операцій складання та зварювання коробчатих балок можуть використовуватися наступні види електротехнічного та механічного обладнання:

Електротехнічне обладнання - випрямлячі, генератори, трансформатори, реостати, перетворювачі та ін.

Механічне обладнання - спеціалізовані та універсальні складальні, зварювальні та складально-зварювальні стенди та кондуктори, кантувачі - для зварювання повздовжніх швів балок, приварки ребер, зварних колон, зварювальні візки - для закріплення та переміщення зварювальних агрегатів.

Для виготовлення коробчатих балок можна використати наступне механічне обладнання:

1. Для зварювання повздовжніх швів балки: ланцюгові кантувачі; важільно-домкратні кантувачі; важільно - книжкові кантувачі.

2. Для закріплення та переміщення зварювальних агрегатів: велосипедні візки, глагольні візки, портальні візки.

2. Технологічна частина

2.1 Аналіз технологічності виготовлення коробчатої балки

2.1.1 Конструкція, що зварюється

Рисунок 2.1 - Балка, що зварюється: 1 - ліва бічна стінка; 2 - верхня полка; 3 - права бічна стінка; 4 - нижня полка

Об'єм балки: V = V₁·2 + V₂·2=(12·0.4·0.03) ·2+(12·0.44·0.03)·2=0.604 м³;

Bага балки: G =•V = 7800 · 0.604 = 4711 кг.

Балка коробчатого перерізу добре працює на згин та кручення і частіше за все використовується при виготовленні конструкцій кранових мостів рідше стояків.

Конструкція балки буде виготовлятися з низьковуглецевої сталі - сталь Ст. 3.

Зварні шви балки повинні бути рівноміцні з основним металом, а також стійкими до вібраційних та ударних навантажень, до перепадів температур від -30 до +40°С.

Термін експлуатації конструкції має бути не менше 10 років.

Тип виробництва - серійне.

2.1.2 Аналіз технологічності конструкції, що зварюється

Технологічна конструкція - це конструкція, яку можна виготовити при заданій програмі випуску, заданих експлуатаційних характеристиках із мінімальними затратами праці, часу та матеріалу.

Аналіз технологічності конструкції наведено у вигляді таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Аналіз технологічності конструкції

№ п/п	Критерії технологічності	Оцінка конструкції
1	Простота компонування	+
2	Досконалість форми	+
3	Зручність в експлуатації	+
4	Мінімальна трудомісткість при виготовленні та ремонті	+
5	Використання принципів типізації та уніфікації	+
6	Здатність до зварювання матеріалу конструкції, що зварюється	+
7	Можливість застосування найкращого з трьох варіантів послідовності складання та зварювання	+

Для конструкції, що зварюється можна використовувати наступні варіанти складання - зварювання:

1) Послідовне складання та зварювання;

2) Загальне складання та зварювання;

3) Повузлове складання та зварювання конструкції.

В першому наближенні оцінку технологічності можна провести по виду складання конструкції. Позначимо:

А - деталь;

АБ - вузол;

АБВГ - конструкція.

Варіант 1 є найменш технологічним так як витрачається багато часу на складання та зварювання окремих деталей.

а) А+Б = АБ;

б) АБ+В = АБВ;

в) АБВ+Г = АБВГ.

Варіант 2 для даної конструкції є найкращим хоча і потребує постановки прихоплень, але тут конструкції збираються повністю, що прискорює швидкість виготовлення і передачу на місце зварювання.

А+Б+В+Г = АБВГ.

Варіант 3 - найбільш технологічний варіант, забезпечує високу точність. Але для виготовлення даної конструкції можливі значні залишкові деформації, тому його не рекомендується застосовувати.

а) А+Б = АБ;

б) В+Г = ВГ;

в) АБ+ВГ = АБВГ.

З вище приведених таблиць можна зробити висновки, що коробчата балка, що виготовляється є технологічною конструкцією, бо при її виготовленні використовуються деталі з листової сталі, що легко між собою з'єднуються, а також вона зручна в експлуатації, має досконалість форми і представляє собою просту конструкцію.

2.2 Схеми послідовності виконання складально-зварювальних операцій для коробчатої балки

Вибираємо два найкращі варіанти складання-зварювання для даної конструкції:

1) Загальне складання та зварювання;

2) Повузлове складання та зварювання.

Приведемо схему послідовності виконання технологічних операцій для першого варіанта:

Схема 1. Послідовність операцій:

Операція №1. Складання на прихопленнях поздовжніх швів балки (4 шви №1 рис. 2.1) - перше робоче місце.

Операція №2. Зварювання поздовжніх швів балки (4 шви №1 рис. 2.1) - друге робоче місце.

Схема 2.

Операція №1 - складання та зварювання поздовжніх швів балки (4 шви №1, рисунок 2.1) - перше робоче місце.

Для подальшої роботи вибираємо схему 1 та операцію №2 з цієї схеми - зварювання поздовжніх швів балки (4 шви, №1 рисунок 2.1), яка відповідає умовам варіанту курсової роботи.

Виходячи з довжини, розташування та доступності зварних швів, типу виробництва, обираємо спосіб зварювання - автоматичне дугове зварювання у середовищі СО₂, саме цей спосіб зварювання у даному випадку дозволяє отримати найбільш високі техніко - економічні показники.

2.3 Вибір типів основного та допоміжного зварювального обладнання

В залежності від форми, розмірів, ваги конструкції, що зварюється, змісту

технологічних операцій складання та зварювання, а також способу зварювання вибираємо для схеми 1 та операції №2 цієї схеми, типи основного та допоміжного обладнання:

Для схеми 1:

Для виконання операції №1 - складання на прихопленнях поздовжніх швів балки (4 шви №1, рисунок 2.1), необхідні: стенд для збирання коробчатої балки, вантажопідйомний пристрій, напівавтомат для дугового зварювання в середовищі СО₂ - А-537, джерело живлення ВС - 400, баластний реостат.

Для виконання операції №2 - зварювання поздовжніх швів балки (4 шви №, рисунок 2.1), необхідні: зварювальний випрямляч ВДГ - 1250, ланцюговий кантувач для зварювання поздовжніх швів балки, головка типу АБ для виконання зварювання поздовжніх швів балки, глагольний візок типу ГТ - 1 для закріплення автоматичної головки, вантажопідйомний пристрій вантажопідйомністю 5 т. для переміщення балки.

3. Конструкторська частина

3.1 Визначення об'єкту проектування

Згідно варіанта в основу розробки покладена операція №2 (схема 1) - зварювання поздовжніх швів коробчатої балки (4 шви №1 рис. 2.1).

Згідно габаритів та ваги балки для даної операції можна використовувати:

1) важільно - домкратний кантувач;

2) ланцюговий кантувач.

Важільно - домкратний кантувач не підходить, так як він здійснює поворот конструкції, що зварюється тільки в одній площині, тобто на кут не більше 90⁰, що виключає можливість установки всіх поздовжніх швів в зручне для зварювання положення, наприклад, для зварювання «в човник». Тому об'єктом проектування буде ланцюговий кантувач, який забезпечує обертання конструкції, що зварюється навколо своєї осі на 360⁰, а також не потребує розробки пристрою для закріплення балки в кантувачі.

Так, як вага коробчатої балки, що зварюється дуже значна (4711 кг), то жоден типовий ланцюговий кантувач не відповідає її технічним показникам. Тому по вже відомим методикам розрахунку спроектуємо новий ланцюговий кантувач вже відомого типу, але потрібних габаритів і вантажопідйомності.

В межах курсової роботи буде проектуватися - ланцюговий кантувач.

В межах курсової роботи необхідно виконати наступні розрахунки:

1) розрахунок кількості опор;

2) розрахунок ланцюга;

3) визначення потужності двигуна;

4) розрахунок блоків зірочок;

5) визначення діаметру приводного вала;

6) розрахунок стояків на міцність;

7) розрахунок опорної рами ланцюгового кантувача на міцність.

3.2 Принципова схема ланцюгового кантувача та аналіз його технологічності

Приведемо типову принципову схему ланцюгового кантувача на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 - Принципова схема ланцюгового кантувача: 1 - опорна стійка; 2 - ведуча зірочка; 3 - нижній перекидний блок; 4 - приводний вал; 5 - станина привода; 6 - електропривод; 7, 8 - верхні ланцюгові блоки; 9 - ланцюг; 10 - балка, що зварюється; G - вага балки; S - згинальна сила; U, Т - складові сили S

Ланцюговий кантувач складається із декількох розташованих опорних стійок (рисунок 3.1, поз. 1), кожна з яких оснащена трьома ланцюговими блоками (рисунок 3.1, поз. 3,7,8). Через ці три ланцюгові блоки перекинутий безкінечний ланцюг (рисунок 3.1, поз. 9), який в своїй верхній частині утворює вільно провисаючу петлю - гніздо, в які укладається балка, що зварюється (рисунок 3.1, поз. 10).

Один із верхніх блоків виконаний у вигляді ведучої ланцюгової зірочки (рисунок 3.1, поз. 2). Так, як ведучі зірочки всіх стійок з'єднані загальним приводним валом (рисунок 3.1, поз. 4), то при обертанні цього вала від електропривода (рисунок 3.1, поз. 6), ланцюги на всіх стійках кантувача приводяться в синхронний рух. При цьому укладена в них балка перекатується по ланцюгам і повертається навколо своєї горизонтальної осі.

Проведемо аналіз технологічності ланцюгового кантувача порівнявши його з важільно-домкратним кантувачем.

Аналіз технологічності конструкції наведено у вигляді таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Аналіз технологічності конструкції

№ п/п	Критерії технологічності	Ланцюговий кантувач	Важільно-домкратний кантувач
1	Простота компонування	+	-
2	Досконалість форми	-	-
3	Зручність в експлуатації	+	-
4	Мінімальна трудомісткість при виготовленні та ремонті	+	-
5	Використання принципів типізації та уніфікації	+	+
6	Здатність до зварювання матеріалу конструкції, що зварюється	+	+
7	Можливість застосування найкращого з трьох варіантів послідовності складання та зварювання	+	+

В ході проведення аналізу технологічності (таблиця 3.1) найбільш технологічним пристроєм для зварювання повздовжніх швів балки є ланцюговий кантувач, в порівнянні з важільно-домкратним кантувачем.

3.3 Конструкторське пророблення ланцюгового кантувача

3.3.1 Розрахунок кількості опор

Розглянемо нашу конструкцію, що зварюється, як балку на двох опорах (рисунок 3.2).



Рисунок 3.2 - Розрахункова схема визначення прогину балки, що знаходиться під дією рівномірно розподіленого навантаження: q - рівномірно розподілене навантаження від дії сили ваги,; M_из - згинальний момент, Н•мм; L - довжина конструкції, мм; f - прогин балки, мм

В таких випадках має місце прогин конструкції f, який повинен знаходитися в межах:

(3.1)

де - технологічна вимога при зварюванні при зварюванні повздовжніх швів (в протилежному випадку можливий обрив дуги);

- допустимий прогин з умов, що він повинен бути в межах пружної деформації.

Другий випадок вказує на те, що при максимальному прогині конструкції [f], остання повинна деформуватися у межах пружної стадії деформації, тобто напруження в металі повинні бути менші, ніж межа його текучості.

Отже, визначимо допустимий прогин [f] для нашої балки (рисунок 3.3), при досягненні якого, в ній залишиться пластична деформація.

Для розрахунку використаємо наступну формулу:

(3.2)

де Е - модуль Юнга, (для сталі Ст.З Е=2•10⁵ МПа);

І - момент інерції, мм⁴;

L - довжина балки.

Для перерізу балки, що виготовляється, момент інерції розраховуємо за формулою (3.3).

Рисунок 3.3 - Балка, що виготовляється

b = 500 мм; b1 = 440 мм; а = 400 мм; а1 = 340 мм

Момент інерції для даного перерізу знаходиться за формулою:

(3.3)

Значення рівномірно розподіленого навантаження для цього випадку розраховуємо за формулою:

 (3.4)

де Р - вага конструкції (Р = 4711кгC = 47110 Н).

Підставимо значення моменту інерції І та рівномірно розподіленого навантаження q у формулу (3.2) і проведемо розрахунок:

Таким чином, умова (3.1) не виконується. Отже, необхідно ставити опору по центру і надалі розглянемо балку довжиною L/2 та знову перевіряємо вимогу

Максимальний прогин f_max від розподіленого навантаження q посередині балки визначається за формулою:

(3.5)

Таким чином, умова (3.1) виконується:

Приймаємо кількість опор (опорних петель) і=3.

Для другого випадку, спочатку необхідно визначити допустиме значення прогину . Для цього необхідно у формулу (3.2) підставити допустиме значення навантаження , перевищення якого приведе до пластичної деформації балки. Значення можна визначити наступним шляхом.

Для цього випадку вимога міцності має вигляд:

, (3.6)

де - допустиме значення напружень, МПа;

W - момент опору;

М_ЗГ - згинальний момент балки.

Визначимо допустиме значення напружень для сталі Ст. 3:

(3.7)

де - границя текучості сталі (для сталі Ст. 3 ).

к - коефіцієнт запасу (при статичних навантаженнях к =1.4 - 1.5).

Момент опору для даного перерізу балки:

(3.8)

Значення максимального моменту знаходимо за формулою:

(3.9)

Підставимо формулу 3.9 у вираз 3.6:

;

Тоді значення буде визначатися:

(3.10)

Підставляючи значення в формулу (3.2) знаходимо допустимий прогин:

Отже, при значенні прогину 59.82 мм, балка набуде незворотної пластичної деформації.

3.3.2 Розрахунок ланцюга

1) Визначення сумарного натягу ланцюгів

Сумарний натяг ланцюгів визначимо за такою формулою:

(3.11)

де - кут обхвату балки ;

G - вага конструкції (балки), кгС.

2) Визначення натягу одного ланцюга

(3.12)

де і - кількість опорних петель (і=3);

3) Розрахунок ланцюга на міцність

Умова міцності ланцюга:

(3.13)

де К_З - коефіцієнт запасу міцності (К_З=6);

К_Д - коефіцієнт, який враховує динамічні навантаження (К_Д=1.4…1.6);

- сила при перевищенні якої відбудеться руйнування ланцюга.

6 • 1.5 • 1665 кгС = 14980 кгС = 149,8 кН.

Виходячи із зусилля розриву ланцюга, за нормативною документацією вибираємо ланцюг. Для даного кантувача можливе використання двох видів ланцюгів:

1) вантажний круглоланковий зварний комбінований.

Позначення: ланцюг А1 - 23x64 ГОСТ 2319-81

Зусилля розриву: 200 кН = 20000 кгС.

Рисунок 3.4 - Загальний вигляд круглоланкового зварного ланцюга: d - калібр ланцюга; р - крок ланцюга; b - ширина ланцюга

2) вантажний пластинчастий ланцюг.

Позначення: ланцюг G200 - 2 - 55 ГОСТ 191-82.

Зусилля розриву: 200 кН = 20000 кгС.

Рисунок 3.5 - Загальний вигляд вантажного пластинчастого ланцюга: t - крок ланцюга; s - товщина пластини; d - діаметр валика

Так як, вантажний пластинчатий ланцюг складніший у виготовленні, має складну форму, низьку ремонтну здатність і високу вартість у порівнянні з круглоланковим ланцюгом, тому для нашої операції обираємо вантажний круглоланковий зварний комбінований ланцюг А1-23х64 ГОСТ 2319-81: d=23 мм; р=64 мм; b=77 мм; Р_р=200 кН = 20000 кгС.

Даний ланцюг володіє рухомістю в будь-якому напрямку.

3.3.3 Визначення потужності двигуна

(3.14)

де V - лінійна швидкість ланцюга, (V = 0.1 - 0.2 м/с);

- коефіцієнт корисної дії, який включає всі ланцюги від валу двигуна до блоків зірочок включно, ().

3.3.4 Розрахунок блоків зірочок

Калібрований ланцюг працює на зірочках із зачепленням на горизонтальну ланку. Для обраного ланцюга підбираємо зірочку.

Тип зірочки: комбінована з одночасним зачепленням за вертикальну та горизонтальну ланку.

Приймаємо кількість зубців зірочки Z = 12, крок t =151 мм.

Розраховуємо:

- ділильний діаметр зірочки d_Д:

(3.15)

мм.

- ділильний діаметр кола виступів D_e:

(3.16)

де к - коефіцієнт форми зуба, (к=0.555).

мм.

- ділильний діаметр кола западин D_і:

, (3.17)

де r - радіус впадин:

r = 0.5025 • D_Ц + 0.05 мм, (3.18)

де D_Ц - діаметр елемента зачеплення, (D_Ц=20 мм).

r = 0.5025 • 20 + 0.05 = 10.1 мм.

3.3.5 Визначення діаметру приводного вала

(3.19)

де М_Е - еквівалентний момент на валу привода, Н•мм;

- допустиме значення напружень для матеріалу вала (Сталь 45);

Визначимо допустиме значення напружень для Сталі 45 за формулою (3.7):

Еквівалентний момент на валу привода визначається за формулою:

(3.20)

де - згинаючий момент на валу, Н•мм;

- крутний момент на валу, Н•мм.

Рисунок 3.6 - Розрахункова схема опорного стояка ланцюгового кантувача: 1 - вісь веденої зірочки; 2 - епюра згинальних моментів; 3 - вісь веденої зірочки; 4 - опорний стояк; 5 - ланцюг; G - вага балки; S - згинальна сила; U, Т - складові сили S; - кут обхвату балки ; Н - висота стояка, Н = 1480 мм

(3.21)

де S - згинальна сила (S = 2•Р₁ = 21665 кгС = 3330 кгС = 33.3 кН);

l - відстань від вісі зірочки до вісі найближчого підшипника, мм.

Розрахуємо крутний момент на валу за формулою:

(3.22)

де - початковий діаметр ведучої зірочки, мм.

Розрахуємо еквівалентний момент на валу привода по формулі (3.20):

Розрахуємо діаметр приводного вала по формулі (3.19):

3.3.6 Розрахунок стояків на міцність

Умова міцності:

(3.23)

де М_ЗГ - згинальний момент в стояку, Н•мм;

W - момент опору, мм³;

U - складова зусилля S;

F - площа поперечного перерізу стояка, мм^2.

Згинальний момент в стояку визначається за формулою:

, (3.24)

де Т - складова згинальної сили S.

.

Розрахуємо U - складову зусилля S за формулою:

. (3.25)

.

Підбираємо переріз стояка. Вибираємо стандартні швелери №30, які розташовуємо так, як показано на рисунку 3.7. Матеріал - Сталь 45.

Рисунок 3.7 - Поперечний переріз стояка

Момент опору для швелера №30 знаходимо із довідника [1]:

мм³.

Момент опору для перерізу стояка:

W=2•W_ш. (3.26)

W=2•3.87•10⁵ = 7.74•10⁵ мм³.

Площа перерізу стояка: F = 9000 мм².

При заданому перерізі перевіримо умову міцності (3.23):

Умова міцності виконується, отже виготовляємо стояки зі стандартних швелерів профілю №30 (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - Розміри профіля швелера №30

3.3.7 Розрахунок опорної рами ланцюгового кантувача на міцність

Умова міцності для розрахунку рами:

 (3.27)

де - згинальний момент в рамі;

- момент опору поперечного перерізу рами.

Рисунок 3.9 - Розміри швелера профіля №20

Підбираємо переріз рами. Вибираємо стандартний швелер №20, який показано на рисунку 3.9.

Умова міцності виконується.

Для кріплення рами вибираємо болти фундаментні:

Болт 1.2.М24х400 ГОСТ 24379.1 - 80.

Зірочки посаджені на вали за допомогою шпонкових з'єднань.

Вибираємо шпонки: шпонка 20x18x40 ГОСТ 10748-79.

Підшипники: роликові конічні однорядні підвищеної вантажності, 2007112А ГОСТ 27365-87.

Раму виготовляємо зі стандартних швелерів, профіль №20.

3.4 Описання механічного зварювального обладнання з ланцюговим кантувачем

Загалом, зварювальна установка складається з ланцюгового кантувача, глагольного візка типу ГТ-1 і допоміжного обладнання.

Ланцюговий кантувач (поз. 3) складається з опорної рами (поз. 6), трьох опорних стояків (поз. 5), кожен з яких оснащений трьома ланцюговими блоками (поз. 4). Через ці блоки перекинутий ланцюг так, що у своїй верхній частині він утворює вільно провисаючу петлю-гніздо в які укладається балка, що зварюється.

Один із верхніх блоків виконано у вигляді ведучої зірочки, а нижній блок - холостий, призначений для натягу ланцюга. Так як всі ведучі зірочки з'єднані між собою загальним приводним валом, то при обертанні вала ланцюги на всіх стояках кантувача починають синхронно рухатись, тим самим забезпечуючи обертання балки по ланцюгам відносно своєї горизонтальної осі.

Балка із попередньо виконаними прихопленнями доставляється на місце зварювання вантажопідйомним пристроєм - мостовим краном. Балку вкладають на опорні петлі, встановлюють в зручне (необхідне) для зварювання положення і виконують зварювання першого шва зварювальною головкою типу АБ (поз. 2), яка кріпиться на глагольному візку типу ГТ-1 (поз. 1).

За допомогою кантувача кантують балку (вмикають електропривод, який в свою чергу приводить в рух приводний вал) і встановивши в необхідне для зварювання положення проводять зварювання наступних швів.

3.5 Компонування робочого місця

Для операції зварювання повздовжніх швів балки скомпонуємо схему робочої дільниці - розташування основного і допоміжного обладнання, допоміжних місць, тобто сплановане робоче місце (рисунок 3.10).

Робоче місце складається із ланцюгового кантувача (рисунок 3.10, поз. 6), який призначений для кантування з маршовою швидкістю зібраної балки (рисунок 3.10, поз. 7); складського місця (рисунок 3.10, поз. 1) для зібраних

Рисунок 3.10 - Схема робочого місця: 1 - складське місце для заготівель; 2 - робоче місце зварювальника; 3 - шафа для інструменту; 4 - складське місце для готової продукції; 5 - міжцеховий кран; 6 - ланцюговий кантувач; 7 - балка, що зварюється; 8 - зварювальна головка типу АБ; 9 - глагольний візок типу ГТ - 1; 10 - підвід газу; 11 - підвід електропостачання; 12 - випрямляч

Робоче місце сплановане таким чином, щоб забезпечити швидку, чітку і безпечну роботу всього обладнання (як основного, так і допоміжного); забезпечити зварювальника необхідним інструментом для налагодження, ремонту або діагностики і виконати необхідні операції щодо безпечної експлуатації і ремонту зварювальних пристосувань.

3.6 Експлуатація та ремонт ланцюгового кантувача

3.6.1 Рекомендації для безпечної експлуатації ланцюгового кантувача

Основу безпечної праці із зварювальними пристроями складає раціональне планування стаціонарного робочого місця й правильна організація праці зварювальника (складальника). В загальному випадку робоче місце зварювальника (складальника), окрім стенда, кондуктора, включає зварювальне обладнання, складальницькі місця (для зберігання заготовок, виробів, інструмента), підйомнотранспортні механізми.

Взаємне елементів дільниці складання (зварювання) проводиться за відповідними нормативними документами.

При виготовленні конструкції на ланцюговому кантувачі існує можливість:

1. Ураження електричним струмом.

2. Ураження випромінюванням зварювальної дуги.

3. Загазованість.

4. Запиленість.

5. Ураження від рухомих механізмів, що переміщуються, і окремих їх вузлів, подаючих предметів.

6. Опалення від нагрітих виробів і бризок розплавленого металу.

7. Стреси від психофізіологічних навантажень.

Для застереження від цих видів уражень розроблені спеціальні нормативні документи, виконання яких забезпечить безпечну працю.

У взаємозв'язку з технікою безпеки до зварювальних пристроїв пред'являється ряд вимог:

1. Пристрій повинен забезпечувати зручне робоче положення зварювальника (складальника). В зв'язку з цим рекомендується розташовувати базову поверхню пристрою на висоті 800 - 1000 мм від підлоги.

2. Внизу пристрою повинен виділятись простір для ніг висотою й глибиною не менше 150 мм, а при необхідності й простір для колін.

3. Якщо пристрій передбачає роботу складальника (зварювальника) на висоті, то він повинен мати поручні й по всьому периметру пристрою - буртик, висотою не менше 40 мм, попереджуючий зковзування вниз заготовок, електродів і т.д.

4. Потрібно віддавати перевагу поворотним пристроям, які забезпечують найменшу втомленість складальника (зварювальника), для забезпечення більш високої якості.

5. Пристрій повинен задовольняти ергономічним, естетичним, психофізіологічним факторам. Форма пристрою, розположення органів керування повинні задовольняти принципам художнього конструювання.

Загальна форма пристрою - пристрій повинен бути зручним, безпечним в роботі й забезпечувати високу продуктивність праці.

3.6.2 Описання ремонтоздатності ланцюгового кантувача

Для тривалої роботи ланцюгового кантувача необхідно проводити ряд заходів, а саме в процесі експлуатації ланцюгового кантувача необхідно особливу увагу надавати ланцюговій передачі:

1) перевіряти паралельність розташування валів, на які посаджені зірочки;

2) слідкувати, щоб зірочки передачі знаходились в одній площині;

3) проводити контроль правильності експлуатації обладнання.

Характерним при зношуванні ланцюгової передачі є зминання та зламування зубців зірочок, послаблення посадки зірочок на валах. Ланцюг в результаті зношування деталей передачі розтягується і може не попадати на зубці зірочок.

Ремонт ланцюгових передач зазвичай заключається в заміні старих зірочок або ланцюгів новими.

В деяких випадках зірочки все-таки ремонтують: наварюють зубці з наступною механічною обробкою, а також постановкою втулок у посадочні отвори. Зношений ланцюг ремонтують тільки при його аварійному обриві. Тоді по необхідності вставляють одну або кілька нових ланок, які беруть з іншого ланцюга такої ж конструкції і такого ж кроку.

Для забезпечення безпечної роботи обладнання, а також підвищення її продуктивності, зниження трудомісткості, підвищення строку служби необхідно періодично проводити поточні і сезонні ремонти усього обладнання, проводити діагностику пристрою та періодичні огляди з розбиранням найбільш відповідальних вузлів, проводити періодичне змащування всіх поверхонь, що обертаються (підшипники, ланцюгові передачі тощо).

Висновки

При виконанні даної курсової роботи було виконано наступне:

1. Для виконання операції зварювання повздовжніх швів коробчатої балки ми обрали типове основне і допоміжне обладнання, а саме - ланцюговий кантувач, глагольний візок типу ГТ - 1.

2. Наступні розрахунки:

- розрахунок кількості опор;

- розрахунок ланцюга;

- визначення потужності двигуна;

- розрахунок блоків зірочок;

- визначення діаметру приводного вала;

- розрахунок стояків на міцність;

- розрахунок опорної рами ланцюгового кантувача на міцність.

3. Вибрали:

- стандартні підшипники;

- стандартні ланцюги;

- стандартний двигун.

Перелік посилань

1. Анурьев В.И. и др. Справочник конструктора - машиностроителя. - М: Машиностроение, 1973.

2. Березін Л.Я., Хоменко М.М. Технологічна оснастка. Стислий курс для студентів спеціальності 6.092300 - «Технологія та устаткування зварювання», - Чернігів: НМЦ ВО, 2001. - 146 с.

3. Карпенко А.С. Технологічна оснастка у зварювальному виробництві: Навч. посібник. - К.: Арістей, 2005. - 268 с.

4. Конструирование и расчет механического сварочного оборудования / Севбо П.И. - К.: Наукова думка, 1978. - 470 с.

5. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцев Б.С. Расчеты деталей машин.: Справ, пособие. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 400 с.

6. Николоаев Г.А., Винокуров В.А., Куркин С.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, автоматизация производства и проектирования сварных конструкций: Учебн. пособие. - М.: Высшая школа, 1983. - 344 с.

кантувач коробчатий ланцюговий зварювальний

Размещено на Allbest.ru