Введение 6
1 Современное состояние сварочных технологий при ремонте
металлических конструкций подъёмных кранов 8
1.1 Описание типового подъёмного крана и дефектов в его
конструкции 8
1.2 Сведения о материале изделия 11
1.3 Базовая технология ремонтной сварки 13
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 16
2 Проектная технологи ремонтной сварки портала подъёмного крана. . . . 18
2.1 Обоснование выбора способа ремонтной сварки 18
2.2 Выбор сварочных материалов 26
2.3 Повышение эффективности механизированной сварки в
защитных газах проволокой сплошного сечения 28
2.4 Технология ремонтной сварки при заварке трещин в несущих
конструкциях портальных кранов 32
3 Безопасность и экологичность технического объекта 36
3.1 Технологическая характеристика объекта 38
3.2 Идентификация профессиональных рисков 38
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 39
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 41
3.5 Обеспечение экологической безопасности производства 43
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 46
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 46
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования . . 48
4.3 Расчет штучного времени 49
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 50
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной
технологиям 55
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности 57
Заключение 60
Список используемой литературы и используемых источников 62
Задача поддержания в рабочем состоянии технологического оборудования остаётся актуальной независимо от настоящего состояния экономики государства. Особенно актуальна эта задача по отношению к грузоподъёмной техники. В случае «остывания» экономики и замедления темпов экономического развития у промышленного предприятия не имеется свободных средств для приобретение нового дорогостоящего подъёмного оборудования. В случае «разогрева» экономики становится необходимым резкое увеличение объёмов перемещаемых грузов. В обоих случаях становится необходимым продление ресурса грузоподъёмной техники.
В настоящее время большая часть грузоподъёмной техники, находящейся в эксплуатации, работает с продлённым сроком службы. При этом происходит постоянная модернизация и ремонт узлов кранов. Поэтому безопасность эксплуатации кранов напрямую зависит от качества выполняемого ремонта. При этом за эксплуатируемыми кранами осуществляется надзор не только со стороны предприятия, но и государственными контролирующими органами [7].
Исчерпание нормативного срока службы подъёмного крана [20], [21], [22] не приводит к его выходу из строя. После проведения соответствующего ремонта несущих металлических конструкций порядка 80 % кранов могут эксплуатироваться дальше [13]. При этом следует учитывать, что усталостные повреждения несущих конструкций являются причинами кранов аварийных разрушений приблизительно в трети случаев [1], [5], [6], [11].
Эксплуатация грузоподъёмного оборудования приводит к его износу, как физическому, так и моральному. Для восстановления работоспособности требуется проведение ремонта. Значительная роль в этом вопросе отводится сварочным работам.
Для того, чтобы обеспечить безопасную работу подъёмного крана проводится комплекс мероприятий. Применительно к быстроизнашивающимся элементам кранов проводится периодическая замена. Применительно к элементам систем управления и автоматики кранов проводится проверка работоспособности и вводятся дублирующие элементы. Наиболее ответственным элементом крана является его металлическая несущая конструкция. Замена этого элемента крана невозможна, разрушение же зачастую приводит к существенному ущербу и человеческим жертвам.
Разрушение конструкций кранов происходит по причине наличия дефектов в её элементах [8], при этом на долю некачественных сварных швов приходится до 90 % всех случаев аварийных разрушений [12].
Следует отметить проблемы проведения ремонтной сварки металлических конструкций элементов грузоподъёмной техники [19]. Первой проблемой является практическая невозможность достоверного определения причины появления дефекта. Второй проблемой является отсутствие в технической литературе однозначных рекомендаций по проведению ремонтных работ. Третьим затруднением является то, что ремонтные работы необходимо выполнять в условиях действующего производства, которые характеризуются малым временем на выполнение ремонтных работ, стеснёнными условиями и неудобством расположения сварных швов.
Одной из проблемных частей при ремонте несущих металлических конструкций кранов является трещинообразование в местах выполнения сварных швов. Трещины образуются в местах концентрации напряжений, в качестве которых выступают сварные швы. При этом прочность металла сварного шва может быть гораздо ниже прочности основного металла. Наиболее сильно это проявляется при выполнении швов ручной дуговой сваркой.
Проведённый краткий обзор позволяет признать актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества ремонтной сварки несущих металлических конструкций грузоподъёмной техники.
Цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества ремонтной сварки несущих металлических конструкций грузоподъёмной техники.
Базовая технология заварки трещина на несущих конструкциях портального крана предусматривает применение ручной дуговой сварки. Базовая технология имеет следующие недостатки:
- низкая производительность процесса сварки, которая обусловлена малой производительностью ручной дуговой сварки. В настоящее время ручная дуговая сварка исчерпала возможности повышения производительности за счёт корректировки параметров режима и назначения оптимальных сварочных материалов;
- недостаточная стабильность качества ремонтной сварки, обусловленная пористостью, непроварами и возникновением трещин из-за перегрева основного металла;
- тяжёлые условия труда сварщика, обусловленные вредностью сварочного аэрозоля, образующегося при горении сварочных электродов;
- увеличенные потери сварочных электродов из-за разбрызгивания и огарков.
Решена задача обоснования выбора способа ремонтной сварки при заварке трещин на несущих конструкциях портальных кранов. На основании анализа литературных данных предложено использовать механизированную сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения.
Составлена проектная технология ремонтной сварки, предусматривающая зачистку, засверливание, разделку кромок, заполнение разделки, контроль качества.
Рассмотрены пути повышения эффективности механизированной сварки в защитных газах. На основании анализа источников научно-технической информации принято решение использовать сварку с импульсным управлением дугой. В результате ожидается повышение производительности сварки в два раза, снижение разбрызгивания и повышение качества сварных соединений.
Анализ проектного технологического процесса позволил идентифицировать опасные и вредные факторы, выделить особенности их влияния на персонал и окружающую среду. По результатам проведённых работ предложены технологические и организационные мероприятия, позволяющие устранить негативное действие выявленных опасных и вредных производственных факторов.
При оценке экологичности проектного технологического процесса рассмотрены отрицательные воздействия результатов проведения процесса на окружающую среду - атмосферу, гидросферу и литосферу. Предложенные а разделе мероприятия позволяют выполнить экологические требования, предъявляемые предприятию со стороны природоохранных организаций.
В ходе проведения экономических расчётов установлено, что трудоёмкость выполнения операций технологического процесса уменьшилась на 44 %, а производительность труда увеличилась 78 %.
Годовой экономический эффект с учётом капитальных вложений составляет 0,6 млн. рублей. Затраты на внедрение проектной технологии окупятся за 0,2 года.
На основании вышеизложенного цель выпускной квалификационной работы может считаться достигнутой.
Результаты выпускной квалификационной работы предлагаются к использованию на предприятия, проводящих ремонт грузоподъёмной техники
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
