122879 (Балка рукояті екскаватора ЕКГ-8И)

ЗМІСТ

Вступ

1. Характеристика виробу

   1. Призначення, опис і умови роботи зварної конструкції

   2. Обгрунтування матеріалу зварної конструкції

   3. Технологічність зварної конструкції

2. Технічні умови на виготовлення зварної конструкції. Основний та допоміжний матеріали

   1. Точність виготовлення зварної конструкції

   2. Вимоги до основних та допоміжних матеріалів

   3. Вимоги до якості зварних швів

   4. Вимоги до кваліфікації зварювальників

3. Технологічний процес виготовлення зварної конструкції

   1. Критичний аналіз існуючого на підприємстві технологічного процесу

   2. Розбивка конструкції на вузли і підвузли

3.3. Заготівельні операції

1. Оцінка зварюваємості матеріалу конструкції і вибір способу зварювання

2. Характеристика і обгрунтування зварювальних матеріалів

3. Розробка маршрутної технології збирання-зварювання. Розрахунок і вибір режимів зварювання

4. Обгрунтування і вибір зварювального обладнання

5. Проектування и вибір технологічної оснастки і її опис

6. Опис технологічного процесу виготовлення виробу

7. Заходи по зменшенню збирально-зварювальних напруг та деформацій

8. Обгрунтування і опис методів контроля якості, віправлення дефектів і вибір обладнання

1. Організаційна частина

4.1. Виробничий звязок проектуємої дільниці

4.2. Нормування технологічного процесу збирання і зварювання

4.3. Розрахунок необхідної кількості збирально-зварювального обладнанння, оснасткіи і робочих місць

1. Визначення необхідної кількості основних і допоміжних матеріалів

2. Вибір та обгрунтування внутрішньоцехового транспорту

3. Планування ділянки цеху для виготовлення обечайки хвостової і опис технологічного потоку

5. Охорона праці

6.Охорона навколишнього середовища

Перелік посилань

Прикладка

ВСТУП

Зварювання – один з найбільш широко застосовуємих технологічних процесів виготовлення металоконструкцій у сучасному машинобудуванні.

Важке машинобудування є основним виробником та постачальником сучасного обладнання для ведучих галузей народного господарства: чорної і кольорової металургії, нафтовидобувної, газової, вугільної та гірнозбагачувальноі промисловості. Проектуємий вибір (балка рукояті) є однією з основних частин екскаватора ЕКГ-8И. Цей екскаватор використовують для гірських розробок корисних копалин відкритим способом. В свою чергу корисні копалини є сировиною для багатьох галузей народного господарства. Виробництво екскаваторів належить до галузі важкого машинобудування. В цій галузі зварювання почали застосовувати з першої половини 30-х років. У металургійному і гірському машинобудуванні зварюванням заміняють інтенсивно клепані і литі конструкції з 1935 р.

Досвід експлуатації машин зі зварними деталями показав, що вони за якістю не вступають литим і в багатьох випадках економічніші за них. Балка рукояті і її складова частина – обечайка хвостова теж є заміною литої балки, яку випускав Іжорський машинобудівний завод, і є зварною конструкцією.

При виготовленні обечайки хвостової можна застосовувати автоматичне чи напівавтоматичне зварювання, що істотно продуктивність праці, а також можна застосовувати спеціалізовані механізовані збирально-зварювальні пристрої.

Галузь важкого машинобудування має досить широкі перспективи розвитку. Після виходу нашої продукції на світовий ринок з”явились досить ємкі нові ринки збуту, що в свою чергу обомовило основні напрямки розвитку такі як обладнання для чорної і кольорової металургії, гірсько-видобувної галузі, нафтовидобувної, вугільної, гірнозбагачувальної промисловості. Особливим попитом користуються екскаваторі, прокатні стани, потужні преси.

В проектуємому збирально-зварбвальному цеху буде проходити весь технологічний процес виготовлення обечайки хвостової, починаючи зі складу металу і закінчіуючи складом готової продукції. Також описується і обгрунтовується матеріал конструкції, зварювальні матеріали, та інші допоміжні матеріали. Вибирається зварювальне обладнання, проектується спеціалізовані механізовані збирально-зварювальні стенди, які поліпшують умови праці робітників і підвищують її продуктивність. Проводиться нормування технологічного процесу збирання та зварювання. Розрахолвується необхідна кількість робочих місць, оснастки, збирально-зварювального обладнання.

Також вирішуються питання з охорони праці і навколишнього середовища.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРОБУ

1. Призначення, опис і умови роботи зварної конструкції

Проектуєма зварна конструкція є конструкцією балочного типу. Балка рукояті належить до основних частин робочого обладнання екскаватора ЕКР8И.

Екскаватор ЕКР8И робе на гірських розробках по видобутку руди та інцих корисних копалин. До складу робочого обладнання екскаватора входять: механізм напора, стріла, рукоять і ковш. Місткість ковша 8 м³.

Конструкція балки рукояті екскаватора ЕКР8И використовуєма на НКМЗ складається з таких вузлів: відливка головна, труба та хвостовик.

Труба виконана з листової сталі 10ХСНД, яка звальцьована в обечайку, що зварені між собою. Труба складається з п”яти обечаєк діаметром 700 мм і довжиною 1566 мм кожна. Обечайки зварені між собою за спеціальною технологією.

Відливка головна виконана з сталі 25Л. Вона приварюється до труби за спеціальною технологією.

Замікає рукоять хвостовик, який уявляє собою зварну металоконструкцію.

Балка рукояті цієї конструкції володіє простотою виконання і надійністю.

На рукояті встановлені зверху опори під полублоки і самі полублоки, кронштейн для закріплення ричага механізма відкриття днища ковша.

Рух балки рукояті виконується да допомогою канатів, запасованих на рукояті через полублоки. Канати в свою чергу приводяться до руху лебідкою, що встановлена на екскаваторі.

2. Вибір обгрунтування матеріалу зварної конструкції, його характеристика

До конструкції що розглядається в данному курсовому проекті пред”являються досить високі вимоги по умовам її роботи.

Тому труби, з яких складається балка рукояті виконуються із сталі 10ХСНД, з цієї ж сталі виконана обечайка хвостова. Усі інші елементи, що входять до складу обечайки хвостової: плита верхня, плита нижня і їх елементи виконані з сталі Ст3пс3.

Наведена вище сталь Ст3пс3 відноситься до вуглецевих конструкційних сталей звичайної якості. Вона відноситься до напівспокійних сталей третьої категорії. Хімічний склад сталі Ст3пс3 наводиться у табл.1.

Таблиця 1

Хімічний склад сталі Ст3пс3

Марка сталі	C,%		Mn,%		Si,%		P	S	Gr	Ni	Cu	As
Ст3сп3		0.14-0.22		0.40-0.65		0.12-0.30	не більше
							0,04	0,05	0,33	0,30	0,30	0,08

Ця сталь задовольняє наступним вимогам:

1. Гарна зварюємість;

2. Працездатність сталі і зварних швів у різних кліматичних умовах;

3. Добра механічна оброблюємість.

Сталь Ст3пс3 для виготовлення конструкцій постачається в горячекатаному стані. Механічні властивості сталі наведені в табл.2.

Таблиця 2. Механічні властивості сталі

Марка сталі	Тимчасовий опір Gв Нмм2	Межа текучесті Gт Нмм2				Відносне подовження δ,%
ВСт3сп	380-190	20 мм 250	20-40мм 240	40-100мм 230	100мм 210		20мм 26	20-40мм 25	40мм 23

Ударна в”зкість столі при температурі +20⁰С:

При S=(5-9) мм a_н =80 Hмсм²;

При S=(10-25) мм a_н =70 Hмсм²;

При S=(26-40) мм a_н =50 Hмсм²;

Розглянута сталь відноситься до числа добре зварюємих металів. Для цих сталей технологію зварювання вибирають із умов забазпечення комплекса вимог, головні з яких: досягнення рівноміцності зварного з”єднання з основним металом і відсутність дефектів у зварному з”єднанні. Для цього механічні властивості методу шва, навколошовної зони і зварного з”єднання в цілому повинні бути не нижче мінімальних механічних властивостей основного металу. У металі шву не повинно бути непроварів, тріщин, пор та інших дефектів, вони повинні мати вимагаємі за кресленням розміри і форму.

При зварюванні вуглецевої сталі метал шву незначно відрізняється за складом від основного металу. Ця різниця в основному зводиться до зниження вмісту марганцю і кремнія. Зниження міцності металу шву внаслідок зменшення вмісту в ньому вуглецю при дуговому зварюванні повнустю компенсується за рахунок збільшення швидкості його охолодження і лигування металу через дріт, покриття марганцем і кремнієм.

Ті ж самі вимоги можна віднести і до будь-якої сталі, зокрема до сталі 10ХСНД.

Низьколеговані конструкційні сталі підвищеної міцності повинні мати високу стійкість проти переходу у крихкий стан і бути недорогими і економічними у виробництві. Склад сталі повинен передбачати можливість її зварювання без ускладнення технології і забезпечувати високу стійкість проти утворення тріщин в металі шву.

Використання дефіцитних і дорогих лигуючих елементів, наприклад нікеля і молібдена, обмежується вимогою низької вартості та економічності виробництва. Тому у застосовуємих низьколегованих сталях (15ХСНД і 10ХСНД) вміст нікелю невеликий. Хімічний склад сталі 10ХСНД наведений в табл.3.

Таблиця 3

Хімічний склад сталі 10ХСНД

Марка сталі	C,%	Si,%	Mn,%	Gr	Ni	Cu	P	S
							не більше
10ХСНД	0,12	0,80-1,10	0,50-0,80	0,60-0,90	0,50-0,80	0,40-0,65	0,040	0,035

Необхідність забезпечення високої стійкості проти перехода у крихкий стан і доброї зварюємості обмежує застосування лигуючих елементів, які, сприяючі підвищенню міцності сталі в той же час знижують її стійкість проти перехода у крихкий стан і утворення кристалізаційних тріщин (CiSi).

Міцності характеристики сталі 10ХСНД у табл.4.

Таблиця 4.

Міцності характеристики сталі 10ХСНД

Марка сталі	Тимчасовий опір Gв кгсмм2	Межа текучесті Gт,кгсмм2	Ударна в”язкість при –400, ан кгсм/см2
10ХСНД	44-55	30-40	3

Технологія зварювання низьколегованих сталей у СО₂ практично нічим не відрізняється від технології зварювання низьковуглецевих сталей. Зварювання ведуть дротом С_в-08Г2С.

1. Технологічність зварної конструкції

Під технологічністю треба розуміти надання будь-якому виробу такої форми і вибір таких матеріалів, що забезпечать високі технологічні експлуатаційні якості виробів при економічному виготовленні.

Технологічність будь-якої конструкції забезпечується урахуванням конструктивних, технологічних, експлуатаційних вимог.