Проектирование кабины трактора (стр. 5 из 21)
Скорость сварки вычисляем по формуле
VСВ =
, (2.4 5)где αн - коэффициент наплавки, αн = (12 - 14) г/А час;
IСВ - сила сварочного тока, А;
γ - плотность металла, γ = 7,8 г/см3;
Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, Fн = 0,068 см2
VСВ =
= 38,8 м/час.Скорость подачи сварочной проволоки определяем по формуле
Vп. пр. =
, (2.4 6)где Fп - площадь сечения проволоки, см2.
Fп =
,Fп =
= 1,13×10-2 см2,Vп. пр. = 
= 233,4 м/час.Рассчитаем параметры режима шва №2 выполняемого по ГОСТ 14771-76-У2.
Величину сварочного тока определяем по формуле (2.4 1) [1].
IСВ = 
∙ 100 = 171,4.
Уточняем диаметр проволоки по формуле (2.4 2)
dп = 1,13 ∙
= 1,2 мм.Определяем напряжение на дуге по формуле (2.4 3)
U2 = 20 +
∙ 171,4 ± 1 = 28 ВСкорость сварки вычисляем по формуле [1]
VСВ =
,где αн - коэффициент наплавки, αн = (12 - 14) г/А час;
IСВ - сила сварочного тока, А;
γ - плотность металла, γ = 7,8 г/см3;
Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, Fн = 0,065 см2.
VСВ =
= 43,9 м/час.Скорость подачи сварочной проволоки определяем по формуле (2.4 5)
Fп =
,Fп =
= 1,13×10-2 см2,Vп. пр. = = 233,19 м/час.Рассчитанные режимы сварки сводим в таблицу 2.4 1
Таблица 2.4 1 - Режимы сварки
| ГОСТ | Обозначение шва | Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, В | Скорость сварки, м/ч |
| 14771-76 | Т1-К3 | 172 | 29 | 38,8 |
| 14771-76 | У2 | 172 | 28 | 43,9 |
| 14771-76 | Т1-К3 | 172 | 29 | 38,8 |
2.5 Выбор сварочных материалов. Расчет массы наплавленного металла и потребности в сварочных материалах
Одним из путей снижения массы наплавленного металла при сварке конструкций из низколегированных сталей является применение сложнолегированных сварочных проволок, обладающих более высокими пределами прочности и текучести по сравнению с основным металлом. В этом случае прочность соединения с угловыми швами увеличивается в результате повышения площади поверхности разрушения, которое происходит по границе сплавления с основным металлом. Это позволяет снизить массу наплавленного металла.
Рекомендаций по применению легированных проволок для получения швов более прочных, чем основной металл, нет, а задача выбора проволоки несколько противоречива. С одной стороны ее прочностные показатели должны быть достаточно высокими, чтобы обеспечить возможность снижения катета шва. С другой стороны, проволока должна быть достаточно дешевой чтобы ее применение давало по сравнению с обычной экономический эффект. Кроме того, наплавленный металл должен обладать достаточной технологической прочностью, т.е. стойкостью против кристаллизационных трещин. При этом его пластические свойства должны быть близки к пластическим свойствам основного металла.
Для сварки данной конструкции применяется сварочная проволока Св-08Г2С (химический состав в таблице 2.4 1) диаметром 1,2 мм по ГОСТ 2246 - 70 [1].
Таблица 2.5 1 - Химический состав проволоки Св-08Г2С
| С,% | Сr,% | S,% | Ni,% | Mn,% | Si,% | P,% | As,% |
| < 0,11 | < 0,2 | 0,025 | < 0,25 | 1,8-2,1 | 0,7-0,95 | 0,030 | < 0,08 |
Поверхность проволоки должна быть чистой, гладкой, без трещин, расслоений, закатов, раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и др. Допускаются риски, царапины. Величина их не должна превышать допускаемого.
Проволока поставляется намотанной на катушки или кассеты. Проволока должна состоять из одного отрезка, свернутого не перепутанными рядами.
Расчет сварочных материалов зависит от площади поперечного сечения наплавленного металла шва, длины шва, размера партии, коэффициента потерь.
Массу наплавленного металла рассчитываем по формуле [6]
GN = r
Vn (2.5 1)где r - плотность Ме г/мм3;
Vn - обьем наплавленного металла мм3.
Площадь поперечного сечения
1) ГОСТ 14771-76-Т1-К3 Fn1=6,8 мм2.
2) ГОСТ 14771-76-У2 Fn3=6 мм2.
3) ГОСТ 14771-76-Т1-К3-40/80 Fn3=6,8 мм2.
Определяем суммарную длину каждого типа сварного шва. Длинна каждого типа шва берется из технологического процесса.
1) ГОСТ 14771-76-Т1-К3 ×LNM. =1660мм
2) ГОСТ 14771-76-У2 ×LNM. =1846мм
3) ГОСТ 14771-76-Т1К3-40/80 ×LNM=1855мм
Определяем объем наплавленного металла по формуле
VNM = FNM ×LNM, (2.5 2)
VN1 =1660ּ6,8= 11288мм3,VN2 = 1846ּ6=11076 мм3,VN3 = 1855ּ6,8=12614 мм3,
Масса наплавленного металла одной кабины
GN = SV × r (2.5 3)
GN = (11288+11076+12614) *0,00785=266,5г.
Требуемая масса проволоки для изготовления одной кабины
Gп = GN×Кпотр, (2.5 4)
где Кпотр - коэффициент потерь, учитывающий дополнительный расход проволоки на разбрызгивание;
Коэффициенты определяются по справочнику.6]
Для базового варианта
Кпотр = 1,11;
Gпотр. = 341,4×1,11× = 378,9г=0,379кг.
Для проектного варианта
Кпотр = 1,11;
Gпотр. = 266,5×1,11 = 295,8г=0,296кг.
Определяем количество требуемой проволоки для изготовления партии.
Для проектного варианта
Gпарт = Gпотр. ×7500 = 0,296×7500 =2220кг.
Рассчитываем расход газа на одно изделие.
Для проектного варианта
Gгаза = 8,1*10,5=80,05 л=0,164 кг
2.6 Выбор и обоснование сварочного оборудования
Для сварки "Кабины трактора в кондукторе был выбран промышленный робот КР 30L фирмы Kuka [32].
Промышленный робот - это автоматическая машина, представляющая собой манипулятор с перепрограммируемым устройством управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении сварочной горелки по заданному контуру.
Промышленный робот, обладая большими силовыми возможностями, позволяет освободить человека от монотонного, тяжелого, утомительного, а иногда и вредного или опасного труда. В итоге повышается стабильность качества изделий, возможно ускорение процесса производства. Работы могут действовать с любой позиции и на любом уровне в пространстве. Робот имеет подвижную руку с захватом, которые обладают свободой пространственных перемещений, в какой то степени имитируя руку человека. В захвате закрепляется инструмент (сварочная горелка).
Система управления осуществляет и контролирует действия робота. С помощью датчиков она получает информацию о текущей ситуации в процессе и может соответственно изменять ход перемещения.
В качестве периферийных устройств рассматриваются все компоненты, которые не относятся непосредственно к роботу или его системе управления, однако осуществляют обмен информацией с системой управления.
Защитные устройства являются активными или пассивными устройствами, которые должны защищать программиста, оператора и других лиц.
Пассивными защитными устройствами являются заграждения и стенки.
Активными устройствами является, например, фотоэлектрические устройства использующие принцип прерывания светового потока, или педальные выключатели. Оба защитных устройства в автоматическом режиме должны быть включены. В режиме наладки, наоборот, они отключены, чтобы позволить программисту или персоналу, осуществляющему технический уход, пребывание в зоне действия робота.
Большое количество роботизированных установок, поставляемых фирмой ''Kuka", оснащено сварочными аппаратами типа GL-C 40S. Сварочное оснащение состоит из узлов, которые были разработаны специально для применения в сочетании с роботом, к которым относятся:
1) сварочный аппарат;
2) привод механизма подачи проволоки;
3) устройство контроля дуги;
4) устройство контроля газа;
5) устройство контроля проволоки;
6) устройство продувки сварочной горелки;
7) устройство очистки сварочной горелки;
8) сварочная горелка.
Сварочный аппарат типа GLC - аппарат для сварки в среде защитного газа, в котором дуга зажигается при сварке электрическим разрядом между деталью и оплавляемой проволокой в газовой смеси (Аг, СО2, О2) /MG/MIG/.
Программирование робота осуществляется с применением острия проволоки, поэтому точность воспроизведения в решающей мере зависит от того, насколько педантично пользователь следит, чтобы сварочная горелка сохраняла свою первоначальную геометрию.