Проектирование участка по газовой сварке авторемонтного предприятия

Проектирование участка по газовой сварке авторемонтного предприятия

Содержание

Введение. 3

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ.. 6

1.1 Назначение объекта. 6

1.2 Краткий технологический процесс на объекте проектирования. 7

1.3 Перечень объектов ремонта. 7

2 Расчетно – технологическая часть. 8

2.1 Выбор исходных данных. 8

2.2 Расчет годовой производственной программы по объекту проектирования. 8

2.3 Определение годового фонда времени оборудования и рабочих мест. 9

3 Организационная часть. 10

3.1 Описание технологических процессов на объекте проектирования. 10

3.2 Расчет количества работающих. 16

3.3  Расчет производственной площади объекта проектирования. 16

3.4 Расчет потребности в энергоресурсах. 18

3.5 Охрана труда на объекте проектирования. 18

3.6 Техника безопасности на объекте проектирования. 20

3.7 Охрана окружающей среды. 23

4.2 Смета затрат и калькуляция и калькуляция себестоимости. 26

4.2.1 Расчет фонда заработной платы с начислениями в социальные фонды.. 26

4.2      Расчет цеховых расходов. 28

4.4 Калькуляция себестоимости. 32

5. Конструкторская часть. 33

5.1 Назначение и обоснование выбора конструкции приспособления. 33

5.2 Описание конструкции приспособления, его работы. 33

5.3 Расчет деталей приспособления. 33

Список используемых источников. 35

Введение

Ремонт автомобилей является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами.

Во-первых, потребность народного хозяйства в автомобилях частично удовлетворяется путем эксплуатации отремонтированных автомобилей.

Во-вторых, ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов автомобилей, которые не полностью изношены. В результате сохраняется значительный объем прошлого труда.

В-третьих, ремонт способствует ремонту материалов, идущих на изготовление новых автомобилей. При восстановлении деталей расход материалов в 20...30 раз ниже, чем при их изготовлении.

Многочисленные исследования показали, что первый капитальный ремонт, как правило, по всем слагающим экономической эффективности затрат общественного труда выгоднее приобретения нового автомобиля. Это объясняется двумя возможными обстоятельствами:

-фактические затраты на первый капитальный ремонт большинства видов машин и оборудования не превышает 30-40% их балансовой стоимости, повторные же ремонты обходятся значительно дороже;

- большинство видов машин подвергается первому капитальному ремонту, как правило, до наступления морального износа.

Общее число деталей в современных автомобилях составляет тысяча наименований. Однако число деталей, лимитирующих их срок службы до капитального ремонта, не превышает несколько десятков наименований. Задача заключается в том, чтобы повысить долговечность этих деталей до уровня обеспечивающего наибольшую долговечность автомобиля.

Наряду с поиском путей и методов повышения надежности, которая закладывается, в конструкцию автомобиля при проектировании и внедряется в сфере производства , необходимо изыскать пути и методы для решения этой же задачи в сфере эксплуатации и ремонта.

Авторемонтное производство, получив значительное развитие, еще не в полной мере реализует свои потенциальные возможности. По своей эффективности организационному и технологическому уровню оно еще от основного производства автомобилестроения. Качество ремонта остается низким, стоимость высокой, уровень механизации достигает лишь 25-40% вследствие чего производительность труда в два раза ниже, чем в автомобилестроении.

Авторемонтное предприятие (АРП) оснащены в основном универсальным оборудованием большей степени изношенности и малой точностью. Это негативные стороны современного состояния авторемонтного производства и определяют пути его развития.

В развитии авторемонтного производства нашей страны до конца 70-х годов преобладало первое направление. Различные министерства и ведомства, эксплуатирующие автомобили, создавали свои сети АРП, в которых преобладали предприятия по КР полнокомплектных автомобилей. Развитие этого вида ремонта шло в ущерб применению других видов, в частности ремонта по техническому состоянию, позволяющего сокращать объемы ремонтных воздействии за счет использования остаточных ресурсов деталей и сопряжений.

При капитальном ремонте полнокомплектных автомобилей они на длительный срок выбывают из эксплуатации. Стремление сократить простои автомобилей в ремонте привело к практике строительство АРП в местах высокой автомобильного парка, с тем, чтобы максимально их приблизить к поставщикам ремонтного фонда.

Организационно-техническая перестройка АРП в последние годы ускорилась в связи с изменением социально-экономических условий хозяйствования в нашей стране. Наряду с развитием традиционных ведомств и самостоятельных АРП производственные объединения автомобильной промышленности создали и развивают фирменные системы обслуживания и ремонта автомобилей.

Дальнейшее эффективное развитие АРП базируется на идеях и принципах, которые порождаются интеграционными процессами заводов-изготовителей новой технике с предприятиями, выполняющими услуги по централизованному ТО и ремонту этой технике.

Необходимость систематизации и углубления знаний о ремонте автомобилей повышает роль научных исследований этой области.

Целью данного дипломного проекта является проектирование участка по газовой сварке авторемонтного предприятия.

В связи с широким развитием различных новых способов электрической сварки, способ газовой сварки сохраняет самостоятельной значение только в некоторых технологических процессах.

К таким процессам, где применение газовой сварки может считаться технологически оправданным, относятся: ремонтная сварка и пайка изделий из серого, ковкого и  модифицированного чугуна; сварка сплавов цветных металлов на основе меди; наплавка твердых сплавов некоторых марок (стеллита, сормайта).

Газовая сварка используется также при изготовлении и ремонте изделий из алюминия и тех его сплавов, которые еще плохо поддаются сварке дугой в среде инертных газов.

При сварке стали газовая сварка применяется в ограниченных масштабах, преимущественно при сварке на монтаже конструкций и трубопроводов из тонкостенных труб. Все же основное количество странных конструкций из стали производится сейчас с применением методов ручной дуговой сварки высококачественными или автоматической сварки под флюсом, сварки в среде защитных и инертных газов и электрошлаковой сварки.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Назначение объекта

Сварка получила большое развитие и является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили ее широкое применение в народном хозяйстве; без нее сейчас немыслимо производство. Сваркой называется технологический процесс неразъемных соединений, характеризующихся межатомной или межмолекулярной связью.

Сварное соединение металлов характеризуется непрерывностью структур. Для получения сварного соединения необходимо осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, приводящее к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить настолько, чтобы могло возникнуть общее электронное облачко, взаимодействующее с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей, получим прочное сварное соединение. На этом принципе осуществляется холодная сварка пластичных металлов.

Сварка широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, так как резко сокращает расход металла, сроки выполнения работ и трудоемкость производственных процессов.

Выпуск сварочных конструкций и уровень механизации сварочных работ повышается из года в год. Получаемая за счет применения сварки ежегодная экономия в народном хозяйстве исчисляется сотнями миллионов рублей.

Достигнутые успехи в области механизации и автоматизации сварочных работ позволили коренным образом изменить изготовление и ремонт изделий.

Сварку чугуна применяют при ремонте отливок и готовых изделий, устранении трещин, восстановлении поломанных деталей, заварке раковин и др.

1.2 Краткий технологический процесс на объекте проектирования

Детали, подлежащие сварке и наплавке, согласно технологическим маршрутам на сварочный участок со склада деталей, ожидающих ремонта или со слесарно – механического участка. На участке восстанавливаются различные детали, за исключением кузовов, кабин и рам, которые восстанавливаются на участках по их ремонту. После сварки детали поступают на слесарно – механический участок ремонта деталей двигателя и агрегатов.

1.3 Перечень объектов ремонта

−      

−     Блок цилиндров

−     Головка блока цилиндров

−     Картер сцепления

−     Картер КПП

2. РАСЧЕТНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор исходных данных

Годовая производственная программа – 4115 капитальных ремонтов автомобилей ВАЗ 2121.

Вид строительства – новое.

Режим работы предприятия – 305 дней в году, 16 часов в 2 смены.

Природно – климатическая зона – умеренная.

2.2 Расчет годовой производственной программы по объекту проектирования.

Годовая производственная программа рассчитывается по формуле

    [1c241]                               (2.1)

где:    tr – трудоемкость на 1 автомобиль газосварочных работ;

          N – число капитальных ремонтов;

          N = 1115 шт.

                                                (2.2)

где:    ta – трудоемкость капитального ремонта всего автомобиля.

          Сг –процентная доля газосварочных работ от всей трудоемкости автомобиля.

Принимаем Сг = 3,50 % [1267]

Ta = tom  Кn  Кс [1c268]                         (2.3)

где: tom – нормативная трудоемкость капитального ремонта.

Принимаем tom = 360 чел. час. [1c240]

          Кс – коэффициент коррекции трудоемкости, учитывающий структуру годовой производственной программы предприятия.

Принимаем Кс = 1,03 [1c240]

Кn - коэффициент коррекции трудоемкости, учитывающие годовую производственную программу.

Принимаем Кn = 1,20 [1c268]

 чел. час.

 чел. час.

 чел. час.

Годовая производственная программа равна 1115 капитальных ремонтов и трудоемкость 17360 чел. час.

2.3 Определение годового фонда времени оборудования и рабочих мест

Годовой фонд рабочего времени оборудования и рабочих мест принимаем 3910 часов [1c269] и в последующих расчетах будем принимать это число для односменной работы.

3 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание технологических процессов на объекте проектирования

Технологический процесс газовой сварки.

Газовую сварку серого чугуна производят с предварительным подогревом детали, общим или местным.

Скос кромок делается односторонний V – образный с углом раскрытия 90о. Двухсторонняя Х – образная подготовка кромок применяется реже. При заварке трещины в чугунном литье  дефектный участок металла может быть либо вставлен пламенем горелки, либо удален при помощи поверхностной кислородно – флюсовой резки. В качестве присадочных прутков берутся чугунные стержни диаметром 6,8,10 и 12 мм, длинной 400 – 700 мм.

Для сварки массивных деталей с подогревом применяют прутки марки А по ГОСТу 2671-44, в которых содержания кремния составляет 3-3,5% и фосфора 0,2 – 0,5 % в остальных случаях пользуются прутками марки Б по ГОСТу 2671-44.

Так как при сварке чугуна образуется тугоплавкие окислы кремния и марганца, а также окислы железа, то для их удаления применяются специальные флюсы.

Конец прутка время от времени погружается во флюс, кроме того, флюс подсыпается в сварочную ванну. Сварочное пламя должно быть нормальным или с небольшим избытком ацетилена, так как окислительное пламя вызывает повышенное оккаление кремния и марганца.

Сварка ведется только в нижнем положении. Кромки металла должны быть предварительно хорошо и  равномерно прогреты во избежании образования пор и непровара. Сваривать массивные чугунные изделия желательно двумя горелками, одна из которых служит для подогрева. Мощность пламени берется равной  100 – 120 л/час ацетилена на 1 мм толщины металла (для одной горелки). Концом прутка следует все время перемежевать металл сварочной ванны для облегчения выхода газов, растворенных в металле, так как иначе шов может получиться пористым.

Детали сложной формы во избежании появления в них внутренних напряжений и трещин от неравномерного нагрева следует сваривать с общим предварительным подогревом. Подогрев в этом случае производится до температуры 500 600 С0 и производится в нагревательной печи, горне или яме. Детали малых размеров подогревают сварочным пламенем.

Если свариваемый элемент детали закреплен только в одном направлении и скрепляющие элементы могут быть легко выделены, то в этом случае применяют местный подогрев только скрепляющих элементов. Нагрев ведется лишь настолько, чтобы эти элементы расширились на такую же величину, как и в месте сварки.

Обычно для этого достаточно нагрев до  температуры 500 – 600 С0. Если место сварки фиксировано основным металлом со всех сторон, то в таком случае приходится подогревать всю свариваемую деталь.

Местный нагрев производится горелками, паяльными лампами, древесным углём или коксом. В последнем случае место подогрева охлаждают коробкой листового железа с отверстиями для доступа воздуха, а затем засыпают углём или коксом и разжигают последний. При частичном подогреве нужно следить за тем, чтобы все части изделия нагревались и охлаждались одновременно и равномерно, а главное – постепенно. Поэтому элементы небольшого сечения при последующем охлаждении детали следует подогревать поддерживая их в нагретом состоянии так, чтобы они не охлаждались быстрее, чем элементы с более толстым сечением.

При массовом производстве (например изготовлении блоков автодвигателей) применяются многокамерные или конвейерные печи обеспечивающие возможность непрерывной подачи нагретых деталей к месту производства сварочных работ. Нагретая деталь после сварки должна медленно остывать вместе с печью, для того чтобы металл получил равномерную структуру серого чугуна и в изделии не появились трещины.

При массовом характере сварочных работ вместо охлаждения в печах иногда применяют выдержку заваренных деталей в термически изолированных камерах, где медленная охлаждение детали обеспечивается за счет имеющегося в ней запаса тепла.

Для сварки чугуна вполне пригоден природный газ, температура пламени которого при сгорании в смеси с кислородом ниже, чем температура ацетилено – кислородного пламени. Это обуславливает более постепенный и равномерный нагрев чугуна и меньшее выгорание кремния при сварки, что является основным условием для получения в наплавленном металле структуры мягкого серого чугуна. При сварке чугуна природным газом используются чугунные присадочные прудки, содержащие в качестве графитизатора 3 –4 % кремния или 0,1 % алюминия. В качестве флюса применяется прокаленное бура или смесь из 50 % прокаленной буры и 50 % древесного угля, или флюс состава: 50 % буры, 47 % двууглекислого натрия (NaHCO3) и 3 % окиси кремния (SiO2).

В промышленности получил применение новый способ газовой сварки чугуна с применением специальной пасты. Место сварки тщательно очищается и подвергается общему или местному подогреву до 300 – 400 С0 восстановительным пламенем горелки. Затем на свариваемые кромки наносятся слой пасты, и они нагреваются до температуры от 750 до 790 С0 нормальным восстановительным пламенем. Паста при этом расплавляется и покрывает место сварки тонким стекловидным слоем. Пастой также обмазывается и чугунный присадочный пруток. В процессе сварки нельзя нагревать деталь свыше 800 С0.

Наплавка ведется слоями небольшой толщины. После сварки шов покрывают слоем пасты и изделие медленно охлаждают в песке, извести или асбесте. Благодаря медленному и невысокому нагреву, равномерному постепенному охлаждению и флюсующему действию пасты обеспечивается благоприятные условия графибизации наплавленного металла, и шов получает равномерную мелкозернистую структуру серого чугуна. Состав прутка следующий:  3 – 3,8 % углерода; 2,8 – 4,1 % кремния; 0,52 – 0,8 % марганца; 0,4 – 0,6 % никеля; 0,1 % хрома; 0,15 – 0,2 % титана. Состав пасты: 8 % TiO2; 10 % КNO3; 8 % CaF2; 45 % Na2B4O7; 3 % FeTi; 21 % NaF; 5 % LiCl (растворяется в этиловом спирте в отношении 5 : 12). Порошкообразная смесь просеивается через сито 100 мик и смешивается с маслом «брайтсток» в отношении 2 части масла на 3 части смеси. К полученной смеси добавляется спиртовой раствор LiCl. Паста хранится в герметичной посуде не более 25 дней.

Наилучший способ газовой сварки чугуна при помощи латуни. Этот способ требует низкотемпературного нагрева, при котором возможно сохранить исходную структуру чугуна. Кроме того, высокие пластические свойства латуни, как присадочного  материала, обеспечивают получение соединения, пластичность которого выше, чем у основного металла. Поэтому данный способ вполне может быть рекомендован для ремонтной сварки наиболее ответственных изделий из чугуна. Это способ особенно пригоден для сварки модифицированного иобулярного высокопрочного чугуна и ковкого чугуна, поскольку при нем не меняется  структура и свойства основного металла.

Кромки перед сваркой скашивают под углом 450 и насекают зубилом для лучшего сцепления наплавки с основным металлом. Предварительно кромки прогревают окислительным пламенем с целью выжигания графита с поверхности кромок.

Затем кромки подогревают до 850 – 900 С0 (температуры плавления присадочного прутка) на небольшой длине шва, и производят лужение латунью нагретой поверхности кромок. При лужении посыпают флюсом и натирают затем концом прутка, расплавляя его, после чего заполняют латунью весь шов. Пламя (для предупреждения выгорания цинка и появления пористости в шве) должно применятся окислительное, состава В = 1,3 – 1,4. Нагрев ведут менее горячей частью пламени, держа его ядро на большем расстоянии от сварочной ванны, чем обычно. Необходимо стремиться к тому, чтобы не перегревать металл в месте сварки.

Сварку легированного чугуна, содержащего никель, хром, медь и другие примеси, производят обычным способом с применением присадочного металла по возможности того же состава, что и свариваемая деталь. При отсутствии прутков из легированного чугуна применяют прутки, используемые для сварки серого чугуна. В этом случае состав металла шва будет в большей степени отличаться от состава основного металла отливки и может не обладать свойствами присущими данному сорту легированного чугуна (например, антикоррозионным). Сварку модифицированного чугуна можно осуществлять с применением присадочного прутка, содержащего до 0,1 % магния. Для предупреждения появления трещин при сварке модифицированного чугуна применяют предварительный подогрев до 500 С0.

Детали из ковкого чугуна сваривают присадочным  прутком, дающее в шве структуру белого чугуна. Затем деталь подвергают томлению по установленному для ковкого чугуна режиму с целью получения в ней равномерной структуры ковкого чугуна.

При необходимости ремонта горелого (окисленного) чугуна сварку ведут отдельными участками  с предварительной расчисткой завариваемого места от окисленных слоев до здорового металла. С этой целю место сварки нагревают горелкой, обычно посыпают флюсом и присадочным прутком удаляют пленки окислов, после  чего на очищенную поверхность металла наносят  присадочный металл. Таким же путем очищают и наплавляют соседние участки, после чего заваривают шов по  всему сечению свариваемой детали.

Последовательность операций и техника горячей сварки чугуна:

1.     Подготовка детали на сварку: Очистить поверхность дефекта от окислов и загрязнения пламенем горелки или металлической щеткой; произвести разделку дефекта вырубкой пневматическим зубком или расчисткой пламенем перед заваркой (концы трещин засверлить перед сваркой); разделать кромки дефекта под углом 70 – 800 на деталях толщиной свыше 5 мм.

2.     Предварительный подогрев детали (отливки): Выбрать нагревательные устройства; подвергнуть общему подогреву до температуры 500 – 600 С0 (коричнево – красного цвета) отливки сложной конфигурации и толщиной более 50 мм; подвергнуть местному нагреву до температуры 300 – 450 С0 мало и среднегабаритные отливки с дефектами в жестком контуре.

3.     Установить детали (отливки): Установить деталь в зоне действия вытяжной вентиляции  с расположением дефекта в нижнем положении и горизонтальной плоскости (продолжительность перерыва между окончанием подогрева и началом сварки для небольших отливок несложной конфигурации не должна превышать 3 – 5 мин. во избежании охлаждения детали ниже 400 С0)

4.     Нагрев дефекта и обработка его поверхности флюсом: Отрегулировать нормальное пламя удельной мощности 100 – 120 л/ч на 1 мм толщины металла и восстановительной ее смесью (на расстоянии  2 – 3 мм от ядра), равномерно прогреть кромки дефекта до расплавления с одновременным нанесением флюса и равномерным распределением его по поверхности дефекта с помощью присадочного прутка.

5.     Заполнение объема дефекта присадочным металлом: Расплавить пруток наиболее горячей частью пламени (ближе к ядру) и заполнить дефект (трещину, ржавчину) расплавленным присадочным металлом, добавляя периодически флюс на кончике прутка.

Вести сварку ванным способом (отдельными сварочными ваннами длиной 20 – 50 мм каждая) с поддержанием металла в жидком состоянии до

полного заполнения дефекта присадочным металлом, при заварке краевых дефектов поддерживать ванну в полужидком состоянии (для исключения стекания металла) за счет периодического отведения пламени от места дефекта для охлаждения ванны и изменения угла наклона горелки к поверхности изделия с 80 до 100.

Удалять неметаллические включения из ванны в процессе сварки с помощью флюсования жидкого металла и интенсивного его перемешивания присадочным прутком (отсутствие своеобразного свечения расплавленного металла свидетельствует о полном удалении включений).

6.     Окончание процесса сварки: Отвести медленно горелку от поверхности ванны на 50 –60 мм и направленный металл подогреть пламенем в течении 0,5 – 1,5 мин., накрыть деталь листовым асбестом для замедленного охлаждения металла шва и обеспечения свойств сварного соединения, равноценных со свойствами основного металла.

3.2 Расчет количества работающих

Для расчета количества работающих выбираем ранние рассчитанную трудоемкость  на объекте проектирования и нормативной годовой фонд в рани работающего.

Nраб = Т/Фрв                                              (3.1)

Где, Nраб – число работающих

Т – расчетная трудоемкость на объекте проектирования.

Принимаем Т = 17360 чел. ч.

Фрв – нормативный фонд времени работающего .

Принимаем Фрв = 1820 чел. ч.                                       [1c 268]

Nраб = 17360 /1820 = 9 чел.

Количество работающих 9 человек.

3.3  Расчет производственной площади объекта проектирования.

Таблица 1

Наименование

Тип или модель

Количество

Размер в плане ми.

Общая площадь м2

Стол с приспособлениями для крепления обрабатываемых деталей

Нест

2

1200*1200*682

2,88

Кран балка

ГОСТ 5890-67

1

Грузоподъемность

2 тонны

Нагревательное устройство

Нест

1

2730*1000*1200

2,73

Ванна с охлажденной водой для охлаждения горелок

Нест

2

682*682*682

0,92

Ящик с песком для медленного охлаждения деталей, склонных трещинообразованию

Нест

1

1230*1000*600

1,23

Газовый баллон кислородный

Нест

4

400*400*1200

0,64

Газовый баллон ацетиленовый

Нест

4

400*400*1200

0,64

Тележка для болона

ТБ - 1

2

682*600*700

0,8

Сварочный генератор ацетеленовый

АСП -10

2

1000*1000*820

1,0

Регулятор углекислородный

У - 30

2

682*682*682

0,92

Стеллаж для деталей

Нест

3

1100*600*1000

1,98

ИТОГО:

13,74