Общая характеристика механического оборудования и компоновка сварочной установки.

К механическому оборудованию сварочного производства относится оборудование для установки и перемещения свариваемых изделий (манипуляторы, вращатели, кантователи, роликовые стенды, перемещающиеся столы); для установки и перемещения сварочных аппаратов и перемещения сварщиков (колонны, тележки, площадки для сварщиков); для уплотнения стыков (флюсовые и флюсомедные подушки, металлические и керамические подкладки); для сбора и подачи флюса в зону сварки (флюсоаппараты для подачи флюса в зону сварки и сбора флюса, флюсоудерживающие приспособления). К этому оборудованию может быть отнесено сварочное, отделочное и подъемно-транспортное оборудование.

Оборудование для установки и перемещения сварочных аппаратов и свариваемых изделий, а также устройства для уплотнения стыков, как правило, выпускают серийно. Поэтому установки для сварки рекомендуется компоновать из серийной сварочной аппаратуры и типового механического оборудования [58]. Последнее, выбирают в зависимости от выбранного типа сварочных аппаратов, режимов сварки, габаритов и формы свариваемых изделий.

Эффективность использования сборочно-сварочной оснастки определяется ее соответствием конструкции изделия, принятой технологии изготовления и программа выпуска.

Для мелкосерийного и единичного производства, целессообразно компоновать универсальные приспособления из нормализованных элементов, изготовляемых серийно. В этом случае имеется возможность многократного использования нормализованных элементов в различных приспособлениях для изготовления изделий широкой номенклатуры,.

При изготовлении изделий в условиях крупносерийного и массового производства используют специальные приспособления одноцелевого назначения. Значительные затраты труда, времени и материалов предопределяют индивидуальный подход к созданию приспособления.

При проектировании специального приспособления расчеты на прочность и жесткость должны отражать особенности его работы в зависимости от назначения.

Для сборочного приспособления необходимо учитывать силу тяжести и усилия от прижимов применительно к прочности конструкции и искажений базовых размеров в пределах заданных допусков.

Для сварочного приспособления дополнительно следует учитывать усилия, которые могут возникать в результате усадки изделия от сварки. При этом необходимо учитывать требования, предъявляемые к приспособлению для снижения сварочных деформаций изделия. Если цель уменьшения деформации не ставится, то следует предусмотреть возможность смещения изделия относительно приспособления в процессе сварки и остывания, либо допустить упругую деформацию приспособления совместно с изделием.

Выбор и расчет стандартного механического сварочного оборудования.

При выборе и расчете стандартного механического сварочного оборудования установок и стендов, осуществляющих перемещение или вращение изделия необходимо производить обоснование выбранных мощностей приводов и расчеты передач. Эти расчеты принято производить с учетом сил трения, инерционных усилий и неуравновешенных масс относительно оси вращения [52,59]. После того, как произведен выбор силовых агрегатов установки, можно подобрать и рассчитать по мощности, передаточным отношениям и действующим усилиям промежуточные элементы установки, например, подобрать редуктор или рассчитать геометрические характеристики рамы или балки, к которой будет крепиться силовой агрегат. Определение геометрических характеристик несущих элементов установок должно производиться на основе расчетов на прочность, жесткость, устойчивость [34,40,41,59].

Выбор и расчет нестандартного механического сварочного оборудования.

Для проектируемого нестандартного оборудования производится кинематические и силовые расчеты по выбору требуемого оборудования. Здесь же производятся расчеты по прочности и деформационной стойкости несущих элементов стендов, машин и приспособлений.

При выборе и расчете сборочных приспособлений, прежде всего необходимо рассчитать требуемое усилие сборки (прижатия) свариваемых деталей. Это необходимо делать с учетом допускаемых отклонении от номинальных геометрических размеров (посадка сопрягаемых деталей, прогиб, скручивание), а также веса приспособления и изделия [15,31,34,35,36,59]. Расчет должен обеспечивать прочность конструкции приспособления и ограничение искажения базовых размеров в пределах заданных допусков. Если в процессе сборки изделия подвергается кантовке, то расчет следует производить для наиболее неблагоприятного положения.

При выборе и расчете сварочных приспособлений, сварочных стендов необходимо учитывать дополнительные усилия, которые могут возникать в результате усадки изделия от сварки [40,41,56]. При этом существенными являются требования, предъявляемые к стендам в части снижения деформации изделия. Приспособление, имеющее цель снизить сварочные деформации изделия, должно обладать повышенной жесткостью. Можно выделить три характерных случая:

а) снижение остаточных сварочных деформаций достигается путем предварительного обратного изгиба свариваемых элементов при закреплении их в приспособлении. Расчет приспособления на прочность и. жесткость должен учитывать наличие дополнительных усилий, необходимых для деформирования закрепленного изделия;

б) жесткое закрепление в приспособлении уменьшает временные деформации при сборке и частично при сварке. В этом случае расчеты на прочность и жесткость должны выполняться с учетом изгибающих моментов от усадочных усилий;

в) жесткое закрепление в приспособлении не только на время сварки и охлаждения изделия, но и при термообработке для снятия остаточных напряжений позволяет снизить остаточные деформации изгиба и потери устойчивости [40,41].

Проектирование специальной оснастки осуществляется по следующему алгоритму:

- выбрать схему базирования;

- определить усилия, действующие в приспособлении;

- рассчитать зажимные элементы и основание приспособления;

- вычертить приспособление с необходимыми разрезами и сечениями;

- описать конструкцию, наладку и принцип работы приспособления с указанием номеров позиций составных частей, представленном на графическом листе [58].

При проектировании приспособлений необходимо учесть не только необходимость выполнения спроектированного технологического процесса сборки и сварки, но и необходимость обеспечения удобства и безопасности эксплуатации, наиболее выгодного порядка наложения сварных швов, полного или частичного предохранения от деформаций, свободного съема собранного или сваренного изделия, облегчение труда сборщиков и сварщиков.

ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 

3.1 Проектирование (реконструкция) технологического плана участка изготовления конструкции [10, 25, 55]

Технологический план участка по изготовлению сварной конструкции проектируется или реконструируется в соответствии с требованиями «Единой системы технологической подготовки производства» (ЕСТПП) по ГОСТ 14.001-73 на основе данных, которые студент принял, рассчитал или обосновал во второй части расчетно-пояснительной записки. Исходной базой производственного помещения следует принять сборочно-сварочный цех предприятия, на котором студент проходил преддипломную практику. В зависимости от поставленной перед студентом задачи (проект или реконструкция действующего участка), необходимо так расположить используемое технологическое оборудование и оснастку на сборочно-сварочном участке, чтобы это соответствовало следующим требованиям:

- экономической целесообразности использования производственных площадей;

- организационной согласованности с другими производственными участками цеха;

- прямоточности производственного потока;

- охраны труда и техники безопасности.

Технологический план участка вычерчивается в масштабе на листе формата А1 и является обязательным чертежом графической части дипломной работы. На плане изображаются схематично: строительные элементы здания (пролеты, ж/б колонны, стены и др.); оборудование и приспособления; места складирования заготовок, сборочных узлов, готового изделия; подвод электрического тока, воды, воздуха, газа; указываются транспортные средства, рабочие места, проходы, проезды; показывается направление производственного потока. Так как технологический план разрабатывается для сборочно-сварочного участка, то заготовительные операции, как и последующие (контроль, механическая обработка, покраска и др.), в план участка могут не включаться.

Если технологическим процессом предусматриваются промежуточные, вспомогательные операции (механическая обработка, правка, очистка, термообработка и др.), то они включаются в технологический план участка вместе с остальными операциями.

При компоновке и размещении оборудования необходимо соблюдать рекомендуемые размеры и интервалы между объектами в соответствии с требованиями норм технологического проектирования. При этом для нахождения наиболее целесообразного варианта планировки рекомендуется пользоваться макетами из бумаги, воспроизводящими в определенном масштабе габариты размещаемых объектов.

На технологическом плане должны быть указаны габаритные размеры участка, расстояния между колоннами, шаг колонн, ширина пролета, прохода, проезда, расстояние между стендами, расстояние от колонн или стен до оборудования и т.д.

Каждый элемент, изображенный на плане должен иметь цифровое обозначение (1; 2; 3; 4 и т.д.), данные об элементах плана должны быть занесены в спецификацию, которая размещается на листе технологического плана или отдельно.