Технология и оснастка изготовления блока пилона БП-7 автодорожного моста

эл. проволоки, кг

защитного газа, л

1

060 (шов № 2)

0,21

67,3

2

080 (шов № 3)

0,25

80,1

3

(шов № 4)

0,25

80,1

110 (шов № 12,№13)

0,84

270

4

100(шов № 8)

0,74

237

Прихватки

1,135

436

Результирующий расход сварочных материалов, с учетом того, что данные в таблице взяты из расчета на один техузел (операции 020, 040, 060, 080)

Проволоки 10НМА - 119 кг

Флюса АН - 348А - 142 кг

Проволоки Св-08Г2С - 119 кг

Защитного газа (82,1% Аr +13,5%СО₂ +4,4% О₂) - 1560 л

По сравнению с базовым техпроцессом, поскольку в нем нормирование материалов идет укрупненно (% от веса конструкции), данный расчет дает несколько меньшие нормативы.

1.8 Пояснение к технологическому процессу

Технологический процесс изготовления блока пилона БП-7-3 кроме заготовительных операций (термическая резка, очистка, правка), которые вынесены за пределы участка предполагает поузловую сборку и сварку, а также доварку оставшихся участков.

Вначале на стенде сборки и сварки диафрагм собственно к диафрагмам (поз. 270 и 271) привариваются продольные ребра полуавтоматической сваркой под флюсом. Сборка узлов - механическая винтовыми прижимами. Сварка - двусторонняя с промежуточной кантовкой на 180^о (операция 020). После контроля качества сварного шва узлы передаются на промежуточный склад.

Параллельно, на универсальном стенде для сборки и сварки ортотропных плит собираются и свариваются стенка боковая вертикальная с продольным ребром. Сборка в среде защитных газов, на прихватках, сварка одновременно обоих швов соединения Т3 двухдуговым автоматом на базе трактора АДФ-1001 (операция 040). Сваренные и прозвученные УЗК узлы подаются на промежуточный склад.

Операция 060 - сборочно-сварочная. В приспособлении производится сборка ребра жесткости планками (поз. 368 - 372) в СО₂ и сварка в доступных местах полуавтоматически под флюсом. После кантовки на 180^о узел (ребро Р3) доваривается и контролируется ультразвуком (операции 050 и 060).

На специализированных козелках собираются и свариваются узлы крепления канатов К2, К3 и К4 (в каждом детали поз. 330…334, а также 373, 374, 375). Узлы собираются по разметке на прихватке полуавтоматической сваркой в среде защитных газов, затем свариваются, в зависимости от типа ша полуавтоматически под флюсом и в защитных газах (операция 080), узлы контролируются УЗК (операция 090).

Изготовленные узлы передаются на окончательную сборку на стенд для сборки и сварки ортотропных плит. В начале устанавливается центральная вертикальная стенка с ребрами жесткости, размечаются места установки диафрагм, устанавливаются ребра жесткости РЗ с одновременной установкой узлов крепления канатов К1, К2 и К3 диафрагм, сборка - полуавтоматом в среде защитных газов. Сборочная единица снимается со стенда в кантователь, где завариваются полуавтоматической сваркой под флюсом в удобном положении собранные узлы. Подать на кантователь, прихватить и сварить внутренний подварочный шов П-образного сечения. После кантовки на 180^о - заварка наружных швов угловых соединений вертикальных стенок и свариваются трубы крепления канатов к стенке.

Сборка и приварка перекрещивающихся между собой ребер жесткости следует производить в следующей последовательности:

- установка и приварка к листу ребер жесткости, не прерывающихся в местах пересечения;

- установка перекрестных ребер жесткости;

- приварка ребер жесткости друг к другу в местах пересечения;

- приварка к листу перекрестных ребер жесткости.

Такая схема обеспечивает минимальное коробление сварной конструкции.

После сварки проводят общую зачистку и термоправку блока. Швы зачищают, осматривают и контролируют ультразвуковой дефектоскопией: швы № 9, № 10 и № 15 в объеме 100%, остальные - 50%, при обнаружении дефектов уточняют их местонахождение радиационной дефектоскопией г-излучением. Недопустимые дефекты: трещины, подрезы, непровары, поры и шлаковые включения более 0,5 мм исправляют.

Собранную и проконтролированную конструкцию окрашивают, сушат, маркируют и отправляют на склад готовой продукции.

1.9 Описание планировки участка

Компоновка участка должна отражать основные особенности организации производственных помещений в мостостроении. К ним относятся индивидуальный, в основном, тип производства, что диктует применение универсального, многоцелевого эффективного оборудования для сборки и сварки. За основу транспортной системы участка можно взять комбинированное продольное перемещение грузов мостовыми кранами, как наиболее приспособленными к условиям сварочного производства и поперечное - грузовыми тележками (рельсовыми). Относительно небольшие перемещения нетяжелых изделий между смежными местами можно производить кранами - укосинами.

В силу вышесказанного ограничиваемся количеством сборочного и механического оборудования на участке по одному каждого наименования и по 1-му комплекту сварочного оборудования, задействованного на каждом рабочем месте. Размещение оборудования предполагает отсутствие пересечения грузопотоков и технологическую последовательность операций.

На участке выдержаны номинальные расстояния между элементами зданий, оборудованием и местами складирования:

От колонн или стен здания до

- боковой стороны оборудования - 1,0…3,0 м;

- тыльной стороны оборудования - 1,0…2,5 м;

- фронта оборудования- 1,0…2,5 м.

Между фронтом и тыльной стороной оборудования - 1,0…2,0 м;

От фронта оборудования до места складирования - 1,0…1,6 м;

Шаг колонн в продольном направлении принят 12 м., поперечном - 18 м.

Транспортный проезд зависит от габаритов изделия, в нашем случае примем его ширину 5 м., ширину проходов для работающих - 1,6 м.

При определении площади складов в силу единичности производства ограничимся габаритами заготовок (полуфабрикатов, изделия) в плане.

1.9.1 Расчет технической нормы времени

Задачей технического нормирования является установление необходимых затрат времени на выполнение заданной работы в определенных организационно-технических условиях. Технические нормы предусматривают полное использование производственных возможностей оборудования на основе применения передовых технологических приемов, рациональную организацию рабочего места, правильную последовательность действий рабочего в соответствии с методами и приемами новаторов производства, уплотненное использование рабочего времени.

Технические нормы - главный критерий при расчетах потребного количества и степени загрузки технологического оборудования, определения числа работающих для выполнения задания и являются основой правильной организации труда и заработной платы.

Обязательными условиями установления обоснованных технических норм времени являются:

а) расчленение технологического процесса на его составные части -операции, переходы, приемы движения;

б) анализ продолжительности этих частей с учетом влияния на них различных факторов;

в) проектирование наиболее экономичного состава и последовательности элементов процесса с учетом передового опыта.

Рассчитываем нормы времени на сборку и сварку стержней верхнего пояса коробчатого сечения.

Норма штучного времени для всех видов дуговой сварки определяется

по формуле (2) [2]:

Т_шт = Т_о + t_ви, (1.11)

где Т_о - основное время на сварку одного шва;

t_ви - вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования, включает время на установку, поворот, снятие изделия, закрепление и открепление деталей, перемещение сварщика. Для всех видов дуговой сварки устанавливается по нормативам [8].

С учетом того, что в операцию входит сварка двух пар швов, формула (2) [2] принимает вид:

Т_шт = 2Т_о + t_ви, (1.12.)

Основным временем в электросварочных работах является время, непосредственно затрачиваемое на образование сварного шва расплавлением металла электрода. Основное время для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом и в среде защитных газов рассчитывается по формуле (7) [2]:

где V_k - скорость сварки k-ого прохода, м/ч;

i - количество последующих проходов;

L - длина шва по чертежу.

Основное время для сварки одного стержня П-образного сечения с двух сторон:

Вспомогательное время t_вш из выражения, зависящее от длины свариваемого шва, включает время на зачистку шва от шлака или оксидной пленки после выполнения каждого прохода, смену электрода (присадочных прутков, кассеты), осмотр, промер и клеймение шва и т. д. Состав и длительность отдельных элементов вспомогательного времени, зависящий от длины свариваемого шва, устанавливают по нормам [8].

Время на обслуживание рабочего места - t_обс, время на отдых и личные надобности - t_от, время на подготовительные и заключительные работы - t_пз, обычно задаются в процентах от оперативного времени - t_оп

t_оп = Т_о + t_вш = 67,2 + 505,5 = 572,7 мин (1.14.)

Нормы в процентах приведены в [8]:

(t_обс ⁺ t_от + t_пз)= 13 %.

Т_шт = Т_о + t_вш + (t_обс ⁺ t_от + t_пз) = 572,7 + 60 =632,7 мин

Полученные данные, а также значение Т_шт. для остальных операций заносим в табл. 6.1

Таблица 6.1

Нормы времени

№ шва	tвш	То	tоп	Тн ш-к	Тшт
1	726	79,6	805,6	193,04	998,64
2	0,63	3	3,63	6,90	12,53
3	0,98	2	2,98	5,66	15,64
4	1,40	2	3,40	6,46	25,86
5	0,70	2	2,70	5,13	17,83
6	1,75	2	3,75	7,13	35,88
8	1,16	2	3,16	5,99	19,05
9	505,5	67,2	572,7	60	632,7
10	0,70	6	6,70	12,73	29,43
11	1,16	10	11,16	21,19	62,37
12	0,95	2	2,95	5,60	8,55
13	1,05	2	3,05	5,80	51,85
14	0,88	10	10,88	20,66	31,54
15	0,05	3	3,05	5,79	8,84

Для того чтобы назначить число работающих при изготовлении данного блока нужно знать общее время, на изготовление:

Общее время требуемое для изготовления : 32 часа 10 минут, то есть необходимо несколько смен рабочих.

2. Конструкторская часть

Эффективность производства сварных конструкций в значительной мере определяется вспомогательным сборочным и механическим оборудованием участка. Блок пилона представляет собой достаточно сложную пространственную конструкцию из листовых элементов, требующих взаимной предварительной точной ориентации и фиксации. Дополнительной сложностью сборочных операций является значительная протяженность элементов, особенно стрингеров. Узловая сборка и сварка диафрагмы, ребра жесткости, креплений канатов и боковой стенки со стрингером осуществляется на специализированных стендах с использованием съемных сборочно-сварочных приспособлений типа струбцин, направляющих, распорок, стоек и т.д. Относительный объем работ, выполняемых на этом оборудовании весьма невелик (порядка 15%). Поэтому дополнительное усовершенствование этого оборудования, его механизация и автоматизация нецелесообразны.

Наиболее трудоемкой является общая сборка и сварка блока (операция 110), имеющая весьма много переходов, связанных с поэтапным монтажом компонентов изделия и его частой кантовкой с целью установки в удобное для сварки положение. Поскольку основным способом является сварка под флюсом (автоматические и полуавтоматические), то допустимыми положениями швов, при этом, являются нижнее «в лодочку» и нижнее в угол, что требует установки блока в положения, когда плоскости основного П-образного сечения занимают горизонтальное (или близкое к такому) положение.

В существующем заводском варианте последовательно наращивание конструкций происходит на универсальном стенде для сборки и сварки ортотропных плит, промежугольная его кантовка - мостовым краном и базирование (на некоторых переходах) - на козелках. При этом значительное время теряется на стропальные операции, ухудшается качество сварных швов, располагаемых при сварке в наклонном положении, например швы, соединяющие диафрагмы с боковыми стенками.

Для кантовки балочных и рамных конструкций применяются различные типы кантователей - двухстоечные, кольцевые, цепные, домкратные и другие. В данном случае наиболее целесообразно применить кантователь домкратного типа, отличающийся высокой грузоподъемностью, поворотом на угол до 90⁰ в обе стороны, легкостью фиксации в любом положении, оперативностью в управлении.

2.1 Оснастка поворотной рамы

2.1.1 Бесштыревой замок

При кантовке опорная плоскость кантователя становится вертикально, при этом боковые прижимы не могут удержать изделие только за счет сил трения. Поэтому на продольных ребрах рамы следует предусмотреть специальные упорные элементы, которые могли бы оперативно убираться при загрузке и разгрузке кантователя. Для этого можно применить безштыревой замок |3|, представляющий собой рычаг с одной постоянной осью, другая ось - с пазом и при её повороте рычаг легко убирается (рис 1.1).

Рис. 1.1 Бесштыревой замок

Поворачиваемая ось работает на срез, при этом нагружаемое сечение составляет половину сечения оси. Произведем проектировочный расчет из условия, что весь вес изделия (15500 кг) в наклонном положении кантователя приходится не замки, их количество с каждой стороны - четыре. Причем с учетом неравномерности их загружения не каждый из них приходится по 5000 кг (Р).

Условие прочности имеет вид: из условия равенства плеч сил Р. и Q

где Q - срезающая нагрузка, H;

F - Площадь сечения, мм²

- допускаемое напряжения на срез, для H. У.сталей |1.1|

Отсюда диаметр оси составит .

Толщина рычага определится из условия расчета на смятие:

Принимаем = 20 мм.

2.1.2 Приспособление для установки ребер жесткости

Для предварительной установки и ориентации ребер жесткости служат механизированные приспособления (с гидроприводом) в виде вилок, откидывающихся после сборки элементов. Наиболее рационально использовать рычажную схему устройства Настройка положения ребра в вилке регулируется фиксирующими винтами. Поскольку установка вилки в рабочее положение происходит практически без усилий, то силовой расчет проводить нет необходимости, ограничимся гидроцилиндром минимального размера. С кинематической точки зрения ход гидроцилиндра должен быть достаточен, чтобы в холостом положении (при загрузке центральной вертикальной стенки блока) не было опасности повредить подвижные части устройства.

2.1.3 Расчет прижимов

После укладки центрального вертикальной стенки пилона для предотвращения сварочных деформаций при сварке ребер жесткости и предварительного ее выправления вдоль длинной кромки необходимо установить прижимы. Из соображения унификации типа привода в пределах кантователя применяем механизированный прижим с гидроприводом. Расчетное усилие р. на кромку определяется по формуле |2|:

, где (1.3)

р - искомое давление на единицу длины каждой кромки;

r - Радиуc круглой выпучены;

f - Величина прогиба;

Е - модуль упругости;

- толщина пластины.

.

Приняв шаг расстановки прижимов 1,5 м, получим усилие на прижиме

.

Схему прижима выбираем в соответствии с |2|. Рассмотрев равновесие рычага и приняв плечи равными соответственно , получаем усилие на гидроцилиндре . Рассчитаем количество прижимов, равномерно их распределив по периметру центральной стенки: на длинную сторону на короткую .Общее количество прижимов .По короткой стороне прижимы расположим с учетом установки стрингеров и ребер жесткости. Для установки боковых стенок, диафрагм и стрингеров предполагается использовать штатные переносные приспособления, играющие роль накладных кондукторов с промежуточными базовыми поверхностями.

2.2 Описание работы гидросхемы

Схема запитана насосной гидростанцией Г-48-85, имеющей насосный агрегат с однопоточным и двухпоточным пластинчатыми насосами БГ12-24АМ, на давление 12,6 МПа и Г12-33АМ, на давление 6,3 МПа. Однопоточный насос Н, питает систему подъема и опускания кантователя - гидроцилиндры ГЦ₁ и ГЦ₂. Насос Н₂ питает устройство установки и выталкивания пальцев наклона рамы. ГЦ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 - один поток и второй поток устройства зажима заготовок изделия на кантователе.

2.2.1 Работа схемы подъема и опускания кантователя

Включение в работу ГЦ₁ и ГЦ₂ осуществляется распределителями Р₁ и Р₂. Для синхронизированного подъема гидроцилиндров при их разной нагрузке из-за неравномерности распределения деталей предусматривается специальное устройство-делитель потока ДП. Делитель потока обеспечивает синхронное движение потоков гидроцилиндров при любом распределения нагрузки на каждый поток.

При подаче управляющего сигнала на электромагниты гидрораспределителей Р₁, Р₂ потоки гидроцилиндров, преодолевая нагрузку перемещаются вверх с одинаковыми скоростями, благодаря включению в схему ДП. При снятии сигнала с распределителя Р23 происходит запальцовка насоса Н, и поршни могут останавливаться в любом промежуточном положении, так как бесштоковая полость гидроцилиндров ГЦ₁, ГЦ₂ оказывается запертой обратными клапанами КО1 и КО2. Для спуска штоков вниз необходимо снять управляющий сигнал с распределителей Р₁ и Р_2, в результате чего бесштоковая полость соединится со сливной гидролинией.

2.2.2 Работа схемы установки и выталкивания пальцев

Включение в работу цилиндров ГЦ 3, 5, 7, 9 и ГЦ 4, 6, 8, 10 осуществляется соответствующими гидрораспределителями, питающихся от двухпоточного насоса Н₂ (первый поток), обеспечивающего рабочее давление, меньшее, чем Н₁. При подаче сигнала на распределители 3-9 и 4-10 подается давление в бесштоковую полость гидроцилиндров ГЦ 3-9 и ГЦ 4-10,шток перемещается и входит в проушины кантователя. При снятии сигнала бесштоковая полость соединяется со сливной гидролинией, а поршень возвращается в первоначальное положение под действием пружины, расположенной в штоковой полости.

2.2.3 Работа схемы зажима заготовок изделия

Зажим заготовок осуществляется 20 ориентирующими и прижимными устройствами, с приводом от гидроцилиндров ГЦ 11-30. Питание этой группы гидроцилиндров осуществляется от второго потока насос Н₂ через гидрораспределители Р 11-30. При подаче электрического сигнала на распределитель жидкость подается в поршневую полость и шток поднимаясь через систему рычагов прижимает заготовки. При снятии сигнала с гидрораспределителя бесштоковая полость соединяется со сливной гидролинией.

Для контроля давления в каждой гидролинии в схеме имеется манометр с золотниковым переключателем. Для поддержания постоянной температуры масла в баке гидростанции предусмотрено реле температуры РТ; для контроля за уровнем жидкости в маслобаке установлено реле уровня жидкости РУ.

Для поддержания постоянной температуры предусмотрен теплообменник АТ.

2.3 Расчет гидропривода подъема

Зададимся исходными данными для расчета

1. Определим диаметр D цилиндра и диаметр d штока. Примем давление в гидроцилиндре P_гц = 10 МПа. d/D = 0,5.

Определим D по формуле

(2.4)

поскольку нагрузка распределяется на 2 поршня, то

Принимаем d_ш = 0,90 м.

Определим скорость движения поршня

(2.5)

Требуемы расход масла Q в цилиндре

Общий расход масла в двух цилиндрах

.

Выбираем условные проходы гидролиний. Для упрощения расчета принимаем диаметр сливной и напорной гидролиний одинаковыми. Скорость течения масла в трубопроводах принимаем 4 м/с.

Площадь сечения трубопровода

откуда диаметр сечения трубопровода

.

Определяем типоразмер гидрораспределителя по max расходу Q_y = 30 л/мин.

Выбираем распределитель с электрическим управлением золотниковый типа BE16.

Потери давления в трубопроводах определим укрупнено, с учетом потери давления на 1 пог. метр трубы Ш

Для расхода Q = 25 л/мин; |4|.

Общая длина трубопровода составляет 14 м. Потеря напора в трубопроводе .

Потери на распределителе при Q_p=25 л/мин составляет 0,8 МПа, местные потери принимаем 15% от линейных потерь.

Тогда общие потери составят:

(2.7)

Выбираем насос с номинальным давлением P_Н1 = 12,5 МПа. Насос БГ12-24АМ.

Проверка на устойчивость.

Для заданной схемы

(2.8.)

Допустимая нагрузка 662 т

Фактическая нагрузка 25 т

2.4 Расчет гидропривода установки и выталкивания пальцев

Данные для расчета

Усилие нагрузки (2.9)

где - площадь сечения пальца;

d -диаметр пальца.

l - ход поршня - длина пальца.

p - плотность материала.

с учетом сжатия пружины для возврата поршня .

Определим Д_П - диаметр приводного цилиндра при Р = 5 МПа,

Д_п принимаем по ГОСТ 12447-80 Д_п = 80 мм, d_ШТ = 40 мм.

Определим скорость движения поршня

; где l - ход поршня = 0,1 м

t_px - время рабочего хода, принимаем t_px = 2 c

Требуемый расход масла в одном цилиндре Q_Y

Определим расход масла в работающих цилиндрах Q = Q_Y·Z, где Z - количество работающих цилиндров равно 4.

Q = 4·5,88 = 23,55 л/мин.

Выбираем условные проходы гидролиний. Для упрощения расчета принимаем скорость движения жидкости в сливной и напорной гидролиниях одинаковой: V = 3 м/с.

Площадь сечения трубопровода

Определим условный проход гидролинии:

.

По ГОСТ 16576-80 принимаем диаметр условного прохода d_y = 16 мм, Д_пар = 21,3 мм.

Определяем типоразмер гидрораспределителя по max расходу масла на гидроцилиндр Q_Y = 5,88 л/мин.

Выбираем гидрораспределитель с электрическим управлением золотникового типа BE16.

Потери давления в трубопроводах определим укрупнено, с учетом потерь напора на один погонный метр трубы .

Трубопроводы гидролиний приводов установки и выталкивания пальцев оси наклона рамы составляет по периметр

Общая потеря давления на длине 20 мм

Потери на распределителях составят .

Величина потерь на распределителе .

Местные потери определим из условия, что они составляют 15% от линейных потерь. .

Общие потери в гидролиниях составят

Выбираем насос Г12-33АМ с давлением .

2.5 Определение размеров пружины в гидроцилиндрах установки пальцев поворота рамы

Определим max допустимую нагрузку на пружину сжатия для пружин, работающих при безударных нагрузках с менее 100 циклов изменения напряжений в мин |5|:

, где

d - диаметр пружины, принимаем d = 10 мм;

Д_CP - размер среднего диаметра пружины;

- допускаемое напряжение при сжатии пружины до соприкосновения витков, для стали 60С2 ;

К - коэффициент, учитывающий кривизну витка и влияние поперечной силы.

Принимаем , где с = 8 мм.

Определим

Допустимое значение больше расчетного значения, следовательно, можно использовать пружину d = 10 мм.

Определим max допустимое значение сжатия одного витка f.

, где

G - модуль сдвига, для стали ;

К = 1,22 Д_cp = 40 мм

Определим шаг пружины

t = f + d + S, где

S - наименьший допускаемый зазор между витками пружины, S для равен 2 мм.

Определим число витков пружины при ходе штока поршня 0,1 м.

, где

Н₁ - длина пружины, равная ходу поршня;

d - диаметр пружины;

t - шаг пружины.

.

Пружина гидроцилиндра выталкивания пальца равна Ш_нар = 50 мм, t = 16 мм, h = 6 витков, длина пружины в свободном состоянии H₀ = 0,1 м.

2.6 Расчет гидропривода прижима заготовки

Усилие на штоке гидроцилиндра F = 40000 Н (см. п. 1.3). Номинальное давление Р_ц = 5 МПа, .

Определим диаметр поршня по формуле

.

Принимаем диаметр поршня по ГОСТ 12447-80 Д_п = 80 мм, d_шт = 40 мм.

Определим скорость движения поршня , где l - ход поршня, принимаем 0,15 м, t_px = 2 с.

Требуемый расход масла в одном цилиндре

Общий расход масла во всех цилиндрах

,

при n = 16 (прижимы) + 4 (установочные элементы) = 20.

Определим условный проход в трубах гидролиний. Для упрощения расчетов принимаем скорости масла в сливной и напорной гидролиниях одинаковыми и равными 2 м/с.

Площадь сечения трубопровода определим по формуле , где Q - расход масла в гидролиниях; V - рекомендуемая скорость масла.

Определим условный проход в гидролинии

по ГОСТ 16516-80 принимаем диаметр условного прохода d_у = 16 мм, d_нар = 21 мм.

Принимаем трубу газовую Ѕ`.

Определим типоразмер гидрораспределителя по max расходу масла в один гидроцилиндр Q_Ц = 1,5 л/мин. Потеря давления в распределителе .

Выбираем золотниковый распределитель с электрическим управлением типа ВЕ16.

Потери напора в трубопроводах определим укрупнено с учетом потерь напора на один погонный метр трубы d_нар = 21 мм. .

Трубопроводы соединяют гидроцилиндры, расположенные по периметру рамы кантователя и составляют длину равную 2 периметрам или l = 40 м.

Определим потерю давления жидкости в гидролиниях.

Потеря напора в распределителе 0,1 МПа, .

Местные потери на поворотах и подъемах примем равными 15% от потерь на трение

.

Общие потери в гидролиниях составят

Принимаем рабочее давление 6,3 МПа для двух ступенчатого насоса Г12-33АМ.

Определим общий расход жидкости в гидролиниях с давлением 6,3 МПа.

такую подачу обеспечивает двухпоточный насос Г12-33АМ с подачей по двум потокам 25/25 - 50 л/мин > 41,55 л/мин.

Определим расход жидкости в гидролинии с давлением 12,5 МПа, Q = 25,4 л/мин.

Выбираем насос БГ12-24АМ с подачей Q_M = 54 л/мин > Q_потр = 25,4 л/мин.

Определим мощность, необходимую для выбора электродвигателей насосу БГ12-24АМ

.

Выбираем электродвигатель типа 4А132S6. N = 5,5 кВт.

Определим мощность, необходимую для выбора электродвигателя к насосу Г12-33АМ.

.

Электродвигатель типа 4А132S6. N = 5,5 кВт.

Насосная станция Г48-85 состоит из двух насосных агрегатов однопоточного насоса БГ12-24АМ с электродвигателем 4А132S6 и двухпоточного насоса Г12-24АМ с электродвигателем 4А132S6, расположенных на верхней плите маслобака вместимостью 250 л. Над маслоблоком расположен гидрошкаф и короб электропроводки. Маслобак, разделен на всасывающий и сливной отсеки, сообщающиеся через окно в котором установлены магнитные патроны для очистки масла. Гидростанция укомплектована воздушным теплообменником для постоянства температуры рабочей жидкости до 55⁰С. Общие габаритные размеры гидростанции 1280х900х1650 LxBxH.

Гидростанция имеет 3^х-ходовой кран 3МН для подключения манометра P_M к гидролинии высокого давления, низкого давления и сливной. Она укомплектована датчиками температуры, сигнализирующего о повышении температуры свыше 55⁰С и реле уровня жидкости, сигнализирующего о снижении уровня жидкости в маслобаке ниже допустимого.

3. Организационно-экономическая часть

3.1 Краткий обзор

Разрабатываемый проект направлен на производство блока БП7-3 автодорожного моста. Данный блок является универсальным строением и может применяться для мостовых конструкций различного типа. Данная сварная конструкция обладает значительным преимуществом по сравнению склепанными и другими конструкциями. Это даёт большую экономию металла и снижение стоимости изготавливаемой конструкции.

Идея проекта направлена на повышение технологичности изготавливаемого блока. В настоящее время на предприятии ЗАО «Курганстальмост» ведется производство данного блока по налаженной технологии с использованием сварки под флюсом и двуокиси углерода. Сборку и сварку данного изделия производит бригада из 4 человек. Согласно разрабатываемого проекта предполагается заменить сварку в двуокиси углерода на сварку в среде защитных газов. Это позволит снизить трудоемкость изготовления блока, повысить экономичность технологического процесса. Кроме того, изменение технологического процесса позволит сократить количество рабочих мест, используемых при изготовлении блока. Внедрение нового оборудования и использование иных сварочных материалов позволит улучшить качество сварной конструкции, повысить экологичность технологического процесса.

Преимущества разработанного проекта позволят повысить производительность труда, тем самым способствуя увеличению выпускаемой продукции. Это будет способствовать получению прибыли в размере 242348 руб. за еденицу продукции.

На осуществление данного проекта необходимы инвестиции в размере 1250000 руб., которые предполагается получить из собственных средств предприятия. Затраты на производство блока составят 484697 руб. Срок окупаемости проекта составит 3,1 лет. Чистый дисконтированный доход равен 167951 руб.

3.2 Характеристика предприятия

ЗАО «Курганстальмост» - это специализированное предприятие по изготовлению металлоконструкций пролетных строений мостов, начало свою деятельность с 1979 г. Основной продукцией предприятия являются строительные металлоконструкции различного назначения, в том числе :

металлоконструкции всех типов пролетных строений мостов (железнодорожные, автодорожные, пешеходные, совмещенные);

метизная продукция (болты, гайки, шайбы, винты), в том числе высокопрочные;

фибра стальная фрезерованная, применяемая в качестве наполнителя для сталефибробетона;

панели шпунтовые сварные ПШС, предназначенные для строительства гидросооружений;

металлоконструкции жилых и промышленных зданий и сооружений,

металлические ангары утепленные и не утепленные;

краны подвесные грузоподъемностью до 5тн с напольным управлением;

металлоконструкции любого назначения по заявке заказчика.

В настоящее время пролетные строения мостов составляют около 85% объема выпускаемой продукции. ЗАО «Курганстальмост» сдано в эксплуатацию в 1979 году. На территории предприятия находятся : главный производственный корпус общей площадью 75 тыс. кв. м, инженерный корпус, бытовой корпус, столовая, блок вспомогательных цехов, компрессорная, открытый склад готовой продукции, котельная, склад ГСМ и лакокрасочных материалов, кислородная газифицированная станция, подземный склад пропан - бутана с кислородным отделением, районная трансформаторная подстанция 110/10 кВт, автомобильный гараж, тепловозное депо, пожарное депо и другие объекты, необходимые для обеспечения жизнедеятельности предприятия. Главный производственный корпус объединяет весь производственный цикл, начиная с подачи металла и заканчивая отгрузкой готовой продукции.

Для обеспечения транспортной связи завода с внешней сетью железных дорог общего пользования имеются железнодорожные подъездные пути; предприятие имеет возможность произвести отгрузку продукции автомобильным транспортом. Производственная мощность предприятия составляет 60 тыс. т металлоконструкций в год.

Высокое качество пролетных строений, хорошая собираемость на монтаже обеспечиваются современной технологией заводского изготовления.

В производственном процессе изготовления продукции завода используется металлорежущее, кузнечно-прессовое, грузоподъемное, сварочное и газорезательное оборудование как отечественного, так и зарубежного производства ( Германия, Япония, Югославия и др.), в том числе станки с числовым программным управлением и цифровой индикацией.

В цехе подготовки находятся две линии дробеметной обработки металла фирмы «Гитарт», которые обеспечивают обработку поверхности всего поступающего на завод металла.

Обеспечение требуемой плоскостности металла осуществляется на листоправильных машинах UBR-40 и UBR-32, позволяющих производить правку металла толщиной до 40 мм. Правка уголкового профиля производится на сортоправильных машинах.

Имеющееся газорезательное оборудование позволяет выполнять как прямолинейный роспуск металла на газорезательных машинах «Днепр-2,5», так и изготовление элементов сложной конфигурации на газорезательных машинах «Комета», «Messer» с числовым программным управлением.

Металлорежущие станки заготовительного производства позволяют производить обработку элементов длиной до 18 метров. Сборочное производство оснащено специальными механизированными сборо-сварочными стендами, полноповоротными кондукторами-кантователями, универсальными сборочными приспособлениями и оснасткой.

Унификация участков позволяет в короткие сроки перепрофилировать производство на выпуск новой продукции, максимально сократив капитальные затраты на технологическую подготовку производства.

Подъем и перемещение грузов на участках производится мостовыми кранами (максимальная грузоподъемность кранов 50 тн). Для подъема металлоконструкций применяются специальные грузозахватные приспособления.

Применение специализированного оборудования в метизном производстве позволяет изготавливать комплект высокопрочных метизов для соединения элементов пролетных строений, устанавливаемых в любой климатической зоне России.

Для повышения антикоррозийной защиты выпускаемых металлоконструкций предприятие постоянно работает с научно-исследовательскими институтами страны, Уральским отделением Академии наук России, АО ЦНИИС по внедрению новых защитных покрытий. В настоящее время произведен запуск в эксплуатацию линии для дробеметной обработки готовых изделий финской фирмы «Hitsaus - Pдtila», что позволяет качественно производить подготовку поверхности покрытий, отвечающих международным стандартам по сроку службы в различных климатических зонах, при разной степени агрессивности среды.

Наряду с основным производством на предприятии освоено изготовление стальной фрезерованной фибры по лицензии всемирно известной германской фирмы Vulkan Harex.

ЗАО «Курганстальмост» в содружестве с АО ЦНИИС разработали конструкцию и освоили изготовление сварных шпунтовых панелей высокой несущей способности.

Разработкой конструкторско-технологической документации, управлением производственным процессом занимается сплоченный коллектив опытных, грамотных инженерно-технических работников, для решения сложных технических и экономических вопросов организовано плодотворное сотрудничество со специалистами ведущих отраслевых институтов. К выполнению основных технологических операций по изготовлению элементов пролетных строений допускаются только квалифицированные специалисты, прошедшие заводскую аттестацию и получившие соответствующие удостоверения. Ежегодно проводится переаттестация рабочих по проверке теоретических знаний. Рабочие - сварщики, газорезчики и термоправщики проходят обязательную проверку практических навыков. Обучение и повышение квалификации рабочих производится постоянно действующем учебном пункте.

На предприятии внедрена конструкторская подготовка производства на базе персональных компьютеров с использованием программных продуктов (чертежно-графический редактор КОМПАС), разработанных российской фирмой Аскон, что позволило в три раза сократить разработку чертежно-технической документации. В содружестве со специалистами фирмы Аскон и Курганского государственного университета инженерно-технический коллектив предприятия приступил к реализации перспективной задачи создания комплексной сетевой программы подготовки и управления производством на базе персональных компьютеров.

Заводские специалисты принимают активное участие в российских и международных специализированных выставках (Китай, Таиланд, Германия, Финляндия, Болгария и др.), представляя материалы, рекламирующие выпускаемую предприятием продукцию.

Учитывая повышение требования к надежности мостовых конструкций, приемку качества изготовления всех элементов пролетных строений, кроме отдела технического контроля завода, производит мостовая инспекция.

В процессе контроля качества пролетных строений особое внимание уделяется:

входному контролю за качеством поступающих на завод материалов и комплектующих изделий на соответствие документам, удостоверяющим их качество;

пооперационному контролю в процессе изготовления продукции на всех этапах производства;

неразрушающему контролю швов сварных соединений методами ультразвуковой дефектоскопии.

Контроль качества пролетных стpоений осуществляют высококвалифицированные контролеры и специалисты центральной заводской лаборатории, которая аттестована Курганским центром стандартизации и метрологии.

При соответствии элементов пролетных стpоений требованиям НТД, продукция предъявляется мостовой инспекции, которая после полного изготовления пролетного строения подтверждает качество металлоконструкции в паспорте на пролетное строение.

Работая над улучшением качества изготавливаемой продукции, предприятие постоянно сотрудничает с ведущими российскими компаниями по изготовлению пролетных строений и с научно-исследовательскими, проектными институтами и металлургическими комбинатами.

3.3 Маркетинг

Цель маркетинга

Мосты - стальные артерии дорог - соединяют берега, континенты, людей. Производство металлических мостовых конструкций (ММК) всех видов (авто- и железнодорожные мосты, совмещенные, пешеходные и др.), отвечающие высочайшим требованиям технических характеристик, безопасности, надежности, эксплуатационных качеств, долговечности. Работа по индивидуальным заказам.

Предприятие ориентировано на товарно-дифференцированный маркетинг. Суть данного подхода заключается в том, что предприятие концентрирует усилия, технические и финансовые ресурсы на создание нескольких видов шпунта с разными типоразмерами, предназначенных для удовлетворения разных групп потребителей.

Достоинством данной стратегии является возможность удовлетворения запросов потребителей, создания имиджа предприятия как создателя качественной продукции. В результате рекламной деятельности можно добиться более широкого охвата покупателей.

Недостатком выбранной стратегии является определенный уровень риска. Это может быть связано с нестабильностью законодательства, выраженной в увеличении налогообложения потребителей и сложной экономической обстановкой (неплатежи).

Таблица 3.1

Анализ потенциала

Элементы потенциала	Характеристика
Менеджмент предприятия Цели и стратегии	Долгосрочные
Производство Оборудование Гибкость производственных линий Качество производственного планирования и управления	60% нового, 40% старого Хорошая Хорошее
Научные исследования Интенсивность и результаты Ноу-хау Использование современных информационных технологий	Высокие + Среднее
Маркетинг Фаза жизненного цикла продукции Организация сбыта Стратегия маркетинга	Зрелость Прямой Отсутствует
Кадры Возрастная структура Уровень образования Квалификация и мотивация персонала	20 - 55 лет ср.-спец., высшее высокая
Финансы Доля собственного капитала Возможность получения кредита	0,91(-) +

Анализ макросреды

Оценивая ситуацию внутри отрасли (макроэкономическую ситуацию), можно предположить, что характер спроса на продукцию для мостостроения существенно не изменится. По-прежнему предпочтения покупателей будут отдаваться пролетным строениям по типовым проектам. Это обусловлено постоянным развитием автомобильного передвижения и перевозок, а так же строительства, особенно в регионах Сибири, Дальнего Востока и севера, где в настоящее время активизируется строительство автомобильных дорог и мостов. Так же возрастают объемы строительства автодорог и мостов в населенных пунктах с учетом особенностей их ландшафта и архитектуры.

Таблица 3.2

Анализ рынка

Содержание	Характеристика
Количественные данные
Потенциал рынка	Высокий
Уровень насыщения рынка	Высокий
Темп роста рынка	Средний
Распределение рынка между производителями	ВСМ 42%, КСМ 39%, остальные 19%
Стабильность потребности	Устойчивая
Развитие цен	Повышаются
Качественные характеристики
Структура потребности клиентов	Постоянная
Мотивы покупок	Необходимость
Вид процесса приобретения	Заказ
Способ получения информации потребителем	Все возможные

3.4 Расчёт величины капитальных вложений

Капитальные вложения определяются по базовому и проектируемому вариантам и включают в себя стоимость зданий и сооружений, стоимость сварочного, сборочно-сварочного, подъёмно-транспортного оборудования, контрольных приборов, производственного и хозяйственного инвентаря и прочего оборудования, включая издержки на его доставку к месту монтажа; затраты на монтаж оборудования, подлежащего использованию в проектном варианте; затраты на модернизацию оборудования, недоамортизированную часть первоначальной стоимости основных фондов, ликвидируемой в связи с внедрением новой сварочной техники.

Расчёт величины капитальных вложений начинают с расчёта потребного количества единиц оборудования.

Расчёт потребности в оборудовании.

Сварочные цехи проектируются на работу в две смены, с 41-часовой рабочей неделей.

Действительный (эффективный) годовой фонд времени работы оборудования в плановом периоде определяется:

(3.1)

где Фн - номинальный фонд времени работы единицы оборудования, час. Номинальный фонд времени работы единицы оборудования (Фн) определяется умножением количества рабочих дней в плановом периоде на число рабочих смен в сутки и на продолжительность одной смены в часах;

Ррем - потери времени на планово-предупредительные ремонты.

Принимается в следующих процентах от номинального фонда времени: при пятидневной рабочей неделе в одну смену - 2 %; в две смены - 6 %; в три смены - 10 %; для уникального оборудования 10-12 % при 2-х сменной работе.

В условиях непоточного производства количество по группам оборудования определяется по следующей формуле:

(3.2)

где m - количество наименований изделий, шт.;

N - годовая производственная программа выпуска сварных изделий, шт.; tшкi - норма штучно-калькуляционного времени по отдельным операциям, мин;

Кв - коэффициент выполнения норм времени (Кв = 1,1-1,2).

Ср = 3,34, принимаем Ср = 4

3.4.1 Расчет подъемно-транспортного оборудования

Подъемно-транспортное оборудование выбирается в зависимости от планировки линии участка, габаритов и веса свариваемого изделия. В проекте может быть предусмотрен монтаж на проектируемом участке скатов, склизов, транспортеров, кантователей, кранов, монорельсов с тельферами, толкателей.

В дипломном проекте технологией предусмотрено использование мостового крана в количестве 1 единицы.

3.4.2 Расчет потребностей в энергетическом оборудовании

Расчет потребностей в энергетическом оборудовании осуществляется, исходя из конкретных условий производства. По технологии изготовления блока БП-7 требуется следующее количество энергетического оборудования:

1. Сварочный автомат АДФ-1002-2 У3 - 2 шт.;

2. Источник питания ВДУ-1250 У3 - 2 шт.;

3. Сварочный полуавтомат ПДФ-502 УХЛ4 - 1 шт.;

4. Источник питания ВДУ-504-1 - 1 шт.;

5. Сварочный полуавтомат ПДГ-603 УХЛ4 - 1 шт.;

6. Источник питания ВДУ-505 У3 - 2 шт.

3.4.3 Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительные приборы, устройства выбираются для проектируемого участка по согласованию с руководителем проекта, при этом необходимо выбирать наиболее прогрессивные приборы и устройства, позволяющие проверять качество сварных соединений и формирование сварного шва, а также сокращение затрат рабочего времени на контрольные операции.

Наименование и количество контрольно-измерительных приборов представлены в табл. 3.3.

3.4.4 Производственный и хозяйственный инвентарь

На участке предусматривается необходимое количество стеллажей, верстаков, инструментальных шкафов или других видов инвентаря.

Все виды оборудования, необходимые для проектируемого цеха, участка занесены в таблицу 3.3. для проектируемого варианта и в таблицу 3.4. для базового.

3.4.5 Определение площади цеха

Современный корпус сборочно-сварочного цеха имеет следующую строительную характеристику: монолитный бетонный фундамент, фермы и перекрытия из сборного железобетона, стены из железобетонных панелей с проемами для ворот и окон. Высота зданий от пола до фермы от 11,4 до 14,6м. Размер производственной площади может быть определен методами укрупненного проектирования, т.е. с учетом наличия подсобных и вспомогательных помещений и площади, приходящейся на единицу оборудования.

F = K_пл * ?Сi * f_i, (3.5.)

где К_пл - коэффициент, учитывающий площадь подсобных и вспомогательных помещений (К_пл = 1,3);

Сi - количество станков I-ой группы;

fi - площадь единицы оборудования.

F = 1,5 * (0,65*10 + 1*1,75 + 3,5*2,5 )

Проведённый расчёт показывает, что для участка по изготовлению блока пилона необходимо 630 мІ производственной площади. Но с учётом складских мест, а также в связи с тем, что при проектировании сварочных цехов ширина пролётов может быть принята из ряда 12, 16, 21, 24, 27, 32, 36 м, а расстояние между осями колонн в продольном направлении принимается равным 6 или 12 м- то принимаем проектируемый участок размером 36х12 м; общая площадь участка 648 мІ.

Тогда стоимость производственной площади участка будет составлять (при стоимости 2480 руб/ мІ) 1607040 руб.

Таблица 3.3

Титульный список оборудования (проектный вариант)

Наименование модели оборудования	Кол-во оборудования един.	Стоимость единицы оборудования, руб.	Балансовая стоимость оборудования данной марки
		Оптовая цена	Транспортные расходы, 5%	Расходы на монтаж, 2%	Балансовая стоимость ед.,руб.
1. Технологическое оборудование
Стенд для сборки и сварки ОП	1	58000	2900	1080	61980	61980
Стенд для сборки и сварки диафрагм	1	52000	2600	1040	55640	55640
Кантователь	1	56000	2800	1120	59920	59920
Стенд контроля	1	23000	1500	460	24960	24960

Итого: 202500

2. Подъемно-транспортное оборудование
Мостовой кран Q=2т.	1	220000	11000	4400	235400	235400

Итого: 235400

3. Энергетическое оборудование
АДФ	2	88400	4420	1768	94588	189176
ВДУ-1250	2	186200	9310	3724	199234	398468
ПДГ-603	1	27300	1365	576	29241	29241
ВДУ-505	1	48800	2440	976	52216	52216
ПДФ-502	1	32300	1615	646	34561	34561

Итого: 703662

4. Контрольно измерительные приборы
Линейка 400	4	30	1,5	0,6	32,1	128,4
Катетометр	4	50	2,5	1	53,5	214

Итого: 342,4

5. Производственный и хоз. инвентарь
Стеллажи с инструментами	3	1000	50	20	1070	3210

Итого по листу: 1145114 руб.

Таблица 3.4

Титульный список оборудования (базовый вариант)

Наименование модели оборудования	Кол-во оборудования един.	Стоимость единицы оборудования, руб.	Балансовая стоимость оборудования данной марки
		Оптовая цена	Транспортные расходы, 5%	Расходы на монтаж, 2%	Балансовая стоимость ед.,руб.
1. Технологическое оборудование
Стенд для сборки и сварки ОП	1	58000	2900	1080	61980	61980
Стенд для сборки и сварки диафрагм	1	52000	2600	1040	55640	55640
Стенд для сборки и сварки П-образных балок	1	76000	3800	1520	81320	81320
Стенд контроля	1	23000	1500	460	24960	24960

Итого: 223900

2. Подъемно-транспортное оборудование
Мостовой кран Q=2т.	1	220000	11000	4400	235400	235400

Итого: 235400

3. Энергетическое оборудование
АДФ	2	88400	4420	1768	94588	189176
ВДУ-1250	2	186200	9310	3724	199234	398468
ПДГ-603	1	27300	1365	576	29241	29241
ВДУ-505	1	48800	2440	976	52216	52216
ПДФ-502	1	32300	1615	646	34561	34561

Итого: 703662

4. Контрольно измерительные приборы
Шаблон	4	100	5	2	107	428
Струбцина	15	1000	50	20	1070	16050
Линейка 400	4	30	1,5	0,6	32,1	128,4
Катетометр	4	50	2,5	1	53,5	214

Итого: 16820,4

5. Производственный и хоз. инвентарь
Стеллажи с инструментами	3	1000	50	20	1070	3210

Итого по листу: 1179782 руб.

Расчёт величины капитальных вложений сводится для базового и проектируемого вариантов в табл.3.5.

Таблица 3.5

Расчёт величины капитальных вложений

№ пп	Наименование статей затрат	Вложения, руб
		Базовый Проектный
1	Здания, сооружения	1607040	1607040
2	Технологическое оборудование	223900	202500
3	Подъёмно-транспортное оборудование	235400	235400
4	Энергетическое оборудование	703662	703662
5	КИП	16820,4	342,4
6	Инструмент и приспособления	6380	5825
7	Производственный и хоз. инвентарь	3210	3210
8	Итого	2779590	2757979,4

3.4.6 Калькуляция единицы сварной конструкции

Расчеты выполняется по следующим основным статьям:

- основные материалы за вычетом отходов;

- сварочные материалы (электроды, сварочная проволока, присадочные материалы, флюсы, защитные и горючие газы);

- покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты;

- энергия на технологические цели;

- основная заработная плата производственных рабочих;

- дополнительная заработная плата производственных рабочих;

-отчисления на социальное страхование с заработной платы производственных рабочих (основной и дополнительной);

- расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

- чековые расходы;

ИТОГО цеховая себестоимость:

- общезаводские расходы;

- прочие производственные расходы;

ИТОГО производственная себестоимость;

- внепроизводственные расходы;

ИТОГО полная себестоимость;

- прибыль;

- оптовая цена.

Данные о себестоимости для базового варианта берутся по данным организации, где проходила преддипломная практика (СГМУП "СРС").

3.4.6.1 Расчет стоимости основных материалов

Основные материалы, комплектующие, полуфабрикаты, определяются:

М_i = K*_мi*М_мi -_отх*М_отхi (3.6)

где G - число позиций в номенклатуре основных материалов, комплектующих, полуфабрикатов, шт.;

G_i - число позиций в номенклатуре отходов, шт.;

М_м - норма расхода основного материала на единицу продукции, кг;

Ц_м - оптовая цена единицы основного материала, руб.;

М_отх - норма реализуемых отходов на единицу продукции, кг;

Ц_отх - оптовая цена отходов, руб.;

К - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы

(К=1,05-1,07 от стоимости материалов).

Стоимость основного материала (10ХСНД): 33100 руб/т

Итого на 1 конструкцию: 486566,88 руб.

3.4.6.2 Расчёт стоимости сварочных материалов

Стоимость сварочных материалов может быть рассчитана по следующей формуле:

М_св = М_эп + М_г + М_ф, (3.7.)

где М_св - затраты на сварочные материалы, руб.;

М_эп - затраты на электродную проволоку, руб.;

M_г - затраты на защитные и горючие газы, руб.;

М_ф - затраты на флюсы, руб.

Стоимость сварочных материалов (по данным СГМУП «СРС»):

проволоки Св-08Г2С - 46450 руб/т;

Св-10НМА - 38200 руб/т;

флюса АН-348А М- 13559 руб/т;

АН-47 - 22669 руб/т;

газовая смесь -45 руб/куб.

Необходимое количество сварочных материалов для изготовления блока пилона рассчитано в пункте 1.8 и составляет:

Расход проволоки Св-08Г2С - 119 кг;

Расход проволоки Св-10НМА - 119 кг;

Расход флюса АН-348АМ - 142кг;