Расчет работы сварочного участка РМЗ

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…..………………………………….…………………………...…………..

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………...……………….

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ……..……..………………………………..…...........................

2.1 Исходные данные…………………………….……………………………….

2.2 Корректирование трудоемкости ТР………………………............................

2.3 Расчет годовой трудоемкости работ по ТР………….…….........................

2.4 Трудоёмкость работ на участке .………………………………...…………

2.5 Расчёт фондов времени ………………………….……………………...….

2.6 Расчёт штата участка…………………….…………….................................

2.7 Расчёт и подбор технологически необходимого оборудования….............

2.8 Расчёт площади участка…………………………….……………………....

2.9 Расчёт расхода электроэнергии……………….………………………...….

2.10 Расчёт расхода тепла…………………………………….………...............

3 КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ……………………...…………………......……...….

3.1 Назначение………….………………………………………………………..

3.2 Выполняемые работы и технологический процесс……………………….

4 ОХРАНА ТРУДА........................................……..……………………………………

4.1 Промышленная санитария……………………………………………….....

4.2 Техника безопасности………………………………………………………

4.3 Пожарная безопасность………………………………….………………….

4.4 Охрана окружающей среды………………………………………………...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………..……….….……...…...

Приложение А «План сварочного участка»…………………………………………..

Приложение В «Спецификация»……………...……………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Сварочный участок организуется отдельно или является частью участка заготовки узлов аппаратов и трубопроводов. Он оснащается электро - и газосварочной аппаратурой, имеет приспособление для перекантовки свариваемых аппаратов, ванны для испытаний аппаратов давлением воздуха под водой, воздушно-компрессорную установку, гидравлический пресс для создания давления в аппаратах и тельфер для перемещения и погрузки готового оборудования на автотранспорт.

Сварочное производство является одной из ведущих областей техники и технологии. Во всех отраслях машиностроения широко применяют высокопроизводительные и экономически эффективные технологические процессы сварки, наплавки, пайки, термической резки. В настоящее время уровень сварки позволяет соединять конструктивные материалы от десятков микрометров до нескольких метров.

Сварка является мощным средством ускоренного развития машиностроения, строительства, транспорта, так как вносит важные изменения в конструкцию и технологию производства изделий, оказывает большое влияние на организацию и экономику производства. Благодаря применению сварки стало возможным создание многих конструкций, которые практически нельзя было изготовить другими способами обработки.

Достигнутый высокий уровень развития сварочной техники служит прочной базой для дальнейшего увеличения производительности труда, экономии материалов и энергетических ресурсов, а также позволяет получить снижение себестоимости продукции.

В сварочном отделении производят наплавку изношенных деталей, сварку поврежденных металлических конструкций дорожных машин, резку металла, а также выполняют заказы инструментального и ремонтного цехов завода.

В сварочное отделение изношенные детали поступают после дефектовки непосредственно из разборочного отделения или со склада деталей, ожидающих ремонта.

При ремонте деталей применяют электродуговую ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку, наплавку обычным или трубчатым электродом, а также вибродуговую наплавку и газовую сварку.

Подготовку деталей к сварке производят в слесарном отделении, а подготовку, не связанную со слесарно-механической обработкой деталей, производят непосредственно в сварочном отделении.

В комплект оборудования кабины электросварщика входят: рабочий стол, защитные приспособления, инструменты, аппаратура для сварки (трансформатор или агрегат постоянного тока).

В условиях непрерывного усложнения конструкций, неуклонного роста объема сварочных работ большую роль играет правильное проведение технологической подготовки производства, в значительной степени определяющей его трудоемкость и сроки освоения, экономические показатели, использование средств механизации и автоматизации. Наибольший эффект технологической подготовки достигается при комплексном решении вопросов технологической обработки самих конструкций, разработки технологических процессов и их оснащения на всех этапах производства.

Поскольку разнообразны применение и характер изготовляемых изделий, освоение сварки требует знаний по металлургии и металловедению, машиностроению, электротехнике, физике, химии, прочности материалов и их свойств при различных температурах, прочности сварных конструкций, автоматизации производственных процессов, начиная с простейших автоматов и полуавтоматов и кончая работами, имитирующими рабочие приемы человека.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Сварочный участок является производственным подразделением монтажного управления, состоящим на внутреннем хозрасчете и ведущим сварочные работы в порядке внутреннего субподряда. Методическое руководство сварочным участком осуществляет техническая служба сварочного производства монтажного управления. В задачи сварочного участка входят обеспечение своевременного выполнения планов монтажных работ и ввода объектов монтажа в эксплуатацию, повышение производительности труда сварщиков и качества сварочных работ, оперативное внедрение и эффективное использование новой сварочной техники и прогрессивной технологии сварки, своевременное выполнение плановых показателей, установленных участку.

Сварочный участок предназначен для выполнения следующих видов работ: газовой сварки и резки металла, стыковой сварки заготовок, сварки трением. В более крупных отделениях возможна также полуавтоматическая дуговая сварка в углекислом газе и дуговая наплавка штампов сварочным автоматом под флюсом. Сварочный участок организуется отдельно или является частью участка заготовки узлов аппаратов и трубопроводов. Он оснащается электро - и газосварочной аппаратурой, имеет приспособление для перекантовки свариваемых аппаратов, ванны для испытаний аппаратов давлением воздуха под водой, воздушно-компрессорную установку, гидравлический пресс для создания давления в аппаратах и тельфер для перемещения и погрузки готового оборудования на автотранспорт.

            Сварочный участок организуется отдельно или является частью участка заготовки узлов аппаратов и трубопроводов. Он оснащается электро - и газосварочной аппаратурой, имеет приспособление для перекантовки свариваемых аппаратов, ванны для испытаний аппаратов давлением воздуха под водой, воздушно-компрессорную установку, гидравлический пресс для создания давления в аппаратах и тельфер для перемещения и погрузки готового оборудования на автотранспорт.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частицами при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения.

Все технически важные металлы при обычной температуре – это твердые кристаллические тела, при сварке которых возникают некоторые трудности: образование трещин, окисление, деформация металла и коробление изделия, снижение механических свойств металла в зоне сварки. Отрицательное влияние часто оказывают пленки окислов, различных загрязнений на поверхности металлов. Для осуществления сварки необходимо сблизить большое количество атомов поверхностей соединяемых металлов на очень малые расстояния, т.е. привести их в соприкосновение. Такому сближению препятствует высокая прочность и твердость металла: его атомы прочно удерживаются в узлах кристаллической решетки и малоподвижны.

Твердость металла и жесткость кристаллической решетки можно ослабить нагревом. Чем выше температура нагрева, тем мягче металл и подвижнее его атомы. При нагреве до температуры плавления металл становится жидким, атомы в нем легко перемещаются, поэтому для сваривания достаточно расплавить немного металла у соединяемых кромок.

Жидкий металл обеих кромок сливается в общую сварочную ванну. Образование общей ванны вследствие подвижности атомов в жидком металле происходит самопроизвольно и не требует приложения каких-либо усилий. По мере охлаждения расплавленный металл затвердевает и прочно соединяет свариваемые детали.

Известен и другой способ сварки, когда сильно сжатый металл течет подобно жидкости при обычной температуре. В этом состоянии металлы свариваются, срастаясь в монолитное целое, с полным исчезновением границы раздела. Взяв две детали, приведя их в соприкосновение и сдавив с такой силой, чтобы металл обеих деталей в стыке совместно деформировался и тек подобно жидкости, получим сварное соединение деталей. Это будет сварка давлением. Пластическое деформирование металла под давлением называется осадкой.

Сварка давлением значительно облегчается и упрощается подогревом металла, поэтому в большинстве случаев сварка давлением используется с одновременным подогревом металла ниже точки его плавления.

Следовательно, различают сварку плавлением (металл нагревается до плавления, при этом осадка, как правило, не требуется) и многочисленными способами, в которых используется давление и производится осадка, для облегчения которой металл подогревается. На использовании этих двух основных факторов, которые применяются в различных комбинациях и соотношениях, базируются многочисленные способы сварки, используемые в современном производстве.

В зависимости от вида энергии, применяемой при сварке, различают три класса сварки: термический, термомеханический и механический (ГОСТ 19521-74).

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемой плавлением, т.е. местным расплавлением соединяемых частей с использованием тепловой энергии.

Основными источниками теплоты при сварке плавлением являются сварочная дуга, газовое пламя, лучевые источники энергии и теплота, выделяемая при электрошлаковом процессе.

Источники теплоты характеризуются температурой и концентрацией, определяемой наименьшей площадью нагрева (пятно нагрева) и наибольшей плотностью тепловой энергии в пятне нагрева.

Эти показатели определяют технологические свойства источников нагрева при сварке, наплавке и резке.

Основные виды сварки термического класса – дуговая, газовая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная, лазерная, термитная и др.

Дуговая сварка. Необходимое для местного расплавления деталей и присадочного материала тепло образуется при горении электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. По способу механизации сварка может быть ручная, механизированная и автоматическая.

Механизированная и автоматическая сварка может быть под флюсом и в защитных газах.

Газовая сварка. Основной и присадочный металлы расплавляются высокотемпературным газокислородным пламенем (температура до 3200 °С).

Электрошлаковая сварка. Плавление основного металла и присадочного материала происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (в период установившегося процесса).

Электроннолучевая сварка. Сварка выполняется в камерах с разряжением до 10-4–10-6 мм рт. ст. Тепло выделяется за счет бомбардировки зоны сварки электронным потоком, приобретающим высокие скорости в высоковольтной установке, имеющей мощность до 50 кВт. Анодом является свариваемая деталь, а катодом – вольфрамовая нить или спираль, нагретая до температуры 2300 °С.

Плазменная сварка. Плавление металлов осуществляется плазменно-дуговой струѐй, имеющей температуру выше 10 000 °С.

Лазерная сварка. Сварка основана на использовании фотоэлектронной энергии. При большом усилении световой луч способен плавить металл. Для получения такого луча применяют специальные устройства – лазеры.

Термитная сварка. Процесс сварки заключается в том, что свариваемые детали закладываются в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпается термит–порошок из алюминия и окиси железа.

При горении термита окись железа восстанавливается, а образующийся при этом жидкий металл при заполнении формы оплавляет и соединяет кромки свариваемых изделий.

К термомеханическому классу относятся виды сварки, при которых используется тепловая энергия и давление, – контактная, диффузионная, газопрессовая, и др.

Основным видом термомеханического класса является контактная

сварка – сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляют теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

Диффузионная сварка – сварка давлением, осуществляемая взаимной диффузией атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и при незначительной пластической деформации.

При прессовых видах сварки соединяемые части могут нагреваться пламенем газов, сжигаемых на выходе сварочной горелки, дугой, электрошлаковым процессом, индукционным нагревом, термитом и т.п.

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые

с использованием механической энергии и давления: холодная, взрывом, ультразвуковая, трением и др.

Холодная сварка – сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых частей.

Сварка взрывом – сварка, при которой соединение осуществляется в результате вызванного взрывом соударения быстро движущихся частей.

Ультразвуковая сварка. Сварка осуществляется за счет превращения при помощи специального преобразователя ультразвуковых колебаний в механические высокой частоты и применения небольшого сдавливающего усилия.

Сварка трением. Сварка заключается в том, что вследствие трения одного из свариваемых стержней о другой место соединения разогревается; при приложении осевого усилия соединяемые металлы свариваются.

Сварным соединением называют элемент сварной конструкции, состоящей из двух или нескольких деталей конструкции и сварного шва, соединяющего эти детали.

Сварные соединения бывают стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными.

Стыковым называется сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности.

По форме подготовки кромок свариваемых деталей стыковые соединения бывают с отбортовкой кромок, без скоса кромок, с V-образным прямо-

линейным скосом одной или двух кромок, с V-образным криволинейным скосом одной или двух кромок, с К-образным симметричным и не-

симметричным скосом одной кромки, с Х-образным прямолинейным или криволинейным скосом двух кромок.

По выполнению стыковые соединения бывают односторонние и двусторонние, а по применению подкладок – без подкладок и с подкладками.

Угловым называется соединение двух элементов, расположенных под прямым или произвольным углом и сваренных в месте примыкания их краев.

По форме подготовки кромок свариваемых деталей угловые соединения бывают с отбортовкой кромок, без скоса кромок, с одним скосом

одной кромки, с двумя скосами одной кромки или с односторонним скосом двух кромок.

По выполнению угловые соединения бывают односторонние и двусторонние.

Тавровым называется сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент.

2  РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные данные

Таблица 1 – Подвижной состав.

Марка автомобиля	Количество автомобилей, шт.	Среднесуточный пробег, км	Климатический район	Тип дорожного покрытия	Условия движения	Рельеф местности	Пробег с начала эксплуатации, км
ЗИЛ-431410	32	154	Жаркий сухой	Д1	В малых города	Гористый	10000
КамАЗ-53212	20	78					15000

2.2 Корректирование трудоемкости ТР

Трудоемкость ТР корректируется в зависимости от условий эксплуатации, модификации автомобиля и от числа технологически совместимого подвижного состава

,                                              (1)

 Где: - скорректированная удельная трудоемкость ТР, чел-ч/1000 км;

- нормативная удельная трудоемкость ТР,  чел-ч/1000 км;

 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;

- коэффициент, учитывающий модификацию автомобиля;

 - коэффициент, учитывающий природно-климатические условия;

- коэффициент, учитывающий пробег сначала эксплуатации ;

 - коэффициент, учитывающий число технологически совместимого

                  подвижного состава.

Для нахождения коэффициента  необходимо найти долю от нормативного пробега автомобиля D_i

                                                           (2)

Где: L_{нач.эксп}   - пробег с начала эксплуатации ,км;

L_кр- пробег до капитального ремонта, км.

Скорректированную трудоемкость ТР сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Корректирование трудоемкости  ТР.

Марка АТС	Нормативные трудоемкости, чел-ч/1000 км	Коэффициенты корректирования						Скорректированные трудоемкости, чел-ч/1000 км
	ТР				D			ТР
ЗИЛ-431410	3,4	1,1	1,0	1,1	0,03	0,4	1,15	1,72
КамАЗ-53212	5,5	1,1	1,0	1,1	0,05	0,4	1,15	3,06

2.3 Расчет годовой трудоемкости работ по ТР

Годовую трудоемкость работ по текущему ремонту Т_ТРi, чел-ч, рассчитываем по формуле:

                                                           (3)

Где:   L_гi -   суммарный годовой пробег автомобилей, км.

                                                      (4)

Где:  А_и – количество технологически совместимых автомобилей, шт;

l_cc – среднесуточный пробег, км;

Д_КГ – количество календарных дней в году, дн (365 или 366);

α_иi  - коэффициент использования автомобилей.

км

км

                                                        (5)

Где:  Д_РГА  – количество дней работы АТП в году, дн;                             

α_Тi  - коэффициент технической готовности.

                                          (6)

Где:  Д_ПР – продолжительность простоя автомобиля в  ТР, 

                   дн/1000 км;

К^/₄ – коэффициент корректирования продолжительности  простоя в  ТР в зависимости от пробега с начала эксплуатации ;

Д_КР – продолжительность простоя автомобиля в КР, дн.

2.4 Трудоемкость  работ на участке

Трудоемкость  работ на участке Т_Вi, чел-ч, определяется по формуле

                                                           (7)

Где:    - доля i-го вида работ,  %.

Общая трудоемкость работ на участке , чел-ч, определяется по формуле

= ΣТ_Вi                                                                                 
            (8)

2.5 Расчет фондов времени

Фонды времени явочного и штатного рабочих, соответственно  и , ч., определяются по формулам

                                       (9)

                                            (10)

Где:  - количество праздничных дней в году, дн, Д_П = 12 дн;

 - количество выходных дней в году, дн, принимается в зависимости от рабочей недели;

Д_пп – количество предпраздничных дней в году, дн;

 - продолжительность рабочих дней отпуска, дн;

- продолжительность рабочей смены, ч, при пятидневной рабочей неделе  ч, при шестидневной рабочей неделе t_см =7 ч.

 - коэффициент, учитывающий потери времени по  уважительным причинам (болезни, административные вызовы и т. п.),

ч

 ч

 Фонд времени  оборудования ,ч, определяется по формуле:

                                                    (11)

Где:   С – количество рабочих смен в сутки;

 - коэффициент использования оборудования, =0,8-0,9 .

2.6 Расчет штата участка

Число явочных и штатных рабочих на участке, соответственно Р_яв и Р_Ш, чел, определяются по формулам:

                                                        (12)

      (1чел)

                                                      (13)

 (1 чел)

Число ИТР, служащих и МОП Р, чел, определяется в процентах от общего числа штатных рабочих.

Где:    - доля соответственно ИТР, или служащих, или МОП от 

              общего  числа всех рабочих, чел;

 - суммарное число всех рабочих, чел.

Таблица 3 -  Штат участка.

Категория рабочих	Доля	Количество рабочих	Количество рабочих принятых
Рабочие производственных участков	--	1	1
ИТР	0.15	0,15	0
Служащие	0.06	0,06	0
МОП	0.03	0,03	0
ИТОГО	--	--	1

2.7 Расчет и подбор технологически необходимого оборудования

Число единиц основного оборудования n_об, шт, определяется по формуле

,                                                         ( 15 )

Где:    - число рабочих, одновременно работающих на данном вид оборудования, чел. 

(1 чел)

Наименование оборудования	Тип, модель	Кол-во Шт.	Техническая характеристика	Габаритные Размеры	Площадь, м2	Мощность, кВт	Общая мощность кВт
1.Аргонная сварка	АРП-876-1	1	Стационар.	1000*600	0,6	5,5	5,5
2. Вертикально-сверлильный станок	2А135	1	Стационар.	1100×920	1,01	4,5	4,5
3. Настольно-сверлильный станок	2М112	1	Стационар.	770×370	0,56	0,55	0,55
4.Сварочный аппарат	САИ- 190	2	Стационар.	665*375	0,5	5,5	11
5.Сварочная маска	СМ-2	2	Стационар.	350*245	0,16	-	-
6. Станок точильный	332Б	1	Стационар.	700×480	0,33	1,7	1,7
7. Стол монтажный металлический	ОРГ	1	Стационар.	1200×80	0,09	_	_
8. Подставка для агрегатов	ОРГ – 1468	1	Передвиж.	2000×500	1	_	_
9. Верстак слесарный на два рабочих места	ОРГ – 1468 – 01 – 070А	1	Стационар.	1800×800	1,44	_	_
10.Газовая сварка	ОРП-5	1	Стационар.	2000*1500	3	-	-
11. Тумбочка для хранения инструмента.	ОРГ – 830	1	Стационар.	800×500	0,4	_	_
12. Бункер для утильных деталей	Р –938	1	Передвиж.	500×600	0,3	_	_
Итого	-	-	-	-	9.39		23,25

Таблица 4-Ведомость оборудования.

2.8 Расчет площади участка

Площадь производственного участка F_уч, м², рассчитывается по формуле

,                                                   (16)

Где: - площадь, занимаемая оборудованием, м²;

 - коэффициент плотности расстановки оборудования.

Принимаем: F_уч= 72 м²

длину участка 12000 мм,

ширину участка 6000 мм,

2.9 Расчет расхода электроэнергии

Электроэнергия расходуется на освещение и питание технологического оборудования.

При приближенном расчете общая мощность светильников для освещения всей производственной площади Р_о, Вт, определяется по формуле

 P_o = p F_уч,                                                     (17)

 Где: р – удельная мощность на 1 м² площади, р = 20 Вт/м²;

F_уч – принятая по расчету производственная площадь, м².

P_o = 20∙72=1440 Вт.

Расход электроэнергии на освещение за год N_осв, кВт-ч, составит

                                          (18)

Где:  К_о – коэффициент одновременности использования светильников, К_о = 0,8;

- число часов горения в сутки, = t_См;

- кпд сети, = 0,95-0,97.

Потребность в электроэнергии для питания технологического оборудования за год N_об, кВт-ч, составит

                                          (19)

Где:  ∑ N_дв – суммарная  установленная мощность  технологического оборудования участка, кВт;

η_о – коэффициент одновременности работы оборудования, η_о =0,6-0,7;

η_заг – коэффициент загрузки оборудования, η_заг =0,8-0,9;

η_дв – КПД электродвигателей, η_дв =0,85-0,9.

 Общая потребность в электроэнергии за год N_общ, кВт-ч, составит

 N_общ = N_осв+ N_дв,                                              (20)

N_общ=2958,82+23846,29=26805,11 (кВт-ч).

2.10 Расчет расхода тепла

Годовой расход тепла Q, Гкал, определяется

                    (21)

Где:  V – объём производственного помещения, м³;

q₀ – расход теплоты на отопление одного м ³ здания при разности внутренней и наружной температур в 1^оС, кДж/ч, q₀ =2,1 кДж/ч;

q_в – расход теплоты на вентиляцию одного м³ здания при разности внутренней и наружной температур в 1^оС, кДж/ч, q_в =1,05 кДж/ч;

t_в – внутренняя температура помещения, ^оС;

t_н – средняя наружная температура за отопительный период, ^оС,t_н = -6,6^оС;

24 – число часов отопления в сутки, ч;

270 – количество дней отопительного периода для Архангельской области, дн;

0,23· 10^-6 – переводной коэффициент кДж в Гкал.

Объем производственного помещения V, м³, определяется по формуле  

,                                                      (22)

Где:  Н – высота помещения, м, Н = 6 м.