Разработка технологического процесса изготовления сварочного аппарата (стр. 2 из 5)

где l – длина аппарата, мм;

l1 – базовая длина вагона, мм;

R – радиус закругления, мм.

Длину аппарата l, мм, определяли согласно задания:

l = 17390 мм

Длину базы вагона l1, мм, принимали согласно [3, с.27]:

l1 = 9300 мм

Радиус поворота вагона R, мм, принимали согласно [3, с.30]:

R = 320000 мм

Коэффициент износа ходовых частей подвижного состава К, мм, определяли согласно [3, с.28]:

, (2)

Расчетный габарит по ширине аппарата А, мм, определяли согласно [3, с.29]:

, (3)

где Dн – наружный диаметр аппарата, мм.

Наружный диаметр аппарата Dн, мм, определяли согласно задания:

Стандартное значение габарита по ширине аппарата принимали согласно

[3, с.30]:

А = 3400 мм

Максимальную длину аппарата lmax, мм, определяли согласно [3, с.28]:

, (4)

Аппарат является габаритным, если выполняется условие:

lmax > l,

22330 мм > 17390 мм

Условие выполняется.

Из условия видно, что аппарат габаритен.

2 Технологический процесс изготовления сварной конструкции

2.1 Заготовительные операции

2.1.1 Очистка проката

В результате прокатки на поверхности стали образуется окалина, а за время транспортирования и нахождения на складе на поверхности стали может образоваться ржавчина и появиться загрязнение.

Ржавчину, окалину и загрязнения на поверхности металла можно удалять разными способами: химическим, термическим, механическим.

Для очистки травлением применяют слабые растворы кислот, которые погружают или которыми смачивают обрабатываемые поверхности, однако, этот способ очистки мало распространен вследствие неблагоприятных условий труда.

Основными способами очистки поверхности металлических заготовок являются дробеметный способ и пескоструйная очистка.

Очистку проката от окалины и ржавчины можно производить методами газопламенной обработки: многопламенной газовой горелкой передвигаемой вдоль обрабатываемой поверхности. При этом поверхность нагревается до температуры, не превышающей 150 – 200 °С, т. е. очистка не сопровождается структурными изменениями в металле.

2.1.2 Подбор листоправильной машины

Правка представляет собой разновидность обработки металлов давлением и осуществляется путем многократного знакопеременного пластического изгиба обрабатываемого металла при напряжениях выше предела текучести.

Для правки листового проката применяли правильные роликовые машины.

Подбор листоправильной машины сводили к определению мощности привода.

Исходные данные:

Размеры листа:

ширина b, мм 2000

толщина s, мм 12

Марка стали ВСт3сп5

Предел текучести σт, МПа 210

Коэффициент упругой зоны третьего ролика k3, приняли согласно [3, с.90]:

k3 = 0,06

Коэффициент второго ролика k2, приняли согласно [3, c.89]:

k2 = 2 ×k3, (17)

k2 = 2 × 0,06 = 0,12

Остальные значения ki, определяли согласно[3, c.89]:

, (18)

где n – число роликов;

i – порядковый номер ролика.

Общее количество роликов n, приняли согласно [3, c.90]:

n = 9

Усилие на первый ролик Р1, кН, определяли согласно [3, c.91]:

, (19)

где sт – предел текучести стали, Па;

В – ширина листа, м;

S – толщина листа, м;

t – шаг правильных роликов, м.

Шаг правильных роликов принимали согласно [3, с.84]:

t = 250 мм

Усилие на втором ролике Р2, кН, определяли согласно [3, C.91]:

, (20)

Усилие на остальных роликах Рi, кН, определяли согласно [3, с.91]:

, (21)

Крутящие моменты Мi’, Мi’’, Мi’’’, Н × м, необходимые для вращения роликов, определяли согласно [3, с.94]:

, (22)

, (23)

, (24)

где D – диаметр роликов, мм;

Е – модуль упругости стали, Па;

f – коэффициент трения качения ролика по прокату;

d – диаметр цапфы ролика, мм;

m – коэффициент трения в подшипниках качения.

Диаметр роликов D, мм, принимали согласно [3, с.84]:

D = 230 мм

Модуль упругости Е, Мпа, принимали согласно [5, с.285]:

Е = 2×105 МПа

Коэффициенты f и m принимали согласно [3, с.94]:

f = 0,1 мм

m = 0,1

Диаметр цапфы ролика d, мм, принимали согласно [3, с.94]:

d = 150 мм

М1’ = 0

М1’’ = 120379×0,1×10-3 = 12 Н×м

М1’’’

М2’ =

М2’’ = 361574×0,1×10-3 = 36,2 Н×м

М2’’’

М3’ =

М3’’ = 480489×0,1×10-3 = 48 Н×м

М3’’’

М4’ =

М4’’ = 471070×0,1×10-3 = 47,1 Н×м

М4’’’

М5’ =

М5’’ = 450331×0,1×10-3 = 45 Н×м

М5’’’

М6’ =

М6’’ = 418191×0,1×10-3 = 41,8 Н×м

М6’’’

М7’ =

М7’’ = 374651×0,1×10-3 = 37,5 Н×м

М7’’’

М8’ =

М8’’ = 255655×0,1×10-3 = 25,6 Н×м

М8’’’

М9’ = 0

М9’’ = 80640×0,1×10-3 = 8,1 Н×м

М9’’’

Общий крутящий момент Мi(k), Н × м, на каждом ролике машины определяли согласно [3, с.94]:

Мi(k) = M’ + M’’ + M’’’, (25)

где М’ – момент, затрачиваемый на деформацию полосы, Н×м;

М’’ – момент, возникающий от сил трения качения полосы по роликам и проскальзывания полосы по роликам, Н×м;

М’’’ – момент от сил трения в подшипниках ролика, Н×м.

Суммарный крутящий момент Мк, кН × м, на всех роликах определяли согласно [3, с.96]:

Мк = М1(к) + М2(к) + М3(к) + М4(к) + М5(к) + М6(к) + М7(к) (26)

Значения моментов рассчитанные по формулам (25), (26) занесем в таблицу 4

Таблица 4 – Значения крутящих моментов

, Н·м	, Н·м	, Н·м	, Н·м	, Н·м
	0	12	902,8	914,8
	2243,5	36,2	2711,8	4991,5
	4773,2	48	3603,7	8424,9
	947,6	47,1	3533	4527,7
	437,4	45	3377,5	3859,9
	246	41,8	3136,4	3859,9
	152	37,5	2809,9	2999,4
	100,4	25,6	1917,4	2043,4
	0	8,1	604,8	612,9
				31798,7

Мощность привода правильной машины определяли по формуле [3, с.96]: