Технологічний процес виготовлення зварної конструкції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

устаткування деталь деформація напруження

Пояснювальна записка має 57 сторінки , 25 таблиць, 6 рисунків , 2 додатки та 4 креслення.

Метою цього курсового проекту технологічного процесу виготовлення зварної конструкції.

Було запропоновано ряд технологічного устаткування для виготовлення деталі: зварювальне устаткування, матеріали, технологічне оснащення. Передбачено заходи по зменшенню напружень та деформацій.

Розраховано технологічне устаткування. Приймаються гвинтові притискачі. Гвинтова пара М 9 х 1,25 , що розвиває необхідне зусилля для притискання кромок обічайки 34,13 Н м. Довжина гвинта 75мм , висота гайки 37,5 мм, діаметр рукоятки 17 мм, число витків - 30, момент тертя 1,5 Н м.

Зварювальне устаткування : установка УПН - 303, джерело струму ВДУ - 504, плазмотрон КАМА - Т. Для прихваток : ПШП - 9 та джерело ВДГИ - 101. Для полегшення збудження дуги осцилятор ОС - 1.Зварювальні матеріали : вольфрамовий електрод ЄВЛ та інертні гази аргон і гелій.

В організаційно - економічній частині була розрахована потрібна кількість складально - зварювального устаткування, розрахована кількість робочих місць, виконане планування виробничої площі дільниці, розрахунок штату дільниці, розрахований фонд заробітної плати, визначена повна собівартість зварювальної конструкції.

В розділі «Охорона праці» проведений аналіз шкідливих та небезпечних факторів робочої зони, наведені вимоги безпеки при роботі та заходи з охорони праці, виконаний «розрахунок системи заземлення», описаний вплив діяльності промислових підприємств на навколишнє середовище.

Контрольні слова: ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС, ТЕХНОЛОГІЧНІСТЬ, ТЕХ. УСТАТКУВАННЯ, ТЕХНОЛОГ. УМОВИ, ЗАГОТІВЕЛЬНІ ОПЕРАЦІЇ.

Зміст

Вступ

1. Загальний розділ

1.1 Характеристика виробу та його технологічність

1.2 Технічні умови на виготовлення зварної конструкції

1.3 Характеристика матеріалів, що застосовуються для виготовлення зварної конструкції

1.4 Визначення типу виробництва

2. Технологічний розділ

2.1 Розчленування виробу на вузли і деталі

2.2 Вибір методів отримання деталей (заготівельні операції)

2.3 Вибір способів зварювання з техніко-економічним обґрунтуванням

2.4 Обґрунтування та вибір зварювальних матеріалів

2.5 Розрахунок (вибір) параметрів режимів зварювання

2.6 Вибір зварювального обладнання

2.7 Проектування та вибір технологічного устаткування

2.8 Опис технологічного процесу виготовлення зварної конструкції

2.9 Вибір методів контролю та усунення дефектів зварювання

3. Економічний розділ

3.1 Визначення витрат основного металу

3.2 Визначення витрат зварювальних матеріалів

3.3 Визначення норм часу на складально-зварювальні операції

4. Охорона праці та техніка безпеки

Перелік посилань



Вступ

Головними та найважливішими темами сучасної науки в галузі зварювання є питання автоматизації, вдосконалення виробництва та ін. Нові розробки в галузі машинобудування , електроніки та інших галузях, дають можливість застосування більш новітнього обладнання для виготовлення того чи іншого об'єму виробництва. Так, в останні роки доволі широко постало питання роботизації та автоматизації виробництва, в умовах ринкової економіки - на перше місце виходять питання економічної та металомісткості виробництва.

Тому необхідність вдосконалення виробництва металоконструкцій на сьогодні є дуже актуальною темою. Використання найновіших методів виробництва, вдосконалення його на всіх рівнях - єдиний правильний шлях розвитку в галузі металургії та машинобудування.

Мета цього курсового проектування - розроблення технологій виготовлення зварної конструкції. Основною задачою є використання всіх можливих засобів виробництва для досягнення найкращої схеми виготовлення , що відповідає віянням сучасної науки.



1. Загальний розділ

1.1 Характеристика виробу та його технологічності

Деталь цього курсового проекту - балон для зберігання та транспортування зрідженого побутового газу із алюмінієвого сплаву марки АМг 6. Найчастіше подібні конструкції застосовують у хімічному та автомобілебудівному комплексі виробництва.

Галузь використання тонкостінних сосудів доволі широка. Їх експлуатують як у виробничих умовах, так і в побутових, тому вимоги до виготовлення данної конструкції доволі високі. Перш за все, так як конструкція працює під тиском, висувають вимоги герметичності зварних швів, оскільки не герметичність останніх може призвести до витоку ємкості, що може призвести до трагічних наслідків. Окрім цього також передбачається необхідність захисту від шкідливої дії навколишнього середовища (корозійна стійкість). Оскільки матеріали конструкції - сплав на основі Аl та Мg до конструктивного виконання швів теж необхідно висувати ряд вимог по зварюваності , працездатності. В цілому, конструкція доволі відповідальна .

Конструктивно, деталь цього курсового проектування виконана з використанням таких складових одиниць як: обідчайка, дно, верхня сфера, підставка, та штуцер .

Деталь має наступні габаритні розміри :

Корпус - 985 х 308 мм

Підставка - 75 х 316 мм

Верхня сфера - 135 х 300 мм

Товщина стінки - 4 мм

Верхній діаметр - 300 мм

Довжина обичайки - 942 мм

В процесі виготовлення було застосовано зварювання та штампування. Зварні з'єднання - стикові (виконані по колу) та таврове, з катетом шва 3 мм та кроком 100 мм, L _шв - 10 мм.

Найчастіше ємність подібних конструкцій не перевищує 50 л, маса 35 кг, а тиск не більше 16 кгс/см².

Оскільки конструкція є контейнером для зберігання вибухового газу, то висуваються вимого до відсутності дефектів, високої культури експлуатації..

Стадії проектування та ступінь складності при виготовленні елементів конструкції невисокий. В ході проектування залишається використання таких технологічних заходів як вальцювання , гнуття, штампування , та інші.

Характер навантаження на елементи різні. В цілому лише підставка зазнає постійне навантаження, що викликано вагою конструкції. Усі інші деталі зазнають постійного статичного навантаження, що викликано надмірним тиском у середині ємності.

Доволі широкий інтервал температурного режиму.

Серед зовнішніх факторів, що впливають на роботу: навколишнє середовище, людський фактор та інше.

Ступінь відповідальності при виготовленні високий.

Деталь балон можна вважати досить технологічним. При виготовлені цієї деталі не виникає потреби у спеціальних підготовчих процесах, як-то попередня термообробка,тощо. Невеликі витрати на перевезення ,складання, мала норма дефектів та інше, робить деталь технологічною.

1.2 Технічні умови на виготовлення зварної конструкції

Загальні вимоги

Резервуари слід виготовляти відповідно до вимог даного стандарту за конструкторською документацією на резервуари.

Резервуари по міцності повинні відповідати ГОСТ 14249.

Вимоги до конструкції.

Днища резервуара повинні бути виготовлені гарячої або холодної штампуванням. Днища слід піддавати термообробці, якщо температура закінчення штампування нижче 700 ° С.

На ділянці малого радіусу відштампованих днища допускається стоншення номінальної товщини листа до 10%.

Стан поверхні обичайки і днища повинна відповідати вимогам, встановленим стандартами на вихідний матеріал. Не допускаються дефекти, що утворюються в процесі виготовлення обичайки і днища резервуарів, глибиною більше 0,2 мм і виводять товщину металу за межі мінусового допуску на вихідний матеріал.

Допуск циліндричності і допуск круглості резервуара не повинен перевищувати допуску на діаметр.

Штуцери слід приварювати до верхньої частини горловини.

Різьба штуцера й пробки повинна бути чистою. Не допускаються нитки з зірваної або неповним різьбленням.

Вимоги до зварних з'єднань.

Поздовжні і кільцеві шви повинні бути виконані встик по ГОСТ14776-79. Приварку штуцера допускається виконувати зварюванням у середовищі захисних газів. Допускається за узгодженням із замовником застосування нестандартних зварних швів.

Механічні властивості зварного з'єднання повинні бути не нижче механічних властивостей основного металу: тимчасовий опір - не менше нижньої межі міцності основного металу, відносне подовження - не менше 18% і ударна в'язкість металу шва - не менше 0,8 МДж/м2 (8 кгс * м / см2) при температурі плюс 20 ° С і не менше 0,4 МДж/м2 (4 кгс * мА/см2) - при температурі мінус 20 ° С.

Шви резервуарів повинні бути щільними.

Не допускається ведення зварювальних робіт при виготовленні резервуарів та їх елементів при температурі навколишнього повітря нижче 0 ° С.

Перед зварюванням кромки стикуємих деталей і прилеглі до них поверхні металу на відстані не менше 20 мм повинні бути зачищені . База нормативної документації.

Конструктивні елементи і розміри зварних швів повинні відповідати ГОСТ 8713 і ГОСТ 14771, нестандартних зварних швів - по конструкторської документації.

У зварних з'єднаннях не допускаються такі зовнішні дефекти:

а. Тріщини всіх видів і напрямків у зварному шві, зоні термічного впливу та основному металі;

б. Незавірені кратери;- Прожоги зварного шва;

в. Напливи;

г. Підрізи глибиною більше 0,1 S, протяжністю більше 2,0 мм в кількості трьох на 100 мм довжини шва (S - товщина більш тонкого елемента);

д. Свищі;

е. Непровари в поздовжньому зварному шві;

ж. Зміщення кромок у стикових зварних швах: в поздовжніх більше 0,1 S, в кільцевих;

з. більше 0,1 S + 1,0;- Відведення кромок більше 0,1 S + 3,0;- Пори у вигляді суцільної сітки;

и. Скупчення пор і включень.

1.2.3.8 У зварних з'єднаннях не допускаються такі внутрішні дефекти:

а. Тріщини всіх видів і напрямків у зварному шві, зоні термічного впливу та основному металі;

б. Непровари в поздовжньому зварному шві;

в. Непровари в кільцевому зварному шві по перетину більше 0,15 S;

г. Пори у вигляді суцільної сітки;

д. Скупчення пор і включень;

е. Окремі пори розміром більше 1,5 мм;

ж. Дефекти у вигляді пір сумарним лінійним розміром на 100 мм довжини шва більше 1,5 мм.Пори розміром не більше 0,3 мм при оцінці не враховувати.

1.3 Характеристика матеріалів, що застосовуються для виготовлення зварної конструкції

Вибір основного матеріалу конструкції майбутньої деталі, має доволі важливу роль. З самого початку ще на стадії проектування до деталі виноситься ряд вимог, які вона повинна витримувати. Будь який матеріал не завжди доцільно до використання.

Від правильного вибору основного матеріалу залежить експлуатаційні якості.

Зазвичай основним критеріям вдалого підбору основного матеріалу є задані на ранньому етапі проектування технологічні вимоги. Також вибір може бути обумовлений від умов експлуатації, елементів деталі, показником міцності, технологічним підходом до метало - та матеріалоємності.

Матеріал з якого виготовлено деталь цього курсового проекту є алюмінієвий сплав марки АМг 6 , що відноситься до групи сплавів типу Al- Mg котрий має доволі хороші показники термостійкості та корозійної стійкості.

Вибір саме такого матеріалу обумовлено в першу чергу, для тех.матеріалів, що працюють на статичні навантаження. Підтвердження - закладена вимога до корозійної стійкості, ударної в'язкості металоємкості, пластичності. Саме таким вимогам відповідає даний матеріал.

Спав марки АМг 6, що застосований у якості основного матеріалу цієї конструкції, на 95% відсотків складається із алюмінію. Саме присутність даного елементу у складі сплаву визначає такі якості як : хімічні (стійкість до більшості кислот та лугів) , та механічні ( д_в , д_т, д_Б) .

Алюміній - хімічно активний матеріал. Це означає, що він активно вступає у взаємодію з рідкими речовинами, утворюючі різні сполуки ,як Аl₃ l_4. Проте його поверхня легко вкривається плівкою, що захищає його від впливу оточуючого середовища.

Хоча наявність тугоплавких оксидів, дещо ускладнює зварюваність. Проте його ливарні властивості невисокі. Це обумовлено його рідкотікучістю, ливарним усадженням ; Незважаючи на усі ці недоліки АМг 6 широко застосовуються у самих різних галузях промисловості від нафтової та хімічної до машинобудівної. Мають високий рівень корозійної стійкості. Сірководень , сірнистий газ, та аміак не впливають на стан Аl. Пар, дистильована вода при високих температурах також не шкодить сплаву.

Алюміній доволі стабільний у концентрованій азотній кислоті, та в 100% сірчаній. Сильніше на Аl діють NaOH, KOH. Саме така стійкість дозволяє використовувати Аl у хімічній промисловості.

Технічно чистий алюміній має домішки. Аl має схильність до росту зерна, що необхідно враховувати при його термообробці. Для уникнення використовують рекристалізаційний отжих. Температуру вибирають в інтервалі від 300 до 500 ? С. залізо та кремній відповідають за рівень механічних властивостей. Межа міцності може досягати (Аl чистий) до 4,0 кгс\м², а технічного 7- 8 кгс\м² . велика кількість сплавів на основі алюмінію мають достатню високу міцність в порівнянні з малою платність, та задовільною пластичність, що робить їх доволі цінним конструктивним матеріалом [1].

Алюміньові сплави доволі широко використовують у литому та деформованому стані у різних авіа та космічних галузях, в транспортному будівництві та машино будівництві. Високо корозійна стійкість сприяє використанню алюмінія в хімічній , харчовій промисловості.

Проте, специфічні, теплофізичні властивості алюмінію та його сплавів , дещо ускладнюють процес його зварювання. Так, при зварюванні алюмінію плавленням, необхідний струм в 1,5 - 2 рази менший, а ніж при зварюванні сталі.

Певні незручності викликають оксидні плівки (Аl₂ О₃), що утворюються під час розплавлення. При зварювані деякі незручності додають і схильність алюмінію та його сплавів до утворення, в металі шва пор та кристалічних тріщин .

Його різкотикучість при температурах вищих 550 ? С , змушує використовувати підкладки. А усадка після зварювання - призводить до деформацій [1].

Але, виходячи з умов та вимог, що були висунуті до деталі цього дипломного проекту, вважають застосування алюміньового сплаву марки АМг 6 найбільш доцільним.

На підтвердження цього наведу переваги та недоліки застосування цієї марки матеріалу:

Переваги :

а) висока корозійна стійкість ;

б) стабільність у багатьох хімічних розчинах ;

в) висока міцність у порівнянні з низькою плотністю та високою пластичністю;

Недоліки:

а) висока рідкотикучість ;

б) наявність оксидних плівок ;

в) схильність до утворення пор і тріщин;

г) великій коефіцієнт теплоємності;

В більшості випадків переваги є більш значними ніж недоліки алюмінію.

Хімічний склад у відсотках матеріалу АМг 6 наведені у таблиці:

Таблиця 1.1 - Хімічний склад матеріалу АМг 6 ( Масова частка у %)

Fe	Si	Mn	Ti	Al	Cu	Be	Mg	Zn	домішки
До 0,4	До 0,4	Від 0,05 до 0,8	Від 0,02 до 0,1	Від 91,1 до 93,68	До 0,1	Від 0,0002 до 0,0005	Від 5,8 до 6,8	До 0,2	До 0,1

Таблиця 1.2 - Механічні властивості при Т = 20 ? С

дв МПА	дт МПА	дБ %
355	100	19,5

Таблиця 1.3 - Фізичні властивості матеріалу АМг6 у порівнянні з залізом

Порядковий номер	Атомна маса	х, г\см3	Т пл, ? С	Т кип ? С	Теполо ємність	л, (при +20?С) ккал\(см С град)	Ј м х 106, град -1	? при 20 ?С мком см
Al 13	26,98	2,7	660	2327	0,215	0,538	24,3	2,66
Fe 26	55,84	7,85	1539	2880	0,153	0,177	11,7	9,7

Вибір даної марки сплаву за основний матеріал конструкцій обумовлений також необхідністю мінімізувати вагу конструкції.

Оскільки частина конструкції виготовляється штампуванням, доцільно використовувати матеріал, що має доволі високі пластичні якості.

1.4 Визначення типу виробництва

В розробці проектів зварювального виробництва велике значення має визначення найбільш доцільних форм організації виробничих процесів для випуску відновлених деталей.

Дуже важливо обрати режим роботи цеху чи дільниці для виконання заданої річної програми виробництва: одно-, двох-, трьохзмінної.

Найбільш переважним з точки зору забезпечення сприятливих умов праці, економії енергоресурсів, найбільшої продуктивності праці є однозмінний режим роботи. Однак при цьому режимі роботи для забезпечення запланованого річного випуску потрібно в 2-3 рази більше виробничої площі та в 2-3 рази більше кількості виробничого та технологічного обладнання, чим при двох-, трьохзмінній роботі.

Трьохзмінний режим роботи забезпечує найбільш високий випуск продукції з одиниці виробничої площі, потребує найменше витрат на обладнання та технологічне оснащення. Однак багаторічний досвід практичної виробничої діяльності показав, що нічна зміна найменш продуктивна, несприятливо позначається на стані здоров'я людей, пов'язана з підвищеною витратою електроенергії [8].

Згідно норм технологічного проектування виробництва зварних конструкцій вагою від 15 кг до 100 кг та об'ємом зварювання від 2000 до 100000 комплектів на рік відноситься до серійного типу виробництва (маса балону 16,4кг, програма випуску - 5000 шт.).

В зварювальному виробництві при серійному випуску продукції технологічний процес диференційований, тобто розчленований на окремі операції, які закріплені за окремими робочими місцями, ширше використовується спеціалізоване оснащення та обладнання.



2.Технологічний розділ

2.1 Розчленування виробу на вузли і деталі.

Для визначення послідовності складання та зварювання виробу повинна бути складна схема розчленування конструкції на технологічні вузли та окремі деталі.

Розчленування необхідно з точки зору правильного підбору технологічних прийомів виготовлення та використання обладнання, оскільки, в разі якщо конструкція несе в собі складові частини,що виготовляються чи зварюються по різному, це вимагає відповідно виділяти окремі елементи конструкції, та звертати увагу на їх виготовлення та інше.

Окрім цього,розроблення схеми розчленування має відбуватись до встановлених рекомендацій [2]. Це дозволить знизити різні технічні показники (трудоємкість, металоємкість), попередити збої в технології виготовлення (якщо це потокова лінія на підприємстві),та ін.

Розчленування зварної конструкції на вузли та деталі в першу чергу має на меті визначення такого порядку складання - зварювання, при якому буде забезпечено потрібну точність розміру виробу, якість з'єднання, найменші властивості напруження при відносно невеликій вартості робіт.

Окрім цього оптимальна схема розчленування має дотримуватися також рекомендацій щодо застосування прогресивних методів механізацій складання, зварювання., щодо легкого пересування заготовок та складання .

При дотриманні усіх вище викладення вимог схема розчленування деталей на вузли та окремі елементи має наступний вигляд :

1. Обичайка. Виготовляється з листового профілю. Довжина листа під заготовку 942 мм. Обичайку вальцюють та зварюють поздовжнім швом. Для забезпечення потрібних розмірів виробу, якість з'єднань, найменших власних напружень , саме ця деталь є головною, виготовляють першою. Її форми дозволяють безперешкодно її транспортувати не завдаючи пошкоджень.

2. Дно та верхня сфера.

3. Підставка та арматура.

Порядок складання та зварювання :

1. Складання та зварювання обід чайки.

2. Виготовлення методом холодного штампування дна, з подальшим приваренням до нього підставки для деталі.

3. Складання та зварювання дна з обід чайкою.

4. Зварювання з верхньої сфери та обичайки з дном.

Схема розчленування на вузли та підвузли , головним завданням є розбиття деталі депломного проекту на технологічні вузли та окремі деталі:

1. Технологічні вузли ( обичайка з дном і арматурою, верхня сфера).

2. Окремі деталі ( підставка)

2.2 Вибір методів отримання деталей (заготівельні операції)

Технологічний процес виготовлення бузької деталі абсолютно неможливий без наявності комплексу підготовчих операцій. Доволі часто від якості виконання на підприємстві вище вказаних операцій, залежить якість отримання готових заготовок, а іноді, і взагалі виконується можливість їх отримання.

Технологічно неможливо отримати зварну деталь попередньо не підготувавши її. Дише доволі вузький перелік деталей та виробів , що виготовляють підприємства не потребують заготівельних операцій. Усі інші залежні від металосточення оброблення кромок , гнуття, фрезерування. Різання та багато іншого.

До заготівельних операцій, що були названі вище, також відносять і правління, розмічення, вищезазначені обробки кромок гнуття та очищення. Кожен з цих пунктів має своє устаткування, підходе до виконання та ін.

Вони різняться методом виконання, рівнем важності та можливість, чи відповідно , неможливість механізації, роботизації, автоматизації. Відсутність одного з етапів підготовки операцій може суттєво вплинути на якість продукції. А надто до її непрацездатності.

На кожному з етапів вирішують певні технологічні завдання. Так, на приклад, на дільниці виправлення усувають деформації чи різного роду викривлення, випуклими на листовому чи профільному металопрокаті, на дільниці розмічення на матеріал наносить майбутні розміри заготовок на етапі гнуття деформують криволінійні заготовки.

При проектуванні технологічного процесу виготовлення зварної чи штампо- зварної конструкції, слід віддавати перевагу найдосконалішим, високопродуктивним методам виконання операцій, які забезпечують прискорення технологічного процесу при додержанні відповідно високої якості готової продукції.

До виробу слід підходити виходячи переважно з великорівненого виробництва [2].

Литі, ковані та штамповані заготовки зазвичай надходять у виробництва у стані, що не потребує додаткових виправлень чи операцій [11,12].

Ситуація з прокатом знаходиться зовсім в іншому, відмінному стані. Доволі часто виробник, що постачає листові чи інші матеріали не піклується про виправлення матеріалу після виготовлення. Якщо ж і піклується, то можливі пошкодження під час транспортування чи прийому матеріалу на підприємстві замовника, тому в таких випадках виправлення є технологічно - необхідною працею.

Виправлення . Створюється за рахунок місцевої пластичної диформації , і як правило виконується в холодному стані. Для виправлення хвилястості листа товщиною 4 мм застосовують багато валкові машини, числом валків більше 5 . Правлення досягається за рахунок багаторазового гнуття при пропусканні листів поміж верхнім і нижнім рядом валків, що знаходяться у шаховому порядку. Нижні валки, приводні, знаходяться на приводній станції, що є нерухомою; верхні - в рухомій частині. В залежності від товщини випрямленого металу, підвисну частину станини піднімають чи опускають за допомогою приводу натискача.

Холодна деформація супроводжується зменшенням пластичності металу. Тому відносне остаточне подовження найбільш деформованих волокон необхідно обмежувати.

Доволі часто для випрямлення застосовують вальці, що випрямляють ці зварні заготовки з двох або декількох листів.

Для випрямлення листового прокату, що застосовуються для виготовлення даної зварної конструкції, що є об'єктом розробленя технології виготовлення балону , застосовано листоправильну машину марки SKET UBR 355.

Технічні данні цієї листоправильної машини наведені у таблиці (2.1)

Таблиця 2.1 Технологічні дані листоправильної машини SKET UBR 355

Параметри	Показники
Максимальна ширина листа, мм	3550
Максимальна товщина листів, мм	40
Швидкість виправлення , м/хв.	9
Потужність головного привода, кВт	100
Вертикальне переміщення , кВт	22
Переміщення єксимтриків зовнішніх валків, мм	2 х 1.1
Розміри, мм	6400 х 4600 х 8000
Маса, т	32

Різання та оброблення кромок. Різання деталей з прямолінійними кромками з листів з товщиною до 40 мм виконують на гільйотинових ножицях. Розрізувальний лист заводиться між нижнім та верхнім ножами до упору. Та затискається притискачем. Верхній лист натискає на лист виконує різання.

Гнуття . Холодне гнуття листових елементів товщиною до 60мм для отримання деталей циліндричної та конічної форми відбувається на листозгинальних вальцях. При холодному гнутті радіус гнуття по відношенню до товщини зберігають у відношенні R/S ? 25. Кінцевий участок листа у вальцях залишається пласким. Правильні форми кінцевої обичайки досягаються калібруванням.

Для гнуття листових заготовок, що застосовуються для виготовлення обичайки, застосовують обладнання - гідравлічні вальці DURMA серії

MRB -3 2016. Технічні данні машини приведені у таблиці 2.3.

Таблиця 2.3- Технічні характеристики машини для гнуття.

Модель	HRB-3 2016
Робоча довжина, мм	2050
Мінімальний діаметр верхнього валу с підгин., мм	13
Верхній діаметр валу, мм	316
Бокових валів, мм	300
Довжина, мм	4150
Висота, мм	1650
Маса станка, кг	6000
Потужність двигуна, кВт	11

Описання гідравлічних вальців (стандартна комплектація):

-блок керування з числовим індикатором;

-відкритий торець верхнього валка з гідроприводом;

-пересувний пульт керування;

-вали з загартованої високоякісної сталі;

-устаткування для конічного гнуття;

-електронна система управління боковими валками;

-паралельність нижнього валка досягається за рахунок торціоного валка;

-рама виготовлена із сталі;

-центральні валки рухаються за допомогою гідро моторів;

-електрична та гідравлічна система захисту від перегрузок.

-гідропивід вальців.

-двухшвидкісна робоча система.

Опції застосовані устаткуванням:

-кран для підтримування обичайок великих діаметрів;

-система бокової підтримки листа;

-стіл для подавання матеріалу;

-вали для профільного гнуття;

-система з варіатором швидкости;

-поліровані вальці

Система вальцювання:

Рисунок 1. Схема вальцювання

Для формування штампованих виробів як то днище балону задіяно гідравлічний прес марки BIANCHIR PH 6260.

Технічна характеристика пресу:

Потужність - 560000 кг

Довжина гибу - 1000 мм

Відстань між колоннами - 11000 мм

Заглиблення - 510 мм

Максимальний підйом - 405 мм

Хід стола - 430 мм

Ширина стола - 2500 мм

Двигун - 25 мм

Задній упор двигуна - 0.75 кВт

Габарити - 4000 * 3350 * 1400 мм

Маса - 3600 кг

Очищення. Для алюмінію найбільш дієвим методом очищення поверхні буде хімічне травління ванним способом, хоча цей спосіб потребее устаткування для очищення стічних стоків. Травління триває 0.5-1.0 хв у реактиві наступного складу[13] : 1літр води, 50г натрію рідкого технічного, 45г натрію фтористого технічного. Пормивання у воді та освітлення (1-2хв) у 25% -му розчині фтористої кислоти . Сушіння при 80…90 ? С.

Для додаткового очищення місце під зварювання додатково механічно очищюєтся шліфувальною машиною ИП - 2203.

2.3 Вибір способів зварювання з техніко-економічним обґрунтуванням

Вибір способу зварювання слід виконувати на основі зварюваності матеріалу виробу, типу виробництва, конструкції виробу, а також технічних можливостей різних способів зварювання.

Для зварювання кольорових металів доволі часто застосовують зварювання у захисних або інертних газах.

На підставі вивчення впливу зовнішніх навантажень що впливають на виріб під час його експлуатації, дії робочого та зовнішнього середовища на працездатність зварних з'єднань, слід з'ясувати та сформувати вимоги до зварних з'єднань. Так , наприклад, усі робочі з'єднання деталі цього курсового проекту (балону) є стиковими.

Зварюваність може бути не однаковою для різних способів зварювання. При одному способі можлива більша схильність появи гарячих та холодних тріщин, при іншому пор і т.д.

Сучасний етап наукового прогресу пов'язаний з безперервним розширенням зон застосування кольорових металів, в тому числі і у виробництві зварних конструкцій [15].

При виготовленні конструкцій різного призначення сплави на основі алюмінію все більше витісняють сталі та інші метали. Мала густина у порівнянні з відносно високою міцністю сплаву АМг6 дозволяє успішно застосовувати його в авіабудуванні, хімічній промисловості та промисловому машинобудуванні.

Основний матеріал, оцінку зварюваності якого проводиться, це сплав Al+Mг. Основна його складова - Аl, матеріал, що відноситься до легких кольорових металів.

При зварюванні кольорових металів та їх сплавів виникають доволі суттєві ускладнення , пов'язані з особливостями фізико-хімічних процесів. Сучасна зварювальна апаратура має відмінний арсенал засобів, що дозволяє подолати ці ускладнення.

Зварюваність в багато чому залежить перш за все від властивостей основного металу.

Головною характеристикою конструкційних кольорових металів являється густина, температура плавлення та кипіння, хімічна активність.

Сплави на основі алюмінію і в тому числі АМг6, відносять до добре зварюваних сплавів, іноді порівнюючи його з низько вуглецевими марками сталі, чи середньо вуглецевими [1].

Дійсно, механічні властивості алюмінію що має масову частку у сплаві понад 94% має д_в, д_т, ? ненабагато менше а ніж у Fe. А температура плавлення алюмінію і того менша Т_плAl - 660 ? С, Fe - 1539 ? C.

Алюмінієві сплави типу Al+Mg мають високу пластичність, легко піддаються обробленням тиском (штампуванням), різанню. Гарний провідник тепла. Домішки та легуючі елементи створюють додаткові якості:

Cu - електропровід; V - жаростійкість.

У той же час при зварювані алюмінієвих сплавів виникають деякі незручності. Перш за все це утворення тугоплавкого оксиду Al₂O₃, температура Т_пл якого 2050 ? С. під час зварювання, для усунення, застосовують катодне розміщення.

Різке падіння міцності при високих температурах нівелюють підкладка мами. До недоліків зварювання відносять і великий коефіцієнт лінійного розширення, та малий модуль пружності, необхідність хімічної обробки та інше.

Алюмінієві сплави, в тому числі і АМг6, при утворенні металу шва схильні до холодних тріщин, через дію зварювальних напружень, схильні до газової пористості, вольфрамових вкраплень, тріщини, не сплавлень.

Не зважаючи, на ці факти, фізичні показники та рівень застосування Al-Mg сплавів говорить про те, що ці сплави дуже розповсюдженні.

Той факт, що застосування Al-Mg сплавів майже зрівнюється з застосуванням Fe говорить про те, що зварюваність цих сплавів відмінна.

Добру зварюваність алюмінієвого сплаву АМг6 застосовують для зварювання в інертних газах - най біль розповсюджений спосіб, що застосовується для виготовлення зварних конструкцій відповідального значення. Най більш поширено зварення вольфрамовим електродом та плавким електродом.

Швидкість зварювання зазвичай складає 8 - 12 м/ч.

Най більш розповсюдження отримали два способи зварювання АМг6: зварювання плавким та неплавким електродами та суміші аргону чи гелію та плазмове зварювання. Ці два способи мають принципіальні розбіжності про те є конкурентами за право бути першими.

Вибір виду зварювання в інертних газах залежить від товщини металу, конструкції виробу та масштабами виробництва.

Для вибору способу зварення приведу деякі данні стосовно цих способів.

Зварювання неплавким електродом діаметром 2…6 мм доцільне для алюмінію до 12 мм живлення дуги на змінному струмі. Витрати захисного газу 4- 9 л/год. Най більш розповсюдження отримало зварювання неплавким електродом на симетричному змінному струмі. Застосування таких струмів призводить до зменшення погонної енергії. З'єднання, що виконані на такому струмі мають гарне формування.

Для зварювання також застосовують імпульсне зварювання не плавким електродом.

Найбільш раціональним виявився спосіб зварювання неплавким електродом. Головна перевага - економічність. Зварювання ведуть на постійному струмі зворотної полярності. До недоліків цього способу можна віднести, також неможливість застосування стандартних тракторів та автоматів для зварювання.

Плазмове зварювання - високопродуктивний процес зварювання при якому у якості зварювального джерела використовують плазмову струю. Вона має температуру до 30 000 К та вище [2].

Плазмове зварювання, у зв'язку з необхідністю руйнування оксидної плівки, виконується дугою постійного струму. Вона забезпечує ряд переваг у порівнянні зі звичайною аргоновою дугою. Плазмове зварювання має підвищений ККД виробництва на 50…70 %, дозволяє знизити витрату аргону в 4…6 раз, покращити якість зварюваних з'єднань.

При плазмовому зварюванні на змінному струмові коефіцієнт нагріву підвищується до 45…70% у порівнянні з аргоно - дуговим 40…50% [1].

З порівнянь режимів зварювання плазмовим та аргоно - дуговим способом неплавким електродом, виходить, що мінімальна погонна енергія наявна при зварюванні на постійному струмі зворотної полярності.

При зварюванні, плазмою на постійному струмі можна знизити витрати дроту на 40 %, зменшуються шви, покращуються механічні властивості.

Таблиця 2.4 - порівняльна характеристика видів зварювання.

Плазмове зварювання	Аргоно - дугове зварювання
Якісне формування швів Відсутність деформацій Доволі універсальне Підвищення продуктивності Зниження витрат захисного газу Зниження витрат дроту Зниження погонної енергії Підвищення продуктивності при зварюванні хімічно неочищеного металу Збільшення швидкості зварювання	Середня швидкість формування шва Середні деформації Доволі універсальне Більша сила струму При використанні імпульсної дуги зменшення впливу тиску дуги Необхідність застосовувати додаткове обладнання для підвищення ККД Найбільш доцільне застосування товщини 6…30 мм Необхідність застосування фюс-паст для зварювання тонколистового металу

Таблиця 2.5 Порівняння орієнтовних режимів

Аргоно - дугове зварювання	Iзв, А 200	Uд, В 14	Uзв, м\год 20	Uпр, м\год 120	q/х *103дж/м 277
Плазмове (пост. Струм)	87	33	23	70	225

Таблиця 2.6 Механічні якості зварних з'єднань (АМг6)

Плазмове	Дв - 35,8 кгс/мм2	б - 67,2 град	дн -3,5 кгс*м/см2
Арогоно-дугове	Дв - 31,6 кгс/ мм2	б - 67 град	дн -3,1 кгс*м/см2

Отже, виходячи з вище наведеного, та беручи до уваги усі данні, вважаю, найбільш доцільним застосування плазмового зварювання. Зварювання ведеться неплавким електродом на постійному струмі.

Таблиця 2.7- Порівняльна характеристика різни них способів зварювання до кольорових металів та їх з'єднань.

Спосіб зварювання	Деформація шва	Формування шва	Універсальність
Автоматичне аргонодугове плавким електродом	++	++	++
Під флюсом плавким електродом	++	++	+
Механізоване аргонодугове неплавким електродом	++	+++	++
РДЗ	++	+	+++
Плазмено-дугове	+++	++	++

Примітка:(+) - формування незадовільне, великі деформації; (++) - середні данні; (+++) - формування добре , мінімальні деформації, зварювання у всіх просторових положеннях.

2.4 Обґрунтування та вибір зварювальних матеріалів

Застосування для зварювання того чи іншого зварювального матеріалу, обумовлено в першу чергу необхідністю отримання бажаного хімічного та механічного показника основного металу шва. Так наприклад застосування Ar .He дозволяє отримати Т_ванни на 30…40 ?С, підвищити дегазацію ванни і тп.

Обґрунтування матеріалів також базується на вибраному способі зварювання та умов забезпечення економічності.

Для зварювання металів та сплавів на основі кольорових металів застосовують різні зварювальні матеріали від кисневого полум'я (газове зварювання) до елементарних часток (лазерне зварювання).

Усі ці матеріали можна розділити на 2 групи [3].

1. Ті, що безпосередньо не беруть участь у формуванні шва, але впливають на його якість (гази, електроди, графітові електроди).

2. Ті що не беруть участь у формуванні якості захисту, а беруть участь у формуванні шва (електроди, флюси).

Номенклатура обох груп, що використовуються для зварювання кольорових металів дуже велика. Їх застосування пов'язане з рядом факторів, фізико-хімічних властивостей зварюваного металу, його товщини, режими зварювання, економічності, інше. До зварювання Al застосовують певні вимоги.

Зварювальний дріт. Застосовують як плавкий електрод при напівавтоматичному та автоматичному зварюванні під флюсом та захисних газах. В даному випадку був застосований для напівавтомату шлангового типу для виконання прихаток. Дріт застосовують різного діаметру: від 0,8 до 12,5 мм, та прутки діаметром 12 мм.

Марка зварювального дроту для зварювання алюмінієвого сплаву марки АМг6 наведено у таблиці 2.8.

Зварювальний дріт до місця експлуатації постачають у спеціальних бухтах, що покрита окисною плівкою та мастилом. Це мастило перед застосуванням очищають хімічним шляхом. Також доволі часто, в останній час стало популярним, покривати дріт невеликої товщини шаром напиленої міді. Застосовують також електро-полірування.

Для зварювання поширених алюмінієвих дерфомівних сплавів рекомендують застосовувати наступний дріт [4]:

Зварювальний дріт. Зварювальний метал.

СвАМг3, СвАМг6 - АМг2, АМг3.

СвАМг5, СвАМг6, Св1557 - АМг4, АМг5.

СвАМг6, СвАМг61 - АМг6.

СвАМг61 - АМг61.

СвАМг6Цв4 - АД31, АВ 1915.

Згідно з довідковими даними [1,4,5], для зварювання алюмінієвого сплаву марки АМг6 найпевнішим буде застосування двох марок дротів СвАМг6, СвАМг61. Порівняємо їх хімічний склад та приймемо най більш використає мий варіант.

Таблиця 2.8 - хімічний склад дроту для зварювання алюмінію та його сплавів по ГОСТ 7871-75

Марка	Al	Легуючі елементи	Інші не більше
		Mg	Mu	Fe	Si	Ti	Be	Zr
СвАМг6	?99,5	5,8…6,8	0,5…0,8	-	-	0,10… 0,20	0,020… 0,005	-	1,20
СвАМг61	?99,5	5,5…6,5	0,8…1,1	-	-	0,10… 0,20	0,0001… 0,0003	0,002… 0,12	1,15

При зварюванні алюмінієвого сплаву АМг6 дротом марки СвАМг6 можна отримати високу міцність з'єднання. А при використанні СвАМг6 Цв-2 можна отримати опірність гарячим тріщинам.

Виходячи з усіх показників та беручі до уваги умови експлуатації деталі балону, висунуті до цієї деталі вимоги, я обираю у якості зварювального дроту марку СвАМг6.

У якості захисного газу най більш доцільне буде застосування аргону та гелію. Аргон у якості плазмо утворювального газу, а суміш аргону та гелію - захисного. При застосуванні цієї суміші досягається покращене формування шва, збільшується дегазація, швидкість зварювання, зменшення дротовитрат та інше.

Аргон у якості плазмо утворювального газу застосовуються вищого сорту, а гелій високої частоти.

Таблиця 2.9 - Характеристика газів.

	Номер ГОСТу	Сорт	Вміст чистого газу%
Аргон	10157-73	Вищий	09,99
Гелій	20461-75	Високої частоти	99,985

Суміш Ar+He має в своєму оксиді відповідно 40% Ar та 60% He.

Вище зазначені зварювальні матеріали застосовуються для зварювального устаткування, що згідно з технологічною схемою збирання та зварювання, виконується прихвалення виробу, тобто для виконання прихваток.

Для зварювання застосовують наплавлений електрод для захисту сумішей Ar + He, для плазмо утворення аргон.

Неплавкий електрод для зварювання зазвичай виконують з вуглецевих речовин та W. вуглецеві електроди ділять на дві групи: графітові та вугільні. Із зіставленням цих електродів (див. в таблиці 2.10) видно, що електроопір графітових електродів приблизно в чотири рази менше ніж у вугільних тому густина струму в графітових електродах може бути збільшена у порівнянні з вугільними у два або три рази. Графітові більш стійкі до окиснення. Саме тому, най більш раціональним є застосування саме графітових електродів.

Однак, для зварювання сплавів АМг6 застосовують вольфрамові електроди марки ЭВ-4, ЭВЛ. До ЭВЛ додають для підвищення стійкості проти оплавлення терців 1,5…3,5% окису лантану LaO. Для зварювання я обираю електрод ЭВЛ.

Технічні характеристики вольфрамового електроду приведені у таблиці2.10

Таблиця 2.10 - Характеристика вугільних та графітових електродів.

Параметри	Вугільні	Графітові
Густина, г/см3.	1,7 - 2,0	? 2,2
Твердість по Моосу.	? 6,0	? 0,2
Теплопровідність, ккал/(см* ? С)	425	650
Електроопірність Ом*мм2/м.	45…80	8…20
Температура початку окислення на повітрі, ?С.	500	640
Густина струму	5…10	15…25

Таблиця 2.11 характеристика вольфрамових електродів марки ЭВЛ.

Марка	Домішки, %.	Маркування торців прутка	Розмір прутка, мм.
			Діаметр	Довжина
ЭВЛ	(1,1…1,4) LaO	Чорний	1,0…4,0	75; 150

2.5 Розрахунок (вибір) параметрів режиму зварювання.

В даному дипломному проекті виконано та приведено параметри режими зварювання усіх основних швів, що застосовані у даній конструкції.

Оскільки склалася така ситуація, що відсутня розрахункова методика, то деякі данні режимів зварювання були приведені згідно з довідковими літературними даними.

Зварювання та прихватки виробу ведуться на однакових режимах.

Головним критерієм вибору режиму зварювання є отримання швів з оптимальними розмірами та формою що забезпечують високу технологічну міцність та експлуатаційну міцність [2].

Літературними даними з яких було взято режими зварювання алюмінієвого сплаву марки АМг6 головним чином стали: книжка під авторством Соснин Н.А. , Шипков М.Д. «Иследования сварки зжатой дугой тонколистових елементов и соидинений из сплава АМг6» , та журналу «Автоматическая сварка» 1977; №12; ст. 19-20. Застосовано відомості з інших джерел, зокрема довідники.

Згідно з даними, що взяті з джерел [1,6] режими зварювання стиснутою дугою у плазмі для з'єднання С4, товщиною 4мм наведено у таблиці 2.12

Таблиця 2.12 - Режими плазмового зварювання з'єднання №1 С4.

Спосіб зварювання	Iзв А	Uд В	Vзв м/год	Vпр м/год	dар мм	q/х*103 Дж/м	Gr л/хв.
Плазмове зварювання стиснутою проникаючою дугою на постійному струмі, зворотної полярності.	110	32	23	70	3	225	4

Для порівняння наведені деякі данні режиму зварювання алюміневого сплаву марки АМг6 виконаний аргоно-дуговим способом зварювання та плазмовим на змінному струмі, для з'єднання С4, товщиною 4 мм. Для порівняння було використано ту ж саму літературу та довідкові данні, що й при виборі основних параметрів зварювання.

Далі наведено інші данні для інших з'єднань.

Для з'єднань N2, N4,5, С4 режими зварювання будуть наступні:

I_зв -110А; U_д - 32В; U_зв - 23м/год; U_гр - 70 м/год; d_{зв.др.непл.} - 3мм; q/х*10³ - 225Дж/м; G_r - 5 л/хв.

Таблиця 2.13 - Різні режими зварювання іншого з'єднання[6].

Спосіб зварювання	Iзв А	Uд В	Vзв м/год	Витрати аргону, л/хв	dдр, мм	b,мм
Аргонодугове плавким електродом	180	19	25	10	1,8…2	4
Плазмове змінний струм	220	21	20	5…6	2,0	4
Аргонодугове неплавким електродом	160	15	22	7,8	dw 4.0	4

Для з'єднання Т1 режими зварювання приведені в таблиці 2.14.

Таблиця 2.14 - режими зварювання з'єднання Т1.

Ізв, А.	Uд, В.	Vзв, м/год.	Vпр, м/год.	dзв.др, мм.	q/v*103, Дж/м.	Сr, л/хв.
105	30…31	20…22	70	3	220	4

2.6 Вибір зварювального обладнаня.

Вибір устаткування виконується відповідно до приміняючого способу зварювання, режиму, розмірів та довжини швів.

До зварювального устаткування виносять ряд вимог відповідно до яких роблять вибір, а саме:

- Технічні можливості;

- Технічна надійність;

- Простота обслуговування;

- ККД;

- Види та кількість енергії що споживаються%

- Уніфікація;

- Універсальність;

- Можливість швидкого ремонту;

Застосоване устаткування розділяють на дві групи, що виконують різні технологічні звав дання:

- Устаткування для виконання прихваток;

- Устаткування для виконання швів;

Для виконання прихваток застосоване пристосування, що розробленне для аргоно-дугового зварювання, а саме напівавтомат марки ПШП - 9 з джерелом живлення ВДГИ -101.

Напівавтомат має наступні характеристики:

- Номінальний зварювальний струм (при ТВ - 65%) - 300 А.

- dзв - 1,0…2,0 мм.

- швидкість подачі зварювального дроту 100…150 м/год.

- Маса 6,5 кг.

Технічні характеристики джерела ВДГИ 101 приведені у таблиці 2.15

Таблиця 2.15 - технічні характеристики джерела ВДГИ 101.

Марка	Напру га мережі, В.	Номіналь ний зв. Струм, А.	Діапазон регу лювання, А.	Uлх, В.	Потуж ність, Кв*А	Габа рити, мм.	Ма са, кг.
ВДГИ 101	220, 380	160 (60)	-	10… 35	20	1015* 748* 935	250

Для виконання зварювання застосовують інше обладнання.

Для зварювання алюмінієвого сплаву марки АМг6 застосовано наступне устаткування: універсальний зварювальний випрямляч ВДУ -504, що має падаючу зовнішню характеристику та напругу холостого ходу не нижче 60 В, плазмотрон марки КАМА -Т та установку УПН 303.

Технічні характеристики обладнання приведені нижче:

Габаритні розміри установки 3450*2800*2000 мм, маса 2820 кг.

Технічні характеристики плазмотрона КАМА - Т.

Таблиця 2.16 - технічні параметри УПН 303.

Номінальний струм, А.	Напруга холостого ходу, В.	Вторинна	Витрати захисного і інертного газу аргону, л/год.	Продук тивність, кг/год.	Охоло дження плазмо трону	Швид кість прере міщення апарату, м/год.
315(100)	80	20…70	? 24,00	0,5…12	водяне	0,2…20

Зварювальний струм, А - 20…350.

Збудження дуги - високочастотний осцилятор.

Витрата газу (аргон) л/хв.. - 1,5…4.

Плазмо утворюючого - 3…8.

Захисного - 6.

Витрата води л/хв. - 2…8.

Діаметр плазмо утворюючого сопла, мм. - 40.

Висота - 155.

Маса, кг - 0,4.

Товщина листа при зварюванні проникаючою дугою,мм - 3…8.

Плазмотрон має ряд переваг, а саме; проста конструкція, легка збірка, пряме водяне охолодження, канали для потенціальної подачі газу виповнено на зовнішньому боці ізолятора, широкий діапазон регулювання параметрів режиму зварювання.

Таблиця 2.17 - Технічна характеристика джерела ВДУ - 504. [14]

Номінальний зварювальний струм, А	500
Номінальна робоча напруга, В	50/46
Номінальний режим роботи ТВ, %	60
Діапазон регулювання, А	60…500
Діапазон регулювання, В	18…50/23…46
U х/х	80
ККД, %	82
Потужність кВ*А	40
Маса, кг.	358
Розміри, мм.	1275*816*940

Для полегшування заплавлювання дуги та її стабілізації при зварюванні неплавкими, вольфрамовими електродами у інертних газах застосовують осцилятор - пристрій утворюючий струм високої частоти та напруги (250…400кГу) та відповідно 2500В і більше. У колі з осцилятором дуга збуджує ця без замикання електрода на виробі.

Технологічно це є цілком обґрунтовано, оскільки при плазмовому зварюванні неплавким електродом будь-яке зміщення електроду у плазмотроні веде до нестабільності дуги та інших порушень. Саме тому відмовляюся від плазмотронів з рухливим електродом [15], а до збирання електродного вузла висувають надзвичайно високі вимоги точності установлення.

Для даного курсового проектування було вибрано марку осцилятора ОС-1.

Технічні характеристики осцилятора приведені у таблиці 2.18.

Таблиця 2.18 - Технічні данні осцилятора ОС-1

Напруга, В	Споживана потужність, В*А	Частота, кГц	Габарити, мм	Маса, кг
первинна	вторинна
65	2500	130	250	290*350*240	15

2.7 Проектування та вибір технологічного устаткування.

Проектування зварювального збирального оснащення розпочинається з розроблення його принципіальної схеми. Вона являє собою креслення зварного виробу на якому у вигляді позначень вказані місця та способи фіксацій, закріплення деталі.

Деталі та механізми пристрою забезпечують надійне затискання, їх зображують на креслені у вигляді позначень. На схемі показують розміри.

Розроблення схеми та пристрою виконує ця для деталі обичайка, що є основним вузлом балону. Він виготовлюється серійно, тому для його збирання необхідне устаткування, що буде з додержанням необхідних розмірів.

Для зварювання поздовжніх швів обичайки застосовується пристрій який комплектує ця необхідними вузлами для зведення кромок обичайки (станина, швелер, ребра жорсткості, 4 гвинтових притискача).

При складанні деталі в оснащення базовою деталлю обичайка вальцьований лист. Його вкладають на ложемент що розташовано на каркасі пристрою, та виконаний у формі плити. Притискання кромок по висоті відбувається за рахунок гвинтових притискачів, що розташовані на каркасі.

Застосоване оснащення є складально-зварювальним, тому робочі операції виконуються на одному місці.

Дане оснащення має ряд переваг що полягають у збережені робочого простору, забезпечення високої якості готової продукції ; запропонована схема складання та зварювання дозволяє запобігати утворенню значних зварювальних напружень та деформацій, що дозволяє усунути операції по виправленню, що в свою чергу зменшує праце місткість.

Для проектування технологічного оснащення було запропоноване принципову схему пристрою (рисунок 2).

Рисунок 2 - принципова схема пристрою

Для зведення торців обичайки застосовують гвинтові притискачі. Для зведення торців розрахуємо силу, яку необхідно прикласти.

Розрахунок гвинтових притискачів. Зовнішній діаметр гвинта визначається з умови міцності різьби за формулою (2.1):

Де: - С - коефіцієнт для основної метричної різьби, Н;

- Q - сила притиску заготовки гвинтом, Н;

- [ ] - припустимі напруження розтягу, МПа.

Визначаємо необхідну силу, має бути прикладена до торця обичайки задля її вирівнювання, та спроектуємо гвинтовий притискач, що буде відповідати необхідному зусиллю.

Сила, що необхідна для усунення зазору між кромками визначається за формулою (2.2):

Де: - Р - сила на протязі обичайки, Н;

- D - діаметр обичайки, мм;

- В - довжина обичайки, мм;

- Е - модуль пружності основного матеріалу, МПа;

- д - товщина обичайки, мм;

- К - коефіцієнт недовальцювання обичайки.

Підставивши значення у формулу 2.2 отримаємо:

Враховуючи умови експлуатації, устаткування, приймемо необхідну силу (що має бути прикладена до торців обичайки), для вирівнювання кромок рівною 35 Н*м.

Розрахуємо необхідні геометричні розміри гвинтового притискача що має забезпечити регламентовану силу притискання.

Визначаємо зовнішній (номінальний ) діаметр гвинта з умови міцності різьби за формулою (2.1) :

Де: [д] = 90МПа - допустима межа міцності різьби зі сталі 45.

Згідно з довідковими даними приймаю різьбу М9 з кроком S = 1,25 мм.

Визначаємо силу притискання, що розвиває гвинт М9*1,25 з плоскою п'ятою за формулою(2,3):

Де: - Р_роз - розрахункове зусилля притискання, розвинене притискачем, Н.

-Q - сила на рукоятці або ключі гвинта. Приймається Q = 150 H.;

-? -довжина рукоятки. Приймаю 117 мм;

-R_ср- середній радіус різьби. Приймаю 4 мм;

- б - кут підйому різьби. Для М9 * 1,25 приймаю 3? 15?;

- ц - кут тертя в різьбі. Для метричної різьби він складає 6? 40? ;

- f - коефіцієнт тертя по поверхні заготовки. Складає 0,15;

- d₁ - діаметр п'яти гвинта. Приймаємо 6 мм;

Визначаємо довжину рукоятки за формулою (2,4):

Визначаємо середній радіус різьби за формулою(2,5):

Підставимо отримані значення у формулу (2,3):

Так як Р_роз > Р_н (572 > 34,13) приймаємо гвинтову пару М9*1,25.

Розрахуємо кількість витків різьби за формулою (2,6):

Де d_н та d₃ - номінальний та внутрішній діаметр різьби.

- питомий тиск на поверхні ниток різьби, що приймається для сталевого гвинта та сталевої гайки - = 9…13 МПа. Приймаємо 12 МПа.

Підставивши значення отримуємо:

Приймаємо 30 витків.

d_вн визначають по формулі :

Для М9*1,25 приймаємо = 7,6 мм.

Визначаємо діаметр рукоятки гвинта:

Де = 60 МПа - допустиме напруження для рукояті зі сталі Ст3.

Приймаємо 17мм.

Визначившись з максимальною довжиною гвинта. Розраховується за формулою:

Приймаємо гвинт довжиною 76 мм.

В ході розрахунку, приймаємо гвинтовий притискач з розмірами - гвинт М9х1,25

Довжиною 76мм., висотою гайки 37,5 і діаметром рукавки 17мм.

Висота гайки розраховується за формулою: