Введение 6
1 Современное состояние сварки арочных ферм железнодорожных
мостов 8
1.1 Описание конструкции и условий эксплуатации арочной
фермы железнодорожного моста 8
1.2 Сведения о материале арочной фермы железнодорожного моста 12
1.3 Базовая технология изготовления фермы арочного моста 13
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 24
2 Проектная технология сборки и сварки арочной фермы моста 25
2.1 Обоснование выбора способа сварки 25
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки
в защитных газах 29
2.3 Способ импульсно-дуговой сварки 32
2.4 Требования к выполнению операций проектного
технологического процесса сварки 35
3 Безопасность и экологичность проектного технологического
процесса 41
3.1 Технологическая характеристика объекта 41
3.2 Идентификация профессиональных рисков 43
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 45
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 46
3.5 Обеспечение экологической безопасности 48
4 Оценка экономической эффективности
проектной технологии 50
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений 50
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 52
4.3 Расчет штучного времени 53
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии 55
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам
технологии 60
4.6 Показатели экономической эффективности 62
Заключение 65
Список используемой литературы и используемых источников 66
Стальные мосты обладают набором преимуществ перед мостами из альтернативных материалов: надёжность, долговечность, скорость возведения. При строительстве мостов подавляющее количество конструкций изготавливается из высококачественных низколегированных сталей [10], [21]. Строительство металлических железнодорожных мостов ведётся в России уже два века, но вплоть до середины XX века при строительстве мостов использовалась клёпка и болтовые соединения. Строительство последнего железнодорожного моста с использованием клёпанного соединения было завершено в 60-е годы через реку Тулым (Томская область).
Применение клёпанных соединений повышало трудоёмкость и существенно сдерживало темпы строительства мостов. С середины XX века началось повсеместное внедрение болтовых соединений, призванных заменить клёпанные. Скорость возведения мостов увеличилась, однако применение дорогостоящих метизов (болты, гайки, шайбы) существенно увеличивало стоимость возведения мостов [10], [21].
Начиная с 60-х годов XX века рассматривалась возможность внедрения сварки при производстве и монтаже элементов мостов. Внедрение сварки позволило достигнуть существенной экономии финансов и трудозатрат, уменьшить вес пролётных строений. Поскольку эксплуатация мостов происходит не только при положительных температурах воздуха, но и при значительном морозе (до - 60 ОС), возникла необходимость в разработке новых сварочных материалов и технологий сварки.
Главная ферма моста является его несущей конструкцией, воспринимающей нагрузку от проезжей части и передающей нагрузку от проезжей части на опоры моста. При строительстве железнодорожных мостов получили распространение арочные мосты с гибкой аркой и фермой жёсткости [10], [21], конструкция которых намного экономичнее других типов мостов. Пространственная жёсткость такой конструкции обеспечивается поперечными вертикальными подвесками, горизонтальными продольными связями в плоскости проезжей части и связями между арками.
Арку (свод) моста обычно изготавливают из железобетона, но она может быть и стальной. Главную ферму изготавливают сварной из стали в заводских условиях. Монтаж элементов фермы при возведении моста выполняют либо сваркой, либо болтовой. От качества и производительности сварки фермы арочного моста в значительной мере зависит его дальнейшая безопасная эксплуатация.
Конкурентоспособность отечественного мостостроения определяется качеством и сроками выполнения работ, реализуемыми сварочными технологиями и применяемыми сварочными материалами, современными методиками контроля качества. Повышение конкурентоспособности отечественного мостостроения должно быть основано на научно-техническом сопровождении,
Из вышеизложенного следует вывод, что повышение долговечности и безотказности мостовых конструкций должно основываться на совершенствовании основных технологических процессов, переход на сварку с применением перспективных способов и методик контроля, применении конструкционных материалов с повышенными свойствами.
Таким образом, является актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества сварки арочной фермы железнодорожного моста.
Достижение поставленной цели должно быть основано на современных разработках в области сварки и применении перспективных конструкционных материалов.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение производительности и качества сварки арочной фермы железнодорожного моста.
При выполнении базовой технологии сборки и сварки применяется ручная дуговая сварка и автоматическая сварка под флюсом. Недостатки применения ручной дуговой сварки штучными электродами: малая производительность выполнения сварочных работ, работа сварщика в тяжёлых условиях, низкая стабильность качества сварки, повышенный расход электродного материала на разбрызгивание и огарки. Анализ преимуществ и возможных способов сварки позволил обосновать замену ручной дуговой сварки штучными электродами (применяется в базовом варианте технологии) на механизированную сварку проволокой сплошного сечения в защитных газах.
Рассмотрены пути повышения эффективности механизированной сварки в защитных газах. На основании анализа источников научно - технической информации принято решение использовать сварку с импульсным управлением дугой, для чего предложено использовать устройство [13].
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 1,72 млн. рублей. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,3 года.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели. Результаты выпускной работы должны быть внедрены в мостостроении.
