Помощь студентам в учебе
Технологический процесс и оборудование для ремонтной сварки концевой балки мостового крана
|
Введение 5
1 Анализ современного состояния ремонтной сварки несущих
конструкций мостового крана 7
1.1 Описание конструкции, условий эксплуатации и характера
возникающих разрушений 7
1.2 Сведения о материале изделия и анализ его свариваемости 11
1.3 Базовая технология ремонтной сварки 16
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 22
2 Составление проектной технологии ремонтной сварки несущих
конструкций мостового крана 23
2.1 Обоснование выбора способа ремонтной сварки 23
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки
в защитных газах 29
2.3 Требования к подготовке дефектного места 34
2.4 Требования к сварочным материалам 37
2.5 Требования к выполнению сварочных операций 39
3 Безопасность и экологичность технического объекта 42
3.1 Технологическая характеристика объекта 42
3.2 Идентификация профессиональных рисков 44
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 45
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 47
3.5 Обеспечение экологической безопасности производства 49
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 52
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 52
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования. . 54
4.3 Расчет штучного времени 55
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 56
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной технологиям 61
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности
Заключение 66
Список используемой литературы и используемых источников 68
1 Анализ современного состояния ремонтной сварки несущих
конструкций мостового крана 7
1.1 Описание конструкции, условий эксплуатации и характера
возникающих разрушений 7
1.2 Сведения о материале изделия и анализ его свариваемости 11
1.3 Базовая технология ремонтной сварки 16
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 22
2 Составление проектной технологии ремонтной сварки несущих
конструкций мостового крана 23
2.1 Обоснование выбора способа ремонтной сварки 23
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки
в защитных газах 29
2.3 Требования к подготовке дефектного места 34
2.4 Требования к сварочным материалам 37
2.5 Требования к выполнению сварочных операций 39
3 Безопасность и экологичность технического объекта 42
3.1 Технологическая характеристика объекта 42
3.2 Идентификация профессиональных рисков 44
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 45
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 47
3.5 Обеспечение экологической безопасности производства 49
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 52
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 52
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования. . 54
4.3 Расчет штучного времени 55
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 56
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной технологиям 61
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности
Заключение 66
Список используемой литературы и используемых источников 68
Изношенность элементов технических систем и оборудования является основным фактором, сдерживающим экономический рост любого предприятия и экономики страны в целом. В наследие от СССР нашей стране досталось большое количество техники, которая продолжает эксплуатироваться и поныне. К такой технике можно отнести грузоподъёмную технику, металлообрабатывающие станки, транспорт , срок службы которой составляет 30 лет и более.
Порядка 38 % всей грузоподъёмной техники приходится на мостовые краны [9]. При этом безопасность эксплуатации мостового крана и его ресурс определяют безопасность работы всего обслуживаемого краном технологического участка. Работа мостового крана сопровождается интенсивным износом его элементов, происходит накопление повреждений в металлических конструкциях крана, которые, если их не устранять, могут привести к авариям с серьёзными последствиями. В настоящий момент большинство мостовых кранов работают с продлённым сроком службы, т.е. нормативный срок их службы давно истёк [15].
Наиболее ответственной и металлоёмкой частью мостового крана является его несущая металлическая конструкция. Её нельзя заменить или продублировать. Поэтому ресурс крана определяется ресурсом его несущей металлической конструкции, а безопасность эксплуатации крана определяется состоянием несущей металлической конструкции. Аварии кранов происходят в основном по причине разрушения их металлоконструкций [12]. При этом наиболее ответственной их частью является место выполнения сварного шва, на долю разрушений в котором приходится порядка 90 % всех аварий [17].
Значительная часть разрушений происходит в узлах, которые имеют нерациональное конструктивное исполнение и содержат концентраторы напряжений. Работа элементов грузоподъёмной техники возможна после того, как проведён качественный ремонт узла [8], [28].
При анализе работоспособности длительно эксплуатируемой грузоподъёмной техники установлено, что к моменту окончания нормативного срока службы [21], [22], [23] рано судить об исчерпании ресурса металлических конструкций кранов. Безопасная эксплуатация крана может быть продолжена, если соблюдать условия выполнения качественного ремонта при исправлении дефектов в несущей металлической конструкции.
Как показывает практика эксплуатации кранов, треть всех аварий происходит по причине разрушения несущих элементов вследствие усталостных повреждений конструкции [7], [11], [26].
Повышению эффективности ремонтной сварки ответственных металлических конструкций посвящены работы российских исследователей: «Винокуров В.А., Ишков A.M., Квагинидзе B.C., Кузьмин В.Р., Куркин С.А., Ларионов В.П., Николаев Г.А., Патон Е.О., Патон Б.Е, Слепцов О.И.» [7]
В настоящее время не разрешены трудности, сопровождающие ремонтную сварку элементов грузоподъёмной техники.
Одной из проблемных частей при ремонте несущих металлических конструкций кранов является трещинообразование в местах выполнения сварных швов. Сварные швы являются концентраторами напряжений, их прочностные свойства могут существенно отличаться в худшую сторону от основного металла. Особенно это проявляется в сварных соединениях, выполненных с применением ручной дуговой сварки. Это обстоятельство следует учитывать при построении технологии ремонта металлических конструкций грузоподъёмной техники с применением сварочных технологий.
На основании вышеизложенного можно судить об актуальности цели выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сварочных операций при ремонте металлических конструкций мостового крана.
Выпускная квалификационная работа посвящена обзору современных достижений в области ремонтной сварки: технологий, оборудования и материалов.
Порядка 38 % всей грузоподъёмной техники приходится на мостовые краны [9]. При этом безопасность эксплуатации мостового крана и его ресурс определяют безопасность работы всего обслуживаемого краном технологического участка. Работа мостового крана сопровождается интенсивным износом его элементов, происходит накопление повреждений в металлических конструкциях крана, которые, если их не устранять, могут привести к авариям с серьёзными последствиями. В настоящий момент большинство мостовых кранов работают с продлённым сроком службы, т.е. нормативный срок их службы давно истёк [15].
Наиболее ответственной и металлоёмкой частью мостового крана является его несущая металлическая конструкция. Её нельзя заменить или продублировать. Поэтому ресурс крана определяется ресурсом его несущей металлической конструкции, а безопасность эксплуатации крана определяется состоянием несущей металлической конструкции. Аварии кранов происходят в основном по причине разрушения их металлоконструкций [12]. При этом наиболее ответственной их частью является место выполнения сварного шва, на долю разрушений в котором приходится порядка 90 % всех аварий [17].
Значительная часть разрушений происходит в узлах, которые имеют нерациональное конструктивное исполнение и содержат концентраторы напряжений. Работа элементов грузоподъёмной техники возможна после того, как проведён качественный ремонт узла [8], [28].
При анализе работоспособности длительно эксплуатируемой грузоподъёмной техники установлено, что к моменту окончания нормативного срока службы [21], [22], [23] рано судить об исчерпании ресурса металлических конструкций кранов. Безопасная эксплуатация крана может быть продолжена, если соблюдать условия выполнения качественного ремонта при исправлении дефектов в несущей металлической конструкции.
Как показывает практика эксплуатации кранов, треть всех аварий происходит по причине разрушения несущих элементов вследствие усталостных повреждений конструкции [7], [11], [26].
Повышению эффективности ремонтной сварки ответственных металлических конструкций посвящены работы российских исследователей: «Винокуров В.А., Ишков A.M., Квагинидзе B.C., Кузьмин В.Р., Куркин С.А., Ларионов В.П., Николаев Г.А., Патон Е.О., Патон Б.Е, Слепцов О.И.» [7]
В настоящее время не разрешены трудности, сопровождающие ремонтную сварку элементов грузоподъёмной техники.
Одной из проблемных частей при ремонте несущих металлических конструкций кранов является трещинообразование в местах выполнения сварных швов. Сварные швы являются концентраторами напряжений, их прочностные свойства могут существенно отличаться в худшую сторону от основного металла. Особенно это проявляется в сварных соединениях, выполненных с применением ручной дуговой сварки. Это обстоятельство следует учитывать при построении технологии ремонта металлических конструкций грузоподъёмной техники с применением сварочных технологий.
На основании вышеизложенного можно судить об актуальности цели выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сварочных операций при ремонте металлических конструкций мостового крана.
Выпускная квалификационная работа посвящена обзору современных достижений в области ремонтной сварки: технологий, оборудования и материалов.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение эффективности сварочных операций при ремонте металлических конструкций мостового крана.
Применяемая в базовой технологии сварка штучными электродами обладает рядом недостатков:
- ручная дуговая сварка характеризуется малой производительностью, поскольку 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 мостового крана. На основании анализа литературных данных предложено использовать механизированную сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения.
На основании анализа источников научно-технической информации, найденных в сети ИНТЕРНЕТ с использованием поисковой системы GOOGLE, баз данных «Киберленинка», «Диссернет» рассмотрены повышения эффективности механизированной сварки в защитных газах.
Для повышения технологических свойств механизированной сварки предложено использовать импульсное управление согласно разработкам отечественных исследователей-сварщиков, в результате чего можно прогнозировать снижение разбрызгивания и повышение качества сварки, производительность сварки будет повышена в два раза.
Составлена проектная технология ремонтной сварки, предусматривающая зачистку, засверливание, разделку кромок, заполнение разделки, контроль качества.
Изучение особенностей технологического процесса автоматической сборки и сварки изделия позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы.
Внедрение результатов выпускной квалификационной работы в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере 0,6 млн. рублей. Затраты на внедрение проектной технологии окупятся за 0,2 года.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель достигнутой.
Результаты выпускной квалификационной работы предлагается применить при составлении технологии ремонтной сварки металлических конструкций.
Применяемая в базовой технологии сварка штучными электродами обладает рядом недостатков:
- ручная дуговая сварка характеризуется малой производительностью, поскольку 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 мостового крана. На основании анализа литературных данных предложено использовать механизированную сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения.
На основании анализа источников научно-технической информации, найденных в сети ИНТЕРНЕТ с использованием поисковой системы GOOGLE, баз данных «Киберленинка», «Диссернет» рассмотрены повышения эффективности механизированной сварки в защитных газах.
Для повышения технологических свойств механизированной сварки предложено использовать импульсное управление согласно разработкам отечественных исследователей-сварщиков, в результате чего можно прогнозировать снижение разбрызгивания и повышение качества сварки, производительность сварки будет повышена в два раза.
Составлена проектная технология ремонтной сварки, предусматривающая зачистку, засверливание, разделку кромок, заполнение разделки, контроль качества.
Изучение особенностей технологического процесса автоматической сборки и сварки изделия позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы.
Внедрение результатов выпускной квалификационной работы в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере 0,6 млн. рублей. Затраты на внедрение проектной технологии окупятся за 0,2 года.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель достигнутой.
Результаты выпускной квалификационной работы предлагается применить при составлении технологии ремонтной сварки металлических конструкций.