Разработка сварочного приспособления для сборки и сварки крышки

Содержание

 

          Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Одной из основных задач промышленности является создание и ускоренное обновление основных фондов народного хозяйства, предназначенных для развития общественного  производства и решение социальных вопросов. Развитие и совершенствование производства во многом зависит от качества изготовления конструкций, где не менее важное значение имеет качество сварки. Трудоёмкость сварочных работ занимает значительную долю в общей трудоемкости, выполняемых работ.До 70% мирового потребления стального проката идёт на производство сварных конструкций и сооружений.Соединения, получаемые сваркой, характеризуются высокими механическими свойствами, небольшим расходом металла, низкой трудоёмкостью и невысокой себестоимостью. Надёжность соединений, выполненных сваркой, позволяет применять её при сборке самых ответственных конструкций.Разработка технологического процесса изготовления изделия при курсовом проектировании позволяет выпускнику данного учебного заведения систематизировать полученные теоретические знания и практические навыки за весь курс обучения, а так же подготавливает молодых специалистов для дальнейшей работы на производстве по специальности техника-технолога.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные.

 

Спроектировать сборочный кондуктор для сборки ,сварки крышки состоящей из корпуса, диска, двух стоек, двух упоров и четырех накладок,Ст09Г2С. Габаритные размеры составляют: наибольший диаметр 495 мм., а высота 261 мм. Масса 68.9кг.

 

 

 

 

 

 

 

  2. Описание конструкций                                                      

 

Характеристика заданной сварной  конструкции

Крышка является элементом аппарата, и предназначена для уплотнения соединения крышки с корпусом. Рабочая  среда не агрессивная, давление и  температура нормальные.

Крышка состоит из корпуса, диска, двух стоек, двух упоров и четырех  накладок. Габаритные размеры составляют: наибольший диаметр 495мм, а высота 261 мм.

Все швы выполнены полуавтоматической сваркой в среде защитного  газа по ГОСТ 14771-76.

Детали крышки соединяются следующими швами: стыковым С8 и угловыми Т1, Т6, Т8, Н1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Рисунок 1 - Принципиальная схема сборочно-сварочного  приспособления.

 

 

 

 

 

 

3.Определение, расчет прижимных усилий: подбор и расчет прижимных элементов.

3.1 Расчет прижимного усилия для угловой деформации – P, H

 

Р = S³ * tgaкр * Е / 4* L²

где S – толщина прижимаемого металла, мм

       tgaкр – допустимая величина загиба

       Е – модуль упругости

       L – длина, мм

       S – 20 мм

       tgaкр = 2* L * б_доп / 3 * Е * S,             

где б_доп – допускаемое напряжение, МПа

       Е – 2 * 10⁵                                            

       б_доп – 240 МПа                                    

       tgaкр = 2 * 93 * 240 / 3 * 2 * 10⁵ * 20 = 0.0112

      

          Р = 20³ * 0.0112 * 2 * 10⁵ /4 * 93² = 517.97 н/мм

 

            Определения усилия для всей  длины – Рвд, Н

       Рвд = Р * L                                          

       Рвд = 518 * 93 = 48 174 Н

3.2 Расчет прижимного усилия для продольной деформации – Q, H

        Q = q * L

где q – прижимное усилие, Н/мм

       L – длина прижимаемой детали, мм

       q = 9.6 * Pу  * е / L²,                    

где Ру – усадочная сила, Н

       е – эксцентриситет  – расстояние от центра шва до центра тяжести, мм

       Ру = 1.15 * 1.7 * Д * к²,                 

где Д – диаметр усадки, мм

       к – катет шва, мм

       Д – 3000мм                                     

       к – 5 мм, по  чертежу

       Ру = 1.15 * 1.7 * 3000 * 5² = 12750 Н

       е – 93 мм, по  чертежу

       q = 9.6 * 12750 * 93 / 300² = 126 Н/мм

       Q = 126 * 300 = 37944 Н

3.3 Выбор вида прижимного устройства и его расчет

 

            3.3.1 Выбор горизонтального прижимного устройства

 

            Для установки и закрепления стоек на диске по отверстиям необходимо применить винтовой прижим на горизонтальной подвижной консоли. Винт выполнить из Сталь 40 Х с термообработкой – закалкой.

            Определение  наружного диаметра резьбы винта  – dн, мм

            dн = Ö Q / 0,5 * [sр] ,                    

  где Q – требуемая сила зажима, Н;

       [ sр] – допускаемое напряжение на растяжение материала винта при переменной нагрузке от применяемого материала, МПа

        Q = 48200 Н

        [ sр] – 300 МПа                                  

        dн = Ö 48200 / 0,5 * 300   =  18 мм

          

         Стандартные значения на резьбу:

Средний диаметр резьбы dср = 16.37 мм

Внутренний диаметр резьбы dвн = 15.294 мм

Шаг резьбы S = 2,5 мм

            Принять dн – 65 мм, т.к. по чертежу диаметр отверстия для этого прижима составляет 65 мм.

            Определение количества витков  резьбы в гайке - n

 

n = 4 * Q / p * (dн² – dвн²) * P₀

где P₀ – удельное давление на поверхности витков резьбы, МПа

      P₀ - принять 100 МПа.                       [3, c.71]                                                            

n = 4 * 48200 / 3,14 * (18 ² – 15.3 ²) * 100 = 40

                 Определение высоты гайки –  Н, мм

 

       H = n * S / m,      

где m – число заходов резьбы

      m = 4

      H = 40 * 2.5 / 4 = 25 мм

  Определение угла подъема резьбы - a, ⁰

       tg a = S/2Пrcр,               

где rср – средний радиус резьбы, мм

rср – 8.185 мм

tg a = 2.5 / 2 * 3.14 * 8.185 = 0.049

a = 2 ⁰50’ следовательно входит в предел от 2 ⁰30’ до  3 ⁰30’, значит условие самоторможения выполняется.

 

            Определение длины рукоятки –  L, мм

            L = Q * rср * tg (a + j₁) / Pр,          

где j₁ –угол трения в резьбовой паре, ⁰

Pр– усилие приложенное к рукоятке, Н

j₁ = 6 ⁰ 40’                             [3, c.72]                                                            

Рр = 500 Н                              [3, c.72]                                                             

L = 48200 * 8.185 * tg (2 ⁰50’ + 6 ⁰ 40’) / 500 = 132 мм.

 

            3.3.2 Выбор вертикального прижимного устройства

            Для устранения зазора при  установке стоек на диск необходимо  применит вертикальный винтовой  прижим на откидной консоли.  Винт выполнить из Сталь 40 Х  с термообработкой – закалкой.

            Определение наружного диаметра  резьбы винта – dн, мм

            dн = Ö Q / 0,5 * [sр] ,                     

 где Q = 37944 Н

                dн = Ö 37944 / 0,5 * 300   =  16 мм

            Стандартные значения на резьбу:

Средний диаметр резьбы dср = 14.7 мм

Внутренний диаметр резьбы dвн = 13.8 мм

Шаг резьбы S = 2 мм

                       

          Определение  количества витков резьбы в  гайке - n

      n = 4 * Q / p * (dн² – dвн²) * P₀,                 

n = 4 * 37944 / 3,14 * (16 ² – 13.8 ²) * 1

Определение высоты гайки – Н, мм

       H = n * S / m,      

где m = 4

      H = 74 * 2. / 4 = 37 мм

           

          Определение угла подъема резьбы - a, ⁰

       tg a = S/2Пrcр,               

где rср = 7.35 мм

tg a = 2 / 2 * 3.14 * 7.35 = 0.043

a = 2 ⁰30’ следовательно входит в предел от 2 ⁰30’ до  3 ⁰30’, значит условие самоторможения выполняется.

 

            Определение длины рукоятки –  L, мм

L = Q * rср * tg (a + j₁) / Pр,           

L = 37944 * 7.35 * tg (2 ⁰³0’ + 6 ⁰ 40’) / 500 = 90 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

3.4 Описание устройства и работы приспособления

 

            Кондуктор состоит из основания  в виде плиты, расположенной  на опорных стойках для удобства  сварщика. В основание запрессованы  три цилиндрических оправки по диаметру 386 мм для установки узла 1. На палец горизонтального винтового отводного прижима, расположенного на стойке, устанавливается узел 2/1. Потом надевается на этот же палец муфта. После муфты надевается узел 2/2, и все это затягивается гайкой. Для плотного прилегания узла 2 к узлу 1, на муфту давит вертикальный винтовой прижим, расположенный на откидной консоли.

   Стойки, с находящимися на  них винтовыми прижимами, приварены  к плите.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов, М: Машиностроение,1984 – 640 с.
2. НАКС Справочник специалиста сварочного производства, М.: Бюро промыш-ленного маркетинга, 2005 – 446 с.
3. Малышев В.Д. Сварка и резка в промышленном строительстве, М.: Строй-издат, 1987 – 200 с.
4. Николаева Г.А. Сварка в машиностроении М.:Машиностроение,1979 – 567 с.
5. Патон Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавление – М: Машиностроение, 1970 - 728 c.
6. Шебеко Л.П. Оборудование и технология автоматической сварки, М: Высшая школа, 1970-342 с.