Производство корпуса блока турбины

Работа из раздела: «Производство и технологии»

1. Общая часть

1.1 Описание изделия, технологичность конструкции

Корпус блока турбины представляет собой плоскую объёмную конструкцию состоящую из 2 листов, один из которых выполнен из стали марки 10ХСНД толщиной 4, другой лист из стали марки 12Х13, которые соединены контактной точечной сваркой. В середине которого располагается отверстие диаметром 2150 мм. По периметру листов приварены швеллера для жесткости.

1.2 Назначение конструкции

Корпус блока турбины предназначен для поддержания магистральных трубопроводов для подачи нефти и газа. Конструкция испытывает статические нагрузки и температурные перепады в зависимости от условий эксплуатации

1.3 Условия эксплуатации изделия

Температурные перепады колеблется от -40 С^одо +40 С^о в зависимости от климата места эксплуатации конструкции

2. Технологическая часть

2.1 Заготовительные операции

К заготовительным операциям относятся операции: очистка листового и сортового проката, их правка (при необходимости), разметка, гибка, резка, подготовка кромок, зачистка их перед сваркой.

Очистку НЛС проводить методом дробемётной очистки. Листы помещают в камеры вертикально и с двух сторон, сверху производится дробеметная очистка.

Очистку осуществлять на установке дробемётной очистки металла УДОМ-2000

Таблица 1 - Технические характеристики УДОМ-2000

Габаритные размеры установки, мм длина ширина высота	34200 4280 6020
Максимальные размеры обрабатываемых изделий, мм длина ширина высота	12000 2000 500
Производительность установки при достижении II степени очистки ГОСТ 9402 (м2 /мин)	2
Скорость подачи изделий через установку (м/мин)	1.0-1.4
Высота транспортной тележки, мм	680
Количество дробеметных агрегатов, шт	2
Производительность по дроби 1 агрегата (кг/мин)	210
Скорость выброса дроби (м/сек)	70-90
Рекомендуемый абразив дробь стальная по ГОСТ 11964-31 номер	0.5-3.6

Очистку ВЛС проводить методом дождевания или облива туннельным способом в специальных закрытых камерах. Листы помещают в камеры вертикально и с двух сторон, сверху душевыми установками производится очистка. Рабочая среда щелочные растворители, затем листы высушиваются и складываются стопами.

Правка необходима для выравнивания до его обработки и заготовок, после резки путем пластического изгиба или растяжением материала.

Правка осуществляется между двумя рядами вращающихся валков, расположенных в шахматном порядке. Расстояние между нижним и верхним рядами валков регулируют и устанавливают в зависимости от толщины выпрямляемого листа. При прохождении между валками каждый участок листа получает многократный изгиб в противоположные стороны и выпрямляется. Правку производить за один проход.

Правку листового проката выполнять на листоправильной машине PRH 160x1700

Таблица 2 - Технические характеристики листоправильной машины PRH 160x1700

Наименование параметров	Значение
Максимальная ширина листа	1700 мм
Минимальная толщина листа	1,0 мм
Количество выпрямляющих валов	9
Количество верхних валов	4
Количество нижних валов	5
Диаметр валов	160 мм
Диаметр подающего вала	110 мм
Расстояние между верхними валами	165 мм
Скорость вращения валов	6 м/мин
Скорость регулировки положения верхних валов	1,0/3,0 м/сек
Общий вес станка, нетто	5500 кг

Разметка - перенесение размеров с чертежа на деталь.

В данном случае разметка совмещена с операцией резки на специализированной машине с программным управлением.

А для установки деталей при сборке разметку выполнять с помощью шаблонов и измерительных приборов

Резка

Для резки листового проката применить портальную комбинированную машину «РКМ 2500». Резка плазменная.

Таблица 3 - Технические характеристики портальной комбинированной машины «РКМ 2500»

Наименование параметров	Значение
Наибольшая длина обрабатываемых листов металла, мм	6000
Наибольшая ширина обрабатываемых листов металла, мм	2500
Толщина обрабатываемых листов металла, микроплазма, мм	0,8-25
Точность воспроизведения заданного контура ГОСТ 5614-74, мм	+/- 0,35
Класс точности вырезаемых деталей по ГОСТ 14792-80	?1
Cкорость перемещения, м /c	0,01-0,133
Количество плазменных резаков, шт	1
Масса машины в сухом виде, кг, не более	2500
Величина вертикального хода суппорта, мм, не менее	160
Скорость подъема - опускания резака, мм / мин	100-2400
Пределы регулирования рабочего тока режущей дуги, А	20-160
Охлаждение резака	воздушное
Габаритные размеры механизма исполнительного, мм	8400 х 3500 х 2200

Для резки полос и швеллеров применять комбинированные пресс-ножницы НГ5222.

Таблица 4 - Технические характеристики комбинированных пресс-ножниц НГ5222

Параметр	Значение
Наибольшая толщина обрабатываемого проката, мм	16
Наибольший номер швеллера	18
Наибольшая длинна по упору, мм	1000
Номинальное усилие пресса, кН	400
Габаритные размеры	2100х1650х1950
Масса, кг	2050

2.3 Анализ основных материалов

Корпус блока турбины изготавливается из стали марки 10ХСНД поставляемой по ГОСТ 19282-83 и 12Х14 ГОСТ 5582 -75, которые применяются изготовления конструкций подвергающихся ударным нагрузкам, а также изделия работающих в обычных атмосферных условиях, влажном паре и водных растворах солей органических кислот при Т=20^оС.

Химический состав и механические свойства стали

Свариваемость материалов - это их способность образовывать неразъемные соединения с заданным комплексом свойств в условиях принятого технического процесса.

Для оценки свариваемостей данных сталей необходимо рассмотреть химический состав и механические свойства сталей приведённых в таблицах 4-7

Таблица 4 - Химический состав стали 10ХСНД ГОСТ 19282-83

C	Mn	Si	Cr	Cu	Ni	S	P
До 0,12	0,5-0,8	0,8-1,1	До 0,30	0,15-0,30	0,5-0,8	0.04	0,035

Таблица 5 - Механические свойства стали 10ХСНД ГОСТ19282-83

Сталь	б в, мПа	б_0,2, мПа	б %	Ударная вязкость, Дж/м²
10ХСНД	520	400	19

Группа стали определяется по содержанию углерода и суммы легирующих элементов относиться и низкоуглеродистым конструкционным сталям.

Определение группы и класса стали

Е_лэ=C%+Si%+Mn%+Cr%+Cu%+Ni%+S%+P% (1)

Е_лэ= 0.12 + 0.9 + 0.6+ 0.3 + 0.2+0.6+0.04+0.035 = 2.79

Класс стали определяется по эквивалентному содержанию Cr и Ni

Cr_экв = Сr% + 1,5Si% (2)

Сr_экв = 0,3 + 1,5*0,9 = 1.65

Ni_экв = Ni% + 30*C% + 0,5*Mn% (3)

Ni_экв= 0,6 + 30*0,12+0,5*0.6 = 4.5

Сталь легированная конструкционная низкоуглеродистая

По таблице Шеффлера сталь ферритного класса.

Как известно, свариваемость - совокупность свойств свариваемого металла, которая при правильно выработанном технологическом процессе обеспечивает прочное сварное соединение. Для определения группы свариваемости необходимо рассмотреть влияние легирующих и иных элементов

Основные критерии свариваемости:

- окисляемость металла при сварке, зависящей от его химической активности;

- сопротивление образованию горячих трещин при повторных нагревах;

- сопротивление образованию холодных трещин и замедленному разрушению;

- чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, характеризуемая его склонностью к росту зерна, структурными и фазовыми изменениями и зоне термического влияния, изменениями прочности и пластических свойств;

- чувствительность к образованию пор;

- соответствие сварных соединений эксплуатационным образованиям.

На свариваемость стали, влияет углерод и легирующие элементы, входящие в состав стали. О свариваемости стали можно судить по эквиваленту углерода С_экв и суммарному содержанию легирующих элементов.

Элементы, содержащиеся в стали, оказывают существенное влияние на ее свойства, в том числе на механические, технологические (например, свариваемость) и специальные.

Углерод (С) -- активный упрочнитель стали, повышающий ее предел прочности, предел текучести и другие показатели прочности, но снижающий ее пластичность и ударную вязкость. Углерод активно связывает в карбидах многие легирующие элементы. Он существенно снижает технологичность стали при сварке. При содержании углерода более 0,25% свариваемость стали резко ухудшается, поскольку в зоне термического влияния образуются структуры закалки, приводящие к образованию трещин. Кроме того, повышенное содержание углерода вызывает при сварке пористость металла шва.

Кремний (Si) не повышает жаропрочности стали, но повышает ее окалино-стойкость. Кремний -- весьма активный раскислитель стали при выплавке. В количествах до 0,3% кремний не вызывает затруднений при сварке, однако при его содержании более 0,8% свариваемость стали ухудшается из-за высокой жидкотекучести металла и образования тугоплавких окислов кремния, загрязняющих сварной шов неметаллическими включениями.

Марганец (Мп), находясь в твердом растворе в стали, усиливает энергию внутрикристаллических связей, однако ввиду невысокой температуры рекристаллизации на жаропрочность стали благоприятно почти не влияет. Более ценным является полезное влияние марганца на прочность стали при сравнительно невысоких температурах (примерно до 300°С), при которых марганец способствует существенному повышению пределов прочности и текучести стали. Марганец -- активный раскислитель и десульфатор стали. Последнее проявляется в очищении стали и металла шва при сварке от вредной примеси -- серы путем образования легко удаляемых из металла нерастворимых соединений сернистого марганца. При обычном его содержании (0,3--0,8%) марганец благоприятно влияет на технологичность стали и, кроме того, уменьшает разбрызгивание металла при сварке. Однако при более высоком содержании, например 1,8--2,5%, он существенно повышает прокаливаемость стали, в результате чего появляется опасность появления трещин в околошовной зоне.

Хром (Сг) сильно повышает коррозионную стойкость и окалиностойкость стали, связывая в окись хрома практически весь свободный кислород как чрезвычайно активный раскислитель. Несколько повышает жаропрочность стали, обладая высокой температурой рекристаллизации. В теплоустойчивых сталях хром находится в пределах 0,3--1,5%, в конструкционных 0,7--3,5%, в высокохромистых 12---1в% и в хромонике - левых 9--35%. Хром, ухудшает свариваемость стали, резко повышая твердость в зоне термического влияния и образуя тугоплавкие окислы, затрудняющие процесс сварки.

Никель (Ni) активно стабилизирует аустенит и сильно расширяет область у-фазы: в высоконикелевой стали аустенит сохраняется при комнатной температуре. На жаропрочность никель влияет косвенно, создавая в стали высокожаропрочную структуру аустенита. Никель повышает коррозионную стойкость стали и увеличивает пластичность и прочность стали, измельчает зерно, повышает прокаливаемость стали и не ухудшает ее свариваемости. В высоколегированных сталях никель содержится в пределах 8--35%, в конструкционных низколегированных-- 1--5%.

Медь(Cu ) - Медь повышает стойкость против коррозии в атмосферной среде и морской воде

Сера (S) -- вредная примесь, повышающая склонность стали к образованию горячих трещин при сварке. В сталях обыкновенного качества содержание серы ограничивают 0,055%, в качественных сталях -- 0,035% и в высококачественных -- 0,02--0,03%.

Фосфор (Р) -- также вредная примесь, поскольку он способствует резкому снижению ударной вязкости стали и придает ей склонность к хрупкому разрушению при комнатной и при отрицательной температуре --явление хладноломкости. Содержание фосфора в котельных сталях ограничивают верхним пределом на уровне 0,03--0,055%.

Склонность стали к дефектообразованию.

Склонность стали к образованию горячих трещин

Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или ОШЗ. Горячие трещины чаще всего возникают в сталях обладающих выраженным крупнокристаллическим строением, с повышенной локальной концентрацией легкоплавких фаз. Они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформации в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях.

Образование горячих трещин, тем вероятнее, чем больше в металле элементов способствующих образованию легкоплавких эвтектик и химических соединений, застывающих в последнею очередь при относительно низких температурах: сера, углерод, никель образует прослойки легкоплавких эвтектик, и увеличивают склонность металла к образованию горячих трещин. Марганец повышает стойкость металла шва против образования горячих трещин, т.к. марганец связывает срез в тугоплавкое соединение.

При содержании углерода до 0,16 % даже при малых концентрациях серы достаточно высоким содержанием Mn в шве возникают горячие трещины. Образованию горячих трещин способствует так же элементы, обладающий ограниченной растворимостью в железе и более легкоплавкие чем железо, например медь.

При дуговых способах сварки чувствительность металла шва к образованию горячих трещин можно определить по формуле

HcS = C Ч ( S + P + 0,04 Ч Si) ? 0,002 (4)

3 * Mn + Cr

HcS= 0,12Ч( 0,04+ 0,035 + 0,04 Ч 0,9) = 0,006 >0,002

3Ч0,6+0,3

Сталь склонна к образованию горячих трещин

Причины возникновения горячих трещин:

1. При нагреве внутри тела возникает деформация сжатия, а при охлаждении растяжения. Это приводит к внутренним деформациям. Если такие деформации в сварном шве будут преобладать над его деформационной способностью, то возникнут трещины.

2. Если структура металла шва будет крупнозернистой, то зональная и дендритная ликвации будут интенсивнее, а это усилит образование горячих трещин.

3. Исходя из химического состава с меньшим содержанием серы и фосфора влияющих на образование легкоплавкой эвтектики. Можно сделать вывод, что чем чище металл, тем меньше вероятность образования горячих трещин.

4. Чем больше в металле шва элементов карбидообразователей (Cr,Mo,V,Ti), тем больше вероятность образования жидкой легкоплавкой эвтектики, которая приводит к образования горячих трещин.

Мероприятия по снижению горячих трещин:

1.Применять сварочные материалы с меньшим содержанием серы и фосфора.

2.Содержание серы и фосфора должно быть ограничено.

3.Содержание легирующих элементов должно быть повышено, а углерода в сочетании с ними понижено. Особенно благоприятно влияют на снижение горячих трещин Mg, Cr, Ti.

4.Снижение доли основного металла, избегать узкой и глубокой разделки кромок.

Склонность металла к образованию холодных трещин

Одним из главных факторов влияющих на образование холодных трещин является водород, который попадает в металл шва из покрытий электродов, флюсов, влажной окружающей среды, или загрязнений присутствующих на поверхности проволоки и свариваемых кромок, а также возникновение при сварке растягивающих напряжений. Холодные трещины в сварных соединениях в сталях обычно образуется при охлаждение аустенита околошовной зоны и металла шва и переохлаждение его, и превращение гамма железо в альфа железо.

Холодные трещины зарождаются по истечению некоторого времени после окончания сварки, а затем распространяются как вдоль, так и поперек ОШЗ, а иногда и шва. Такой характер разрушения, результат совместного действия в сварном соединении тепловых, сварочных, структурных напряжений. А также происходит заметное снижение пластических свойств металла в связи в растворением в нем водорода.

Основным элементом увеличения закаливаемости стали является углерод, для оценки влияния термического цикла сварки на закаливаемость стали необходимо сосчитать эквивалент углерода. По формуле:

? 0,35 (5)

N = 0,005ЧSЧ Cэ (6)

N - поправка эквивалента углерода.

S - толщина свариваемого металла.

0,005 - коэффициент толщины, определенный опытным путем.

Полный эквивалент углерода состоит:

(7)

N = 0,005Ч4Ч0,55 = 0.011

Cэ> 0,35%

Сталь склонна к образованию холодных трещин.

Причины образования холодных трещин:

Водород поступающей в околошовную зону из метала шва. Холодные трещины так же образуются из-за совместного действия тепловых, сварочных, структурных напряжений и крупнозернистой структуры игольчатого мартенсита.

Мероприятия по предупреждению образования холодных трещин:

- Применение предварительного и сопутствующего подогрева.

Определить температуру подогрева

(8)

Температура подогрева равна 193?

- Использование чистых исходных материалов, с минимальным содержанием водорода (Н)

- Выбор оптимальных режимов сварки.

- Проведение термообработки (высокий отпуск) и медленное охлаждение вместе с печью.

Склонность стали к порообразованию

При сварке в СО₂ образуется оксид железа FеO, из-за высокой активности кислорода при взаимодействии с углеродом происходит восстановление FеO с образованием оксида углерода, нерастворимого в стали, что при кристаллизации ванны приводит к образованию пор в металле шва, также при сварке в СО₂ образуется СО + О, кислород взаимодействуя с водородом образует пары воды Н₂О.

Предотвращение образования пор введением в состав сварочной ванны активных раскислителей (Si: Mn).

Вывод: сталь склонна к образованию горячих трещин, в стали могут образоваться холодные трещины и поры. Все меры по предупреждению дефектов приведены выше. Свариваемость стали - хорошая, сварка может выполняться всеми способами сварки.

Таблица 6 - Химический состав стали 12Х13 ГОСТ 5582 - 75

Марка

12Х13

0.09-0.15

0.8

? 0.8

12-14

? 0.6

? 0.3

? 0.2

? 0.3

? 0.025

? 0.03

Таблица 7 - Механические свойства стали 12Х13 ГОСТ 5582-75

Сталь	б в, мПа	б_0,2, мПа	б %	Ударная вязкость, Дж/м²
12Х13	440	410	21	90

Так как данная сталь сваривается контактной сваркой необходимо обратить внимание на такие характеристики стали как электрическое сопротивление, теплопроводность, температурный интервал кристаллизации.

Данная сталь характеризуется большим электрическим сопротивлением, повышенным сопротивлением пластической деформации и низкой теплопроводностью, поэтому она хорошо сваривается контактной точечной сваркой.

2.3 Обоснование выбора способов сварки

Съемная переборка корпуса блока турбины служит для её установки и крепления турбины в процессе эксплуатации.

Исходя из конструктивных особенностей и условий эксплуатации данного изделия и свойства, используемого материала сварные швы должны обеспечивать достаточную прочность и надёжность.

Для изготовления данной конструкции можно применить автоматический и механизированный способ сварки среде СО₂, а также контактную сварку для листов толщиной 2мм и 4мм.

Конструкция изготавливается в цеховых условиях, что позволяет применить механизированные способы сварки.

Особенности ручной дуговой сварки толстопокрытыми электродами. При больших толщинах более 5мм требуется разделка кромок. При РДС в связи с изменением длины электрода в процессе сварки, электрод вначале процесса плавится медленнее, чем в конце сварки, что влияет на качество сварного шва и его состав. При РДС происходит неравномерный нагрев металла, что приводит к деформациям и напряжениям в сварном шве. Что влияет на его механические свойства. Производительность труда низкая.

Особенности механизированная сварка в среде СО2 плавящимся электродом.

Сварка в защитном газе имеет ряд преимуществ по сравнению со сваркой покрытыми электродами:

высокая производительность сварочного процесса;

- отсутствие необходимости в применении флюсов и обмазок и, как следствие, отсутствие необходимости в очистке швов от шлака и неиспользованного флюса после сварки;

- низкая стоимость организации сварочного процесса;

- высокая степень концентрации тепла, позволяющая снизить зону структурных превращений основного металла;

- возможность формирования сварных швов различных пространственных положениях.

Сварку данной конструкции производить и механизированным способом в среде СО2, т.к. эту сварку можно производить во всех пространственных положениях, и сварка производится при любых длинах сварных швов. Все процессы максимально механизированы.

2.4 Обоснование выбора сварочных материалов

При выборе сварочной проволоки необходимо стремиться к тому, чтобы сварной шов был равнопрочным с основным металлом, был достаточно плотным и без дефектов.

Влияние легирующих элементов на свариваемость и качество шва.

-С- при содержании более 0,3% усиливается склонность к горячим трещинам, ухудшается свариваемость;

-Si- при содержании до 0,44 благоприятно влияет на структуру зерна с образованием феррита, а также уменьшается склонность к горячим трещинам, повышается предел прочности, благоприятно воздействует на свариваемость;

-Mn- способ выведения серы из шва - десульфатор, повышает прочность и мало влияет на свариваемость;

-Cr- уменьшается склонность к образованию горячих трещин, повышает коррозионную стойкость, усиливает закаливание стали, хорошо влияет на свариваемость;

-Ni- 0,3% повышает прочность и коррозионную стойкость стали, незначительно снижает пластичность.

Выбор сварочной проволоки для сварки в защитном газе необходимо выполнять с учетом химического состава основного материала и способа сварки.

Выбор проволоки для сварки в среде защитных газов.

Таблица 8 - Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

Марка проволоки	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Тi	S	P	Прочие элементы
СВ-08ГС	Не более 0,10	0,6-0,8	1,4-1,7	Не более 0,20	Не более 0,30	-	-	0,025	0,030	-
СВ-08Г2С	0,5-0,11	0,7-0,9	1,8-2,1	Не более 0,20	0,9-1,2	-	-	0,025	0,030	-
СВ-12ГС	Не более 0,14	0,6-0,9	0,8-1,1	Не более 0,20	Не более 0,25	-	-	0,025	0,030	-

Проволока СВ-08Г2С ближе всего к данной стали, т.к. у нее большее содержание Мn выгорающего при сварке в СО2.

Углекислый газ должен соответствовать требованиям стандарта

ГОСТ 8050-76, который в зависимости от концентрации, разделяют углекислоту следующим образом:

- первый сорт с содержанием углекислого газа не менее 99,5%

- второй сорт с содержанием углекислого газа не менее 99,0%

Из двух сортов углекислоты целесообразней выбирать с большим содержанием углекислого газа, т. е. первый сорт.

В этом случае будет обеспечена лучшая защита сварочной ванны от окружающей среды. Это обстоятельство, в свою очередь, приведет к нужному качеству сварочного шва, а, следовательно, и к большей работоспособности сварочного соединения.

Выбор электродов для контактной точечной сварки.

Таблица 10 - Химический состав бронзы ГОСТ 18175 - 78

Марка электрода	Ni, %	Be, %	Ti, %	Cu, %	Cr, %	Si,%	Электропроводность,%	Твёрдость НВ
БрНБТ	1,4 - 1,6	0,2 - 0,4	0,05 - 0,15	97,85 -98,35	-	-	50-55	170-240
БрХ	-	-	-	99,6-99,3	0,4-0,7	-	82-85	120-140
БрНК	1,2-2,3	-	-	96,8-98,5	-	0,3-0,9	40	До 200

Наиболее лучшими свойствами обладает сплав БрНБТ (никель-бериллиевая бронза) электроды БрНБТ ГОСТ 18175 - 78. Применяем бронзу БрНБТ поскольку она имеет более высокую твёрдость по сравнению с другими марками бронзы, что позволяет снизить расходы по содержанию электродов в связи с меньшим износом поверхности.

Общий вывод:

Для сварки в среде СО₂ выбрать сварочную проволоку СВ-08Г2С ГОСТ 2246-70, и газ СО2 первого сорта ГОСТ 8050-76, для контактной точечной сварки использовать электроды БрНБТ ГОСТ 18175 - 78

2.5 Расчёт режимов сварки

Расчет режимов механизированной сварки в среде СО₂ плавящимся электродом.

Таблица 11 - Режим механизированной сварки в среде СО₂ плавящимся электродом

Ш пр.

мм

I, A

U(В)

Uсв.(м/ч)

Uпп. (м/ч)

Расход газа (л/мин)

1,0

120 - 160

24 - 26

12 -20

250 - 300

9 -10

Расчет режимов автоматической сварки в среде СО₂ плавящимся электродом.

Таблица 12 - Режим автоматической сварки в среде СО₂ плавящимся электродом

Ш пр.

мм

I, A

U(В)

Uсв.(м/ч)

Uпп. (м/ч)

Расход газа (л/мин)

1,2

220 - 240

26 - 29

30 -33

300 - 330

11 -12

Расчет режимов сварки для механизированной и автоматической сварки выполнен по программе НПК на ПК.

Расчёт режимов контактной точечной сварки

Таблица 13 - Режим сварки для контактной точечной сварки

Число соединяемых деталей	д, мм	d_эл, мм	D_эл, мм	I_св, кА	ф_св, с	R, мм	F, кН
2	2+4	8	12	10-11	0,18-0,22	75-100	6-7

2.6 Обоснование выбора сварочного оборудования

При выборе сварочного оборудования нужно учитывать их паспортные данные, надежность, экономические показатели и степень точности в их работе.

Выбор оборудования производится исходя из режимов сварки и конструктивных особенностей изделия.

Для механизированной сварки в среде защитных газов нужно использовать серийные полуавтоматы, которые должны отвечать следующим требованиям:

- хорошие условия для возбуждения дуги;

- устойчивость процесса и стабильность режимов;

- малое разбрызгивание металла;

- хорошее формирование шва;

- высокую производительность и высокое качество сварного шва;

- надежность и удобство выполнения работ.

Для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом можно использовать следующие виды сварочных полуавтоматов технические характеристики, которых приведены в таблице.

Таблица 14 - Технические характеристики полуавтоматов для дуговой сварки в защитном газе

Обозначение автомата	Напряжение питание, В	Диапазон регулирования свар.тока, А	Диапазон регулирования напряж. на дуге, В	Диаметр проволоки, мм	Скорость подачи проволоки, м/ч	Габариты установки, мм	Масса установки, кг
МС-250МЕ	220	50-250	15-26	0,8-1,2	150-960	570х295х530	35
МС-175МЕ	220	40-175	15-26	0,6-1,0	120-960	490х200х470	20

Исходя из технических характеристик для сварки данной конструкции лучше подходит сварочный полуавтомат МС-175МЕ(рисунок 1), так как имеет более оптимальные параметры.

Рисунок 1 - Сварочный полуавтомат МС-175МЕ

Для автоматической сварки в среде углекислого газа для сварки кольца и швеллеров с листами можно использовать сварочные головки подвесного типа А1406 или же можно взять сварочные головки от полуавтомата установить на кронштейн или рабочий орган робота, который перемещал бы горелку вдоль сварных соединений.

Так как использование таких головок как А1406 требует применение металлоёмких колон для поддержания головок, то целесообразно рассмотреть применение головок от полуавтомата с применением дополнительных приспособлений для их перемещения.

Для автоматической сварки в среде углекислого газа шва Т3 4 рекомендуется применить самоходный сварочный автомат тракторного типа

Таблица 15 - Технические характеристики сварочных автоматов тракторного типа

Технические характеристики	АДГ-515	АДГ-615
Диапазон регулирования сварочного тока, А	60-500	65-630
Диапазон регулирования напряжения на дуге, В	18-50	18-56
Диаметр электродной проволоки, мм	1,2-3	1,2-3
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	120-960	120-960
Скорость сварки, м/ч	12-120	12-120
Масса(не более),кг: - источника питания - сварочного трактора	300 60	350 60
Габариты, мм: - источника питания - сварочного трактора	735х800х960 800х450х600	735х800х960 800х450х600

Исходя из параметров необходимых для изготовления данной конструкции более оптимальным является автомат АДГ-515(рисунок 2) комплектующийся трактором ТС-40

Рисунок 2 - Сварочный автомат АДГ-515

Для контактной точечной сварки рекомендуется применить подвесные машины с клещами

Таблица 16 - Технические характеристики подвесных машин для контактной точечной сварки

Технические характеристики	МТП-1110	МТП-1409
Номинальный сварочный ток, кА	8	12,5
Привод усилия сжатия клещей	пневматический	пневмогидравлический
Масса, кг	300	440
Габариты, мм	720х650х970	750х850х1160

Для изготовления данной конструкции наиболее подходит машина МТП-1409(рисунок 3), так как у этой машины номинальный сварочный ток подходит для выполнения работ по изготовлению данной конструкции

Рисунок 3 - Подвесная машина для контактной точечной сварки МТП-1409

Для контактной точечной машины МТП-1409 необходимо использовать клещи при помощи которых можно выполнять качественные сварные соединения на данной конструкции

Таблица 17 - Технические характеристики клещей для подвесной машины МТП-1409

Технические характеристики	КТГ-15-2	КТГ-12-3-1
Ход электрода	радиал.	прямолин.
Вылет, мм	350	150
Раствор, мм	140	30
Максимальное усилие сжатия, Н	27	62,5
Толщина сварки, мм: - минимальная - максимальная	0,5+0,5 2,5+2,5	0,5+0,5 4,2+4,2
Масса, кг	21	17

Исходя из толщины свариваемых листов, для изготовления данной конструкции необходимо применять клещи КТГ-12-3-1(рисунок 4)

Рисунок 4 - Клещи КТГ-12-3-1

2.7 Обоснование выбора источников питания

Для автоматической сварки в среде углекислого газа необходимо применять источники питания с жесткой характеристикой

Таблица 18 - Технические характеристики сварочных выпрямителей для автоматической сварки в среде углекислого газа

Технические характеристики	КИУ-501	ВДУ-505-2
Номинальный сварочный ток, А	500	500
Диапазон регулирования сварочного тока, А	60-500	60-500
Рабочее напряжение, В	18-38	18-50
Напряжение холостого хода, В	85	85
Масса, кг	270	280
Габариты, мм	730х590х830	780х655х1085

Необходимо применять выпрямитель ВДУ-505-2(рисунок 5), так как он не только обеспечивает плавное дистанционное регулирование выходных тока и напряжения, стабилизацию режима при изменении напряжения в сети, но и предназначен для сварки под флюсом и для сварки в среде защитных газов.

Рисунок 5 - Сварочный выпрямитель ВДУ-505-2

Для контактной точечной сварки источник питания выбирать не требуется, так как сварочный трансформатор уже входит в моноблок машины для контактной точечной сварки

Для механизированной сварки в защитных газах выбирать источник питания не требуется, так как он входит в комплект полуавтомата.

Применение инверторных источников питания обеспечивают достаточно высокие технические и технологические характеристики.

Технические характеристики:

- высокий КПД -85-95%;

- идеальный коэффициент мощности - 0,99

- продолжительность нагрузки источников питания в рабочем диапазоне режимов сварки - до 100%;

- плавная регулировка сварочного режима в широком диапазоне токов и напряжений;

- небольшие габариты и масса.

Технологические характеристики:

- универсальность внешней характеристики;

- стабильность зажигания дуги за счет высокого напряжения холостого хода и осцилляции;

- возможность сварки короткой дугой, уменьшающей энергопотери и улучшая качество шва;

- качественное формирование шва во всех пространственных положениях;

- минимальное разбрызгивание при сварке;

- возможность исключить магнитное дутье при сварке на постоянном токе.

2.8 Обоснование выбора сборочно-сварочной оснастки и приспособлений

Для выполнения контактной точечной сварки по внешнему контуру и приварки швеллеров к конструкции использовать специальный вращатель на базе сварочного вращателя JODA PLANO 25(рисунок 6), для возможности продольного передвижения по заданной программе, вращатель модифицировать, установив его на колёса и установив в него мотор для привода этих колёс.

Рисунок 6 - Сварочный вращатель JODA PLANO 25

Таблица 19 - Технические характеристики сварочного вращателя JODA PLANO 25

Техническая характеристика	Значение
Нагрузка на поворотный стол до, кг	2500
Диаметр планшайбы, мм	1800
Допустимый сварочный ток, А	500
Скорость вращения, об/мин	0,1-1

Для закрепления сварочной горелки при выполнении швов №5,6 применить промышленный робот «Контур» (рисунок 7)

Рисунок 7 - Промышленный робот «Контур»

Таблица 20 - Технические характеристики промышленного робота «Контур»

Характеристика	Значение
Грузоподъемность, кг	3
Число степеней подвижности	6
Система управления	К
Погрешность позиционирования, ± мм	2
Наибольший вылет руки, мм	2000

2.9 Меры борьбы со сварочными деформациями и напряжениями

Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями от сварки можно разделить на две основные группы:

1. Мероприятия, предотвращающие вероятность возникновения деформаций и напряжений или уменьшающие их влияние.

2. Мероприятия, обеспечивающие последующее исправление деформаций и снятие возникших напряжений.

К первой группе мероприятий можно отнести выбор правильной последовательности сварки изделия, жесткое закрепление свариваемых деталей.

Для данной конструкции можно применять следующие мероприятия из первой группы:

· Правильно был подобран основной и сварочный материал

Основной материал - 10ХСНД ГОСТ19282-83, 12Х13 ГОСТ 5582-75

Сварочный материал - сварочная проволока для сварки в среде защитных газов - СВ-08Г2С ГОСТ 2246-70; углекислый газ первого сорта ГОСТ 8050-76; электроды для контактной точечной сварки БрНБТ ГОСТ 18175 - 78;

· Не допускается пересечение сварных швов, а их количество сводится к минимуму

· Необходимо жесткое закрепление деталей конструкции

· Режимы сварки оптимальны

· Правильная последовательность сварки

· Применение контактной точечной сварки

Ко второй группе относятся мероприятия полного снятия напряжений (нормализация) и мероприятия исправления деформированных деталей (тепловая правка). Для данной конструкции применять термическую правку, если это будет необходимо в процессе работы.

2.10 Контроль качества сварной конструкции и исправления дефектов

Предварительный контроль

Контроль исходных материалов

Основной материал. Зону сварки очистить от грязи, масла, краски, ржавчины. Проверить на наличие расслоений, окалины, равномерности толщины. Проверить химический состав, наличие сертификата.

Сварочную проволоку проверить на чистоту поверхностей, отсутствие покрытий, расслоений, химический состав, сертификат. Проверить на наличие влаги.

Контроль оборудования и оснастки

Машины и аппараты для дуговой сварки должны обеспечивать устойчивое горение дуги, требуемую точность и правильность регулировки режима сварки. Должна быть обеспечена исправность токоведущих частей. Сварочное приспособление должно обеспечивать требуемую прочность и жесткость, точное, быстрое и надежное закрепление элементов сварной конструкции, качество обработки и чистоту технологической базы.

Контроль квалификации сварщика

Испытания сварщика проводить по теории и практике сварочных работ с включением сварки образцов соответствующего изделия. Квалификация сварщика должна соответствовать выполняемой работе. Согласно удостоверению на допуск к сварке.

Контроль заготовок

У подготовленных к сварке заготовок проверяить форму, размеры и геометрию кромок, а также отсутствие на их поверхности загрязнений, ржавчины и влаги, т.е. чистоту кромок. Производить зачистку поверхность металла необходимо на 20 мм от кромки.

Рисунок 8 - Зачистка кромок перед сваркой

Контроль сборки

В собранных узлах проверяют зазоры в стыках.

Рисунок 9 - Конструктивные элементы для сборки

Операционный контроль

Контроль режимов сварки

Режимы сварки контролируют по току, напряжению и скорости сварки в установленных пределах.

Контроль готовой продукции

Внешний осмотр.

Внешним осмотром выявляют дефекты швов в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части швов. Многие из этих дефектов недопустимы и подлежат исправлению. Выявляют дефекты формы швов, распределение чешуек и общий характер распределения металла в усилении шва.

Измерение сварных швов.

Геометрические параметры швов измеряют с помощью шаблонов, или измерительных инструментов.

Рисунок 10 - Конструктивные элементы для сварки

Контроль сварных швов на плотность.

Контроль швов № 4,5,6 произвести ультразвуковым контролем, эхо-методом.

Эхо-метод основан на регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Кроме преимущества одностороннего доступа он также имеет наибольшую чувствительность к выявлению внутренних дефектов, высокую точность определения координат дефектов. К недостаткам метода следует отнести прежде всего низкую помехоустойчивость к наружным отражателям, резкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений толщиной 4 мм и более.

Марка дефектоскопа - УД-11ПУ (рисунок 11)

Рисунок 11 - Дефектоскоп УД-11ПУ

Исправление дефектов.

При обнаружении недопустимых дефектов в сварном соединении производится выборка сварного шва в местах дефекта воздушно-дуговой строжкой, фрезерованием или высверливанием участка шва.

Дефекты, присутствующие в сварной конструкции, в обязательном порядке удаляются путем выборки металла шва с последующей заваркой места выборки. Заварка выборки производится полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа плавящимся электродом.

Исправленные сварные швы должны быть повторно проконтролированы в соответствии с требованиями, предъявленными к качеству сварного шва.

2.11 Предлагаемая технология изготовления изделия

005 Сборка листов узла №1 (поз 16,17)

010 Сварка листов узла №1 (поз 16,17)

015 Сборка листов узла №2 (поз 2,4,5,7)

020 Сварка листов узла №2 (поз 2,4,5,7)

025 Сборка листа узла №1 с гайками

030 Сборка листов узлов №1,2 между собой

035 Сварка листов узлов №1,2 между собой по внешнему контуру

040 Сварка листов узлов №1,2 между собой по внутреннему контуру

045 Сборка листа узла №1 с кольцом

050 Сварка листа узла №1 с кольцом

055 Сборка полос со стенками (узел №3)

060 Сварка полос со стенками (узел №3)

065 Крепеж узла №3 с конструкцией

070 Сборка швеллеров с конструкцией

075 Сварка швеллеров с конструкцией

080 Сварка швеллеров между собой

085 Сварка полос между собой

корпус турбина сварочный

3. Расчётная часть

3.1 Техническое нормирование сборочных работ

Т_шт= Т₀₀₅ + Т_015. +... + Т_070., (9)

где:

Т_шт - время на сборку одной детали, мин.;

Т₀₀₅= Т_у+Т_кр+Т_пр (10)

Т_у - время на установку деталей, мин.; ( табл.53,54)

Т_пр.- время на прихватку детали, мин.; ( табл.56 )

Т_кр.- время на крепление детали в ходе сборки(табл. 55)

Нормирование сборки по операциям:

005 Сборка узла №1

Т₀₀₅= 1,8+0,21*8+0,16*4= 4,12 мин

015 Сборка узла №2

Т₀₁₅= 1,8+0,21*12+0,16*16= 6,88 мин

025 Сборка узлов №1,2 между собой

Т₀₂₅= 2,9+0,21*4+0,16*4= 4,38 мин

045 Сборка узла №1 с кольцом

Т₀₄₅= 4,1+0,21*4+0,2*8= 6,54

055 Сборка полос со стенкой

Т₀₅₅= 4,4+0,21*16+0,21*12= 10,28

Так как в данной конструкции 6 таких узлов, то

Т₀₅₅= 10,28*6= 61,68мин

070 Сборка швеллеров с конструкцией

Т₀₇₀= 9+0,21*8+0,21*8= 12,2 мин

Так как в данной конструкции 6 таких узлов, то

Т₀₇₀= 12,2*6= 73,2 мин

Общее время на сборку одной конструкции

Т_шт= 4,12+6,88+4,38+6,54+61,68+73,2 = 156,8 мин = 2,613 ч

3.2 Техническое нормирование сварочных работ

Нормирование сварочных работ по операциям

Т_шт= (Т_н.ш. * L + Т_в.и.) * k_1-_n, (11)

где:

Т_шт- время, затраченное на сварку одной операции, мин.;

Т_н.ш. - время сварки 1 метра шва, мин;

L -длина шва, м;

Т_в.и.- время на вспомогательные операции, мин;

k - коэффициент условия работы.

Т_нш= (Т_о+Т_вш)*К, (12)

где:

Т_о - Основное время на сварку

Таблица 21 - Норма времени на выполнение полуавтоматической сварки в среде СО₂ узла №1 швом С4 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1б	5,43	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,2в	0,21	Т_ви
3	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,9а	0,26	Т_вш
4	Зачистка кромок перед сваркой	76,1а	0,54	Т_вш
5	Осмотр и измерение шва	70,1а	0,20	Т_вш
6	Сварка	1,32б	6,9	Т_о
7	Вид сварки и длина	90,15д		К₁=1,25
8	Рабочее место в цехе	87,1б		К₂=1
9	Тип производства - серийное			К₃=1
10	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка узла №1

Т_ви= 5,41+0,21=5,62 мин

Т_вш= 0,26+0,54+0,20=1 мин

Т_нш= (6,9+1)*1,12=8,85 мин

Т_шт= (8,85*0,5+5,62)*1,25=12,55 мин

Т_шт= 12,55мин = 0,2 ч

Таблица 22 - Норма времени на выполнение полуавтоматической сварки в среде СО₂ узла №2 швом С2 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1б	5,43	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,2г	0,28	Т_ви
3	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,9а	0,26	Т_вш
4	Зачистка кромок перед сваркой	76,1а	0,54	Т_вш
5	Осмотр и измерение шва	70,1а	0,20	Т_вш
6	Сварка	1,12б	3,7	Т_о
7	Вид сварки и длина	90,2д		К₁=1,05
8	Рабочее место в цехе	87,1б		К₂=1
9	Тип производства - серийное			К₃=1
10	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка узла №2

Т_ви= 5,43+0,28=5,71 мин

Т_вш= 0,26+0,54+0,20=1 мин

Т_нш= (3,7+1)*1,12=5,26 мин

Т_шт= (5,26*2,5+5,71)*1,05=19,8 мин

Т_шт= 19,8 мин = 0,33 ч

Таблица 23 - Норма времени на выполнение полуавтоматической сварки в среде СО₂ швеллеров между собой и стенок между собой швом С2 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1г	9,72	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,2в	0,21	Т_ви
3	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,9а	0,26	Т_вш
4	Зачистка кромок перед сваркой	76,1а	0,54	Т_вш
5	Осмотр и измерение шва	70,1а	0,20	Т_вш
6	Сварка	1,16б	4,9	Т_о
7	Вид сварки и длина	90,15д		К₁=1,25
8	Рабочее место в цехе	87,1б		К₂=1
9	Тип производства - серийное			К₃=1
10	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка швеллеров между собой и стенок между собой

Т_ви= 9,72+0,21=9,92 мин

Т_вш= 0,26+0,54+0,20=1 мин

Т_нш= (4,9+1)*1,12=6,608 мин

Т_шт= (6,608*1,5+9,92)*1,25=24,79 мин

Т_шт= 24,79 мин = 0,41 ч

Таблица 23 - Норма времени на выполнение автоматической сварки в среде СО₂ полос со стенками швом Т3 4 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1б	5,43	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,1и	0,61	Т_ви
3	Осмотр и измерение шва	70,1б	0,3*2	Т_вш
4	Проверка установки автомата	73,1а	0,15*8	Т_вш
5	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,13а	0,38*2	Т_вш
6	Зачистка кромок перед сваркой	76,1б	0,64*2	Т_вш
7	Сварка	6,6б	3,9*2	Т_о
8	Вид сварки и длина	90,15д		К₁=1,25
9	Рабочее место в цехе	87,1а		К₂=1
10	Тип производства - серийное			К₃=1
11	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка полос со стенками

Т_ви= 5,43+0,61=6,04 мин

Т_вш= 0,6+1,2+0,76+1,28 =3,84 мин

Т_нш= (7,8+3,84)*1,12=13,03 мин

Т_шт= (13,03*10+6,04)*1,25=170,42 мин

Т_шт= 170,42 мин = 2,84 ч

Таблица 24 - Норма времени на выполнение автоматической сварки в среде СО₂ швеллеров со стенками швом Н1 4 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1б	5,43	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,1д	0,56	Т_ви
3	Осмотр и измерение шва	70,1г	0,22	Т_вш
4	Проверка установки автомата	73,1а	0,15*14	Т_вш
5	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,13а	0,38	Т_вш
6	Зачистка кромок перед сваркой	76,1б	0,59	Т_вш
7	Сварка	6,6б	3,9	Т_о
8	Вид сварки и длина	90,15д		К₁=1,25
9	Рабочее место в цехе	87,1а		К₂=1
10	Тип производства - серийное			К₃=1
11	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка швеллеров со стенками

Т_ви= 5,43+0,56=5,99 мин

Т_вш= 0,22+2,1+0,38+0,59 =3,29 мин

Т_нш= (3,9+3,29)*1,12=8,05 мин

Т_шт= (8,05*7+5,99)*1,25=77,92 мин

Т_шт= 77,92 мин = 1,29 ч

Таблица 25 - Норма времени на выполнение автоматической сварки в среде СО₂ узла №1 с кольцом швом Н1 3 согласно ГОСТ 14771-76

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин	Значение коэффициента
1	Установка и снятие изделия	81,1б	5,43	Т_ви
2	Перемещения сварщика	84,1д	0,56	Т_ви
3	Осмотр и измерение шва	70,1г	0,22	Т_вш
4	Проверка установки автомата	73,1а	0,15*14	Т_вш
5	Зачистка околошовной зоны от брызг	75,13а	0,38	Т_вш
6	Зачистка кромок перед сваркой	76,1б	0,59	Т_вш
7	Сварка	6,5б	2,7	Т_о
8	Вид сварки и длина	90,17д		К₁=1,28
9	Рабочее место в цехе	87,1а		К₂=1
10	Тип производства - серийное			К₃=1
11	Положение шва в пространстве	88,1а		К₄=1

Сварка узла №1 с кольцом

Т_ви= 5,43мин

Т_вш= 0,22+2,1+0,38+0,59 =3,29 мин

Т_нш= (2,7+3,29)*1,12=6,7 мин

Т_шт= (6,7*7+5,43)*1,25=65,41 мин

Т_шт= 65,41 мин = 1,09 ч

Таблица 26 - Норма времени на выполнение контактной точечной сварки узлов №1,2 между собой швом Km-9/150 согласно ГОСТ 15878-79

№ поз.	Наименование работ	№ карты, индекс	Норма времени, мин
1	Установка в приспособление	7,20 е	0,127
2	Установка узла на электрод	11,20д	0,087
3	Поворот узла	15,40д	0,0074
4	Снятие узла с приспособления	17,20к	0,086
5	Сварка	1,6в 5,1а	0,59112 0,015112

Т_о= 66,08+1,68= 67,76 мин

Т_в= 0,127+0,087+0,0074*6+0,086=0,34 мин

Т_шт= (Т_о+Т_в)*К (13)

Т_шт= (67,76+0,34)*1,11=75,59 мин

Т_шт= 75,54мин = 1,26 ч

3.3 Определение трудоёмкости по видам работ, общей трудоёмкости

Т_н= Т_штх N + Т_пз (14)

Где:

Т_пз -подготовительно заключительное время Т_пз = 10мин

N - годовая программа изделия N = 6000шт.

Таблица 27 - Общая трудоёмкость по видам работ

Вид работ	Штучное время на единицу, ч	Трудоёмкость на программу, н/ч
Сборка	2,613	15678
Полуавтоматическая сварка	0,94	5640
Автоматическая сварка в среде СО₂ сварочным трактором	2,84	17040
Автоматическая сварка в среде СО₂ с использованием промышленного робота	2,38	14280
Контактная точечная сварка	1,26	7560
Итого:	10,03	60198

4. Экономическая часть

4.1 Определение необходимого количества оборудования и его загрузки

Для определения по группам количества оборудования и рабочих мест необходимы следующие данные:

· производственная программа,

· технологический процесс с указанием норм времени по операциям и применяемого оборудования,

· планируемый коэффициент выполнения норм,

· действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования.

Расчёт ведётся раздельно по видам применяемого оборудования или рабочих мест по формуле:

(15)

где: То - общая трудоёмкость по данному виду работ на годовую программу в норма часах.

Fд.о. - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования в час.

Кн - коэффициент выполнения действующих норм (Кн = 1,05 - 1,1)

Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования определяется с учётом заданной сменности и времени простоев оборудования в плановом ремонте по формуле:

(16)

где: Fн.о. - номинальный годовой фонд времени работы единицы оборудования, час (по рабочему календарю на текущий год)

- число рабочих смен в сутках

Величина номинального фонда составляет 1900 часов.

F_д.о.=1900·2·=3800 (часов)

Если в результате расчёта получиться дробное число, то оно округляется до большего целого числа, определяющего принятое число рабочих мест

Процент загрузки оборудования и рабочих мест на участке определяется по формуле:

(17)

Средний процент загрузки оборудования и рабочих мест на участке определяется по формуле:

(18)

Таблица 28 - Расчётное оборудование участка.

Оборудование	Трудоёмкость на годовую программу То нормо-час	Коэффициент выполнения норм Кн	Количество рабочих занятых на единице оборудования Кр	Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд.о час.	Количество оборудования	% загрузки оборудования
					Расчётное Ср	Принятое Спр
Сборка	15678	1.1	1	3800	3,75	4	93
Сварка п/а	5640	1.1	1	3800	1,35	2	67
Сварка авт. трактором	17040	1.1	1	3800	4,07	5	81
Сварка авт. роботом	14280	1.1	1	3800	3,41	4	85
Контактная точечная сварка	7560	1.1	1	3800	1,8	2	90
Итого:	62359					17	84

На основании расчётных данных строится график загрузки оборудования и рабочих мест.

Рисунок 12 - График загрузки оборудования

При проектировании участка (цеха) необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент загрузки оборудования или рабочих мест был возможно ближе к единице (к 100%).

На основание полученных данных составить свободную ведомость оборудования.

4.2 Расчет необходимого количества рабочих

Численность работающих участка (цеха, завода) складывается из следующих категорий:

основные производственные рабочие

вспомогательные рабочие

инженерно-технические работники (ИТР)

счётно-конторский персонал (СКП)

младший обслуживающий персонал (МОП).

Расчёт количества основных производственных рабочих.

Численность основных производственных рабочих определяется исходя из данных:

-общей трудоёмкости производственной программы для данного вида работ (из расчёта трудоёмкости), нормо-ч. (То)

-действительного годового фонда времени одного рабочего, час (Fд.р.)

-планируемого коэффициента выполнения норм, (Кн = 1,05 - 1,1)

Расчёт надо вести раздельно по каждой специальности рабочих (видам работ) и по каждому разряду по формуле:

(19)

Расчёт действительного фонда времени

Расчет действительного фонда времени (F_др) одного рабочего определяется по формуле:

Где F_но- номинальный фонд времени, з_НР - коэффициент использования номинального фонда времени, учитывающий невыходу на работу определяется

очередной отпуск..................................................5,1 - 5,9%

болезни и травматизм...........................................2,5 - 4,0%

отпуск по беременности.......................................0,6 - 0,8%

выполнение государственных и

общественных обязанностей...............................0,3 - 0,6%

потери внутри рабочего дня................................0,5 - 1,0%

ИТОГО невыходов................................................9,0 - 12,3

При 10% невыходов

Расчёт количества основных рабочих

Rсб =15678/1900*1=7,93 = 8чел

Rп/а =5640/1900*1= 3,14 = 4чел

Rавт. тракт. =17040/1900*1= 9,1 = 10 чел

Rавт. роб. = 14280/1900*1= 7,5 = 8 чел

Rк.т.=7560/1900*1= 3,97 = 4 чел

Общее количество основных рабочих 34 человека.

Таблица 30 - Расчёт количества основных производственных рабочих

Профессия (вид работы)	разряд	Трудоемкость на годовую программу	Действительный годовой фонд времени рабочего	Коэффициент выполнения норм	Расчетное количество рабочих	Принятое количество основных рабочих
		норма- час.	час		чел.	чел.
Сборщик	4	15678	1900	1	7,93	8
Сварщик п/а сварки	4	5640	1900	1	3,14	4
Сварщик автоматической сварки трактором	4	17040	1900	1	9,1	10
Сварщик автоматической сварки роботом	4	14280	1900	1	7,5	8
Сварщик контактной точечной сварки	4	7560	1900	1	3,97	4
Итого	4	60198			31,64	34

Расчёт количества вспомогательных рабочих

При укрупненном расчёте нормативов может служить процентное соотношение между производственными и вспомогательными рабочими. Для сборочно-сварочных цехов численность вспомогательных рабочих не должна превышать 10-20% вспомогательных рабочих, а на отдельных производственных участках 25-30%.

R_всп=R_осн·20% (20)

R_всп= 34·0,2= 6,8 = 7 человек

Расчет количества ИТР, СКП, МОП.

Определение потребности в ИТР производится в процентах от общего числа производственных и вспомогательных рабочих.

В среднем принимают в %:

инженерно-технические работники (ИТР).......................8%

R_итр= (R_осн+ R_всп)·8% (21)

R_итр= (34+7)·0,08= 3,28 = 4 человека

счетно-конторский персонал (СКП)..................................3%

R_скп=( R_осн+ R_всп)·3% (22)

R_скп =(34+7)·0,03=1,23 = 2 человека

младший обслуживающий персонал(МОП)...................2%

R_моп=( R_осн+ R_всп)·2% (23)

R_моп =(34+7)·0,02= 0,82 =1 человек

Сводная ведомость работающих

Таблица 31 - Сводная ведомость работающих

Категория работающих	Количество	Удельный вес, %
Основные рабочие Вспомогательные рабочие И Т Р СКП МОП	34 7 4 2 1	94% 6% 3% 2% 1%
ВСЕГО	41	100%

4.3 Расчёт уровня механизации сварочных работ

Определение степени механизации и автоматизации работ

Одним из показателей механизации и автоматизации производства является степень охвата рабочих механизированным трудом, которая определяется по формуле:

С_м = R_м/ R * 100%, где: (24)

Rм-число рабочих выполняющих работу механизированным способом,

R-общее число основных производственных рабочих на рассматриваемом участке производства.

С_м = 34/ 34 * 100% = 100%

4.4 Расчёт площади участка

Определение размера производственной площади можно производить:

· укрупнённым способом

· по выполненной планировке

Планировка участка выполняется на ватмане в масштабе. При этом необходимо обеспечить:

Ш наименьшие пути и наименьшие затраты на перемещение предметов труда в процессе производства

Ш наиболее эффективное использование производственной площади

Ш наиболее производительные и безопасные условия работы рабочих.

Целесообразнее размещать оборудование по ходу технологического процесса. Необходимо обосновать выбор ширины пролёта, расстояния между колоннами, высоты цеха (участка). Необходимо рассмотреть вопросы размещения основных коммуникаций воды, воздуха, газа и т. д. Обосновать выбор подъёмно-транспортных средств.

Производственная площадь участка включает в себя площадь всего оборудования в соответствии с габаритами определяется по формуле:

S_произв = F _об._iх г х S _пр._i (25)

где: F _об._i- площадь оборудования по габаритам

г - коэффициент учитывающий дополнительную площадь (принимаем = 5)

S _пр._i - количество единиц принятого оборудования

S_произв=120*5=600 м²

Вспомогательная площадь принимается в размере 15-20% от производственной площади.

S_вспом=600*0,2=120 м²

S_общ= 600+120=720 м²

4.5 Определение фондов зарплаты персонала участка

Расчёт фонда зарплаты основных рабочих осуществляется на основе трудоёмкости производственной программы, а вспомогательных рабочих - на основе их численности по профессиям и разрядам, а также на основе часовых тарифных ставок и применяемых на заводе премиальных систем оплаты труда.

Фонд заработной платы основных и вспомогательных рабочих складывается из основной зарплаты и дополнительной. Основная зарплата состоит из прямой (тарифной) зарплаты и доплат до основной зарплаты (по сдельно-премиальной системе оплаты труда). Фонд прямой зарплаты основных рабочих - сдельщиков каждой профессии определяется по формуле:

где: (26)

Сср.сд - часовая тарифная ставка рабочего-сдельщика среднего разряда данной профессии.

То - это трудоёмкость на годовую программу данного вида работ, нормо-час.

З_{пр.сд.сб.}= 15678*76,3 = 1196231,4 (руб)

З_{пр.сд.св. п/а.}= 5640*76,3 = 430332 (руб)

З_{пр.сд.авт. трат.}= 17040*76,3 = 1300152 (руб)

З_{пр.сд.авт. роб.}= 14280*76,3 = 1089564 (руб)

З_{пр.сд.к.т.}= 7560*76,3 = 576828 (руб)

Фонд прямой зарплаты вспомогательных рабочих-повременщиков определяется по формуле:

(27)

- численность рабочих- повременщиков данной профессии.

- действительный годовой фонд времени одного рабочего.

- часовая тарифная ставка рабочего- повременщика среднего разряда данной профессии.

ДОПЛАТЫ до основной зарплаты при выполнении курсовой работы для сдельщиков могут быть приняты в размере 25-30% от тарифной зарплаты, а для повременщиков - в размере 10-15%.

D_{сд. сб}= 1196231,4 •27,5%= 32893,6(руб)

D_{сд. п/а}= 430332 •27,5%= 118341,3(руб)

D_{сд. авт.тракт.}= 1300152 •27,5%= 357541,8(руб)

D_{сд. авт.роб}= 1089564 •27,5%= 299630,1(руб)

D_{сд. к.т}= 576828 •27,5%= 158627,7(руб)

Расчет общей зарплаты:

З_{о.сд. сб}= 1196231,4+32893,6=1229125 (руб)

З_{о.сд. п/а}= 430332+118341,3=548673,3 (руб)

З_{о.сд. авт тракт}= 1300152+357541,8=1657693,8 (руб)

З_{о.сд. авт.роб}= 1089564+299630,1=1389194,1 (руб)

З_{о.сд. к.т.}= 576828+158627,7=735455,7 (руб)

Дополнительная зарплата может быть принята и для сдельщиков, и для повременщиков 10-15% от основной заработной платы.

З_д.сб.= 1229125•12,5%=153640,62 (руб)

З_д.п/а.= 548673,3•12,5%=68584,16 (руб)

З_{д.авт.тракт.=} 1657693,8 •12,5%=207211,72 (руб)

З_{д.авт.роб.=} 1389194,1 •12,5%=173649,26 (руб)

З_д.к.т..= 735455,7 •12,5%=91931,96 (руб)

Расчет фонда заработанной платы:

Ф=З_о+З_д (28)

Ф_сб.= 1229125+153640,62 = 1382765,63 (руб)

Ф_п/а.= 548673,3+68584,16 = 617257,46 (руб)

Ф_{авт.тракт.=} 1657693,8 +207211,72 = 1864905,52 (руб)

Ф_{авт.роб=} 1389194,1 +173649,26 = 1562843,39 (руб)

Ф_{к.т. =} 735455,7 +91931,96 = 827387,66 (руб)

После расчёта фонда зарплаты определяется среднемесячная зарплата рабочих-сдельщиков и рабочих-повременщиков делением общего фонда зарплаты на 12 месяцев и на число рабочих

З_см.сб.= 1382765,63/12*8=14403,80 (руб)

З_см.п/а.= 617257,46 /12*4=12859,53 (руб)

З_{см.авт.тракт.}= 1864905,52 /12*10=15540,88 (руб)

З_{см.авт.роб.}= 1562843,39 /12*8=16279,61 (руб)

З_см.к.т..= 827387,66 /12*4=17237,24 (руб)

Оклады (руб/мес):

ИТР-12000 (руб)

СКП-8000(руб)

МОП-4000(руб)

ИТР:

Cумма годового оклада=12000·4·12=576000 (руб)

D=576000·0,3=172800(руб)

Д.З.= 576000·0,1=57600(руб)

Среднемесячная зарплата:

СКП:

Сумма годового оклада=8000·12·2=192000(руб)

D=192000·0,3=57600(руб)

Д.З.=192000·0,1=19200(руб)

Среднемесячная зарплата:

МОП:

Сумма годового оклада=4000·12·1=48000(руб)

D=48000·0,3=14400(руб)

Д.З.=48000·0,1=4800(руб)

Среднемесячная зарплата:

Таблица 32- Фонд зарплаты рабочих.

Наименование операций (вид работ)	разряд	Трудоемкость на годовую программу (нормо/час.)	Часовая тарифная ставка (руб)	Прямая зарплата (руб.)	Доплаты до основной зарплаты (руб.)	Основная зарплата (руб)	Дополнительная зарплата (руб.)	Фонд з/п осн. Раб. (руб.)	Средне месячная зарплата
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Сборщик	4	15678	76.3	1196231,4	32893,6	1229125	153640,62	1382765,63	14403,80
Сварщик п/а сварки	4	5640	76.3	430332	118341,3	548673,3	68584,16	617257,46	12859,53
Сварщик автом. свар тракт.	4	17040	76.3	1300152	357541,8	1657693,8	207211,72	1864905,52	15540,88
Сварщик автом. свар. роботом	4	14280	76.3	1089564	299630,1	1389194,1	173649,26	1562843,39	16279,61
Сварщик контактн. точ. сварки	4	7560	76.3	576828	158627,7	735455,7	91931,96	827387,66	17237,24
Вспомогате-льные рабочие	4	2000	76.3	1014790	172800	1187590	172800	1360390	12260
Всего								7615547	15478.75

4.6 Определение себестоимости изготовления изделия

Заводская себестоимость изделия определяется путём расчёта калькуляции по отдельным статьям затрат.

Таблица 33- Калькуляция себестоимости.

Наименование статей	Сумма
	Руб.	Коп.
1.основные материалы за вычетом отходов 2.сварочные материалы 3.энергия для технологических изделий 4.основная зарплата производственных рабочих 5.начисления на зарплату производственных рабочих 6.цеховые расходы	54862 11705 5130 765 272 1913	50 50 00 50 50 75
ИТОГО цеховая себестоимость 7. общезаводские расходы.	74649 612	75 40
ИТОГО заводская себестоимость	75242	15

Расчет себестоимости основных материалов.

Для расчета стоимости основных материалов используют следующие данные: марку материала и вес материала.

М=Q·m-q·n (29)

где: М- стоимость данного вида материала, руб.

Q - расход материала на одно изделие (черный вес), кг.

m- цена 1кг.материала, руб. m=70 руб/кг

g-вес отходов, кг.

n- цена 1кг отходов

Q = 570 * 1,25 = 712.5 (кг)

g = 712,5 - 570 = 142.5 (кг)

М = 712.5* 80 - 142.5*15 = 54862.5 (руб)

Расчет стоимости вспомогательных материалов

Для расчёта вспомогательного материала из технологического проекта надо взять следующие данные:

· вид сварки (автоматическая, ручная, полуавтоматическая)

· положение сварного шва

· толщину свариваемого металла или катет шва, мм.

· Длину сварного шва, погон. метр.

· Марку вспомогательного материала

Таблица 34 - Стоимость вспомогательных материалов.

Вид сварки	вид шва	д материал,мм	Марка материала	Расход на 1 пог. М.шва	Длинна шва,м	Расход мат. на изделие, кг	Цена 1 кг матер, руб	Стоимость мат. на изделие ,руб	Общая себестоимость материала, руб
			Газ,флюс	Проволока	Газ, флюс	проволока		Газ,флюс	проволока	Газ,флюс	проволоап	Газ,флюс	Проволока
П/А	С4	4	СО₂	Св-08Г2С	37.8	0,11	0,5	18,9	0,055	7,5	59,9	141.75	3,29	145,04
	С2	2			35.8	0,074	2,5	89,5	0,185			671.25	11,08	682,33
	С2	5			39.3	0,15	1,5	58,95	0,225			442.12	13,47	1455,6
Авт. трактор	Т3	4			37.8	0,15	20	754	3			5670	179,7	5849,7
Авт. роботом	Н1	4			37.8	0,15	7	264,6	1,05			1984.5	62,9	2047,4
	Н1	3			36.9	0,07	5,43	200,36	0,38			1502.7	22,76	1525,46
Всего		11705,5

Расчет стоимости электроэнергии

Укрупнённый расчёт расхода электроэнергии на 1 кг. наплавленного металла для различных способов электродуговой сварки может быть произведён на основе средних величин расхода на 1 кг. наплавленного металла. В приложении 2 приведены средние значения расхода электроэнергии на 1 кг. наплавленного металла при дуговой сварки и электрошлаковой сварке. В приближённых расчётах можно принять, что вес наплавленного металла составляет примерно 2-3% от веса свариваемого металла.

Расход электроэнергии для сварки изделия можно определить по формуле:

Эобщ. = (0,02-0,03)Р LЭэн. Где: (30)

Ээн - удельный расход электроэнергии на 1 кг. наплавленного металла,

L - общая длинна всех швов

Р - вес конструкции кг.

Стоимость 1 квт-ч электроэнергии принимается равной 10 руб.

Эобщ. = (0,03)· 570·30·10 = 5130 руб

Расчёт основной заработной платы.

Расчёт основной заработной платы производится по формуле:

З_сд=t_шт·С_сд(31)

З_сд= 10,03•76,3=765,51 руб

Расчет начислений на заработную плату.

Начисления на заработную плату составляют 35,6% от основной заработной платы в расчете на одно изделие.

765,5·0,356= 272,5 руб.

Расчет цеховых расходов.

Размер цеховых расходов составляет 250% от заработной платы.

765,5·2,5= 1913,75 руб.

Расчет общезаводских расходов.

Общезаводские расходы принимаются в размере 80% от заработной платы основных рабочих.

765,5·0,8= 612,4 руб.

4.7 Определение экономической эффективности изделия

Капитальные затраты определяются по формуле:

К_пр=С_об+С_пр+С_произ+С_всп+С_инв (32)

где:

С_об.- стоимость оборудования с учетом монтажа

С_пр- стоимость приспособлений принимается в размере 30% от стоимости оборудования

С_произ. - стоимость производственной площади

С_всп.- стоимость вспомогательной площади

С_идв. - инвентаря

С_об=2033000 руб

С_пр=2033000·0,3=609900 руб

С_произ=600·50000=30000000 руб

С_всп=120·15000=1800000руб

С_{инв осн}=34·1500=51000 руб

С_{инв всп}=7·1000=7000 руб

К_пр= 2033000+609900+30000000+1800000+51000+7000=34500900 руб.

К_баз= 0,75*К_пр (33)

К_баз= 0,75*34500900=25875675 руб.

Для оценки экономической эффективности определяются показатели:

1) годовой экономический эффект.

2) ожидаемый срок окупаемости капитальных вложений.

Годовой экономический эффект определяется по формуле:

Э _год = (С _баз. + Е _н х К_баз.) - (С _пр. + Е _н х К_пр.) (34)

где: С _баз. - себестоимость годового выпуска продукции по базовому варианту

Е _н - нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложений (0,15-0,2), принимаем Е _н = 0,2

К_баз. - капитальные затраты по базовому варианту

С _пр. - себестоимость годового выпуска по проекту

К_пр. - капитальные затраты по проекту

Себестоимость годовой программы по проекту рассчитывается по формуле:

С _пр. = С _изд. х N (35)

где: С _изд. - себестоимость изготовления

N - годовая программа

С _пр. = 75242 х 6000 =451452000(_руб.)

С _баз = 1,02

С _баз. = 1,02 х С _пр. (36)

С _баз. = 1,02 х 451452000 = 460481040 (_руб.)

Таким образом годовой экономический эффект равен:

Э _год = (460481040 + 0,2 х 25875675) - (451452000 + 0,2 х 34500900) =

= 465656235 - 458352180 = 7304055 (_руб.)

Ожидаемый срок окупаемости капитальных затрат определяем по формуле:

Т _ож. = К _пр.- К _баз. (37)

С _баз. - С _пр.

Т_ок.= (34500900-25875675)/( 460481040-451452000)= 0,95 года

Таким образом в результате расчётов получился положительный годовой эффект 4530450 руб, а ожидаемый срок окупаемости 1,23 года, что не превышает нормативного срока.

4.8 Технико-экономические показатели участка

Таблица 35 - Технико-экономические показатели участка

Показатели	Единицы измерения	Обоснование расчета	Цифровая характеристика показателей
Годовая программа	шт.	Задано	6000
Режим работы
Планируемый период	Год	Задано	1
Сменность	кол.	Задано	2
Вес изделия	Кг	Задано	570
Трудоемкость	нормо-ч	Табл. 27
Сборка Сварка			2,613 7,417
Трудоемкость на годовую программу Сборка Сварка			15678 44520
Средний разряд работ			4
Общее кол-во оборудования	шт.	Табл. 28	17
Сборочного			4
Сварочного			13
Средний % загрузки оборудования	%		84
Состав работающих	чел.	Табл. 31
Основных рабочих			34
Вспомогательных рабочих			7
ИТР			4
СКП			2
МОП			1
Фонд зарплаты	руб.
Основных рабочих		Табл. 32	625157
Вспомогательных рабочих			7615547
Общая производственная площадь участка	м²		720
Заводская себестоимость изделия	руб.	Табл. 33	75242

5. Организация производства

5.1 Описание организации рабочего места

Рабочие места участка устанавливаются в соответствии с правилами размещения оборудования на сборочно-сварочном участке с допускаемыми пределами минимальных расстояний между этим оборудованием, складочными местами и элементами радости. Схема расположения оборудования на участке может быть одно, двух, трех, четырех рядной. Между рядами устанавливаются проходы величиной (размером) 1-2м. Источником питания устанавливаются между колоннами у стены цеха на расстоянии 0,5 от них. На участке может быть установлено стационарное оборудование: поворотное оборудование для установки на них сварных конструкций, колонны для размещения сварочных автоматов, различные плиты, сборочные и сварочные стенды, места контроля и исправления дефектов сварных швов. Кроме стационарного оборудования, устанавливается передвижное в виде различных тележек для установки на них сварочных аппаратов. Для их перемещения на полу цеха устанавливаются рельсы в различных местах цеха (у стены или в другом месте пролета). На участке могут располагаться кладовые по хранению сварочных материалов и инструментов. Снабжение сварочными материалами должно быть непрерывным в течение рабочей смены.

Для обеспечения энерго, водухо и газоресурсами в цехе предусматривается централизованный подвод сжатого воздуха по трубопроводам Р=0,5 МПА рабочего или по трубопроводу или от рампы.

Подвод электричества, сварочного тока от источника питания к рабочему месту производится от специальных пунктов подключения оборудования. Кроме того, на участке при необходимости устанавливается производственный (технологический) трубопровод для подвода воды на рабочие места или контроля, а так же пожарные водопроводы.

Пожарные проезды устанавливаются, как правило, вдоль пролета цеха шириной 3-4м в середине пролета или края в зависимости от расположения оборудования и грузопотока на участке.

5.2 Обоснование предлагаемой планировки участка

Типовая унифицированная секция для проектирования цеха имеет размеры 12х18,где 12м- шаг колонн, 18м- ширина пролета.

Прежде чем выбрать нужный размер типовой секции необходимо:

1. Определить габариты всего применяемого оборудования.

2. Определить габариты складочных мест.

3. Определить размеры контрольных мест.

4. Определить размеры складских помещений.

5. Определить размеры и количество проходов и проездов и проездов на предполагаемой планировке участка.

6. Просуммировать все площади и получить примерную площадь будущего участка.

Затем необходимо подобрать типовую секцию. На плане типовой секции нанести вышеперечисленное оборудование, складские места и места контроля.

На планировке располагают мелкие склады материалов инструмента и д.р., а так же помещения для ИТР и работников контроля. (не мене 4м на человека).

На свободном месте планировки можно установить питьевой фонтанчик, а у выходной двери- калориферы.

После выбора оптимального варианта на планировке наносят пункты подключения электроснабжения (электричество, вентиляция, сжатый воздух, газ, техническая вода и т.д.), а также мест противопожарной защиты.

Оборудование необходимо устанавливать таким образом, чтобы выполнение технологического процесса было рациональным, без лишних затрат на транспортирование и возврата, т.е. направлении грузопотока на участке должно быть прямоточным.

5.3 Обоснование выбора внутрицехового транспорта

К внутри цеховому транспорту относятся всевозможные краны, самоходные тележки, конвейеры, эл. штабелеры и погрузчики.

Выбор транспорта производится по следующим показателям.

Краны

Они бывают различной грузоподьемности. Она должна соответствовать максимальному весу изготавливаемой конструкции или весу устанавливаемому на участке оборудования (наибольшему). Поэтому в зависимости от грузоподьемности (ГП) краны могут быть подвесные, мостовые или кран-балки.

Мостовые краны обычно устанавливаются на участках вдоль всего пролета цеха, они имеют ГП не менее 5т. Это транспорт переодического действия. Для обслуживания складских помещений применяются различные погрузочные устройства: эл. погрузчики или штаблеры в зависимости от оснащенности складов.

5.4 Охрана труда, техника безопасности и противопожарные мероприятия.

Охрана труда

При выполнении технологического процесса возникают следующие опасные и вредные факторы по ССБТ ГОСТ 12.0.003 - 86 «Опасные и вредные производственные факторы»:

1. Движущиеся машины и механизмы, передвигающиеся изделия, заготовки и механизмы - автоматическая сварка неплавящимся электродом(АИНп) - поворотная колонна, роликовый стенд, сварочная головка.

2. Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны - АИНп, полуавтоматическая сварка в Ar (ПAr), газовая резка (ГР) - фтористый водород, марганец, окись железа.

3. Повышенная температура поверхностей оборудования, материалов -АИНп, ПAr, ГР - свариваемый и разрезаемый материал, горелка.

4. Повышенная температура воздуха рабочей зоны - ПAr, ГР.

5. Повышенный уровень шума на рабочем месте - ГР.

6. Опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека - ПAr- горелка.

7. Повышенный уровень электромагнитных излучений - АИНп, ПAr.

8. Повышенная яркость света - ПAr, ГР - сварочная дуга, факел пламени.

9. Повышенный уровень ультрафиолетовой радиации - П_Ar- сварочная дуга.

10. Повышенный уровень инфракрасной радиации - ПAr, ГР - сварочная дуга, факел пламени.

11. Нервно-психические перегрузки.

Общие мероприятия по технике безопасности на проектируемом участке и меры обеспечения безопасной работы людей во время выполнения технологического процесса.

1. Спроектированный технологический процесс соответствует требованиям ССБТ ГОСТ 12.3.003 - 86.

2. Используемое в технологическом процессе оборудование снабжено необходимыми средствами защиты персонала согласно требованиям ССБТ ГОСТ 13.2.003 - 74 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности» и ССБТ ГОСТ 12.2.007.8 - 75 «Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности».

3. Для защиты рабочих при работе с шлифовальными машинками применены защитные очки и рукавицы, а также защитный кожух на машинке.

4. Устанавливаются ограждения вокруг оборудования и приспособлений, а также нанесение знаков безопасности на их корпуса по ССБТ ГОСТ 12.2.003 - 91 и ССБТ ГОСТ 12.4.026 - 76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности».

5. Сварочному персоналу выдаётся спецодежда из материалов по ССБТ ГОСТ 12.4.005 - 81 «Ткани и материалы для спецодежды сварщиков» и индивидуальные средства защиты органов дыхания, зрения и слуха.

6. Для защиты лица сварщик обеспечивается сварочной маской МС - 2 по ССБТ ГОСТ 12.4.035 - 78 «Средства индивидуальной защиты. Щитки защитные для электросварщиков». Для защиты глаз применяются светофильтры по ССБТ ГОСТ 12.4.080. - 79 «Светофильтры стеклянные для защиты глаз от вредных излучений на производстве».

а) С-10 - ПAr.

б) С-1 - ГР.

Для защиты слуха работающих с ручным пневматическим инструментом применяются противошумные наушники ВЦНИИОТ - 2.

7. Применяемый пневматический привод для сборочно-сварочных приспособлений отвечает требованиям ССБТ ГОСТ 12.2.101 - 64. Для обеспечения безопасности работы пневматических цилиндров устанавливаются предохранительные клапаны контроля давления.

8. Для ослабления контраста между яркостью дуги, поверхностью стен и оборудованием стены окрашиваются в светлые тона с диффузным (рассеянным) отражением света.

9. Для перемещения заготовок используется кран мостовой электрический однобалочный (грузоподъёмность - 5т.) согласно ПБ 10 - 14 - 92 «Правила устройства и эксплуатации грузоподъёмных кранов со звуковым сигналом».

10. Рентгеноконтроль проводится в отдельном помещении.

Микроклимат

При выполнении технологического процесса необходимо чтобы внутри помещения были созданы оптимальные условия по СанНиП 2.2.4.548 - 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Допустимые метеорологические условия в рабочей зоне:

а) Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха до + 10єС)

б) На постоянных рабочих местах

Т° = 16 - 22єС

в) Вне постоянных рабочих мест

Т° = 15 - 24єС

Категория работ - средней тяжести.

Для обеспечения заданной температуры в производственном помещении в холодные периоды применяются общая система отопления.

12.Вентиляция

В сварочном производстве большой объем составляют сборочно-сварочные операции. Использование сварочного оборудования при автоматической сварке неплавящимся электродоми, а также сварке в среде Ar приводит к большой загазованности дымом и аэрозолями рабочих мест (см. таблицу 1). Дополнительно на тех же самых местах присутствует шлифовальная пыль от пневмоинструмента, а также газовые выделения от газовой резки.

Учитывая вышеизложенное, на площадях основного производства необходимо предусмотреть кондиционирование воздуха, используя гибкие местные вытяжные устройства позволяющие удалять до 75% вредных веществ непосредственно из зоны их выделения. Также необходима установка общеобменной вентиляции по СНиП 2.04.05 - 91 «Отопление, вентиляция, и кондиционирование воздуха»

13. Электробезопасность

Вид сети - трёхфазная трёхпроводная с изолированной нейтралью.

Согласно ПУЭ:

Присоединение и отсоединение от сети электросварочных установок, а также наблюдение за их исправным состоянием в процессе эксплуатации производить электротехническим персоналом предприятия.

Изоляцию проводов защищать от механических повреждений металлической оплеткой, и располагать в углублениях пола, закрытых металлическим листом. Применение проводов с поврежденной оплёткой или изоляцией запрещается.

Перед присоединением сварочной установки производится внешний осмотр всей установки. При обнаружении, каких - либо неисправностей сварочную установку включать запрещается.

Заземлять корпуса сварочных установок, и источники питания к которым возможно прикосновение во время работы.

Все установки оснастить автоматическими выключателями.

14. Производственное освещение

Применяется естественное, а в вечернее и зимнее время искусственное освещение согласно СНиП 23 - 05 - 95 «Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение».

Также предусмотрено специальное освещение для эвакуации людей.

При искусственном свете применяется комбинированная система освещения.

Общее освещение - равномерное, с помощью сетильников.

Местное освещение применяется при сварке в замкнутом объёме (сварка котла), с помощью ручных переносных ламп.

Нормируемое значение освещения - 150лк.

15. Мероприятия по снижению шума

Источниками шума являются пневматические цилиндры, источники питания, вентиляторы, пневматические шлифовальные машинки.

Уровень звука и звукового давления в применяемом оборудовании соответствует требованиям ССБТ ГОСТ 12.1.035 - 81 «Оборудование для дуговой и контактной сварки. Допустимые уровни шума и методы измерения».

Эквивалентные уровни звука - 80дБА.

Источники питания сварочных автоматов помещены в корпуса со звукопоглощающей облицовкой.

Для уменьшения шума от вентиляции на участке установлены звукоуловители.

Пожарная безопасность

Согласно НПБ 105 - 95 разрабатываемый участок относится к категории помещений цеха по взрывопожарной опасности - Г (обработка несгораемых материалов в горячем состоянии).

При дуговой сварке открытой дугой, а также при газовой резке брызги расплавленного металла разлетаются на значительные расстояния, вызывая пожарную опасность. Поэтому участок сооружается из негорючих материалов. Также возможно возгорание по причине короткого замыкания в электропроводке.

Для быстрой ликвидации очагов пожара вблизи места сварки находятся бочка с водой и ведро, ящик с песком и лопата, а также ручной огнетушитель ОУ - 8. Все средства пожаротушения содержатся в исправности и хранятся в определённых местах по согласованию с органами пожарного надзора согласно ССБТ ГОСТ 12.1.004 - 91 «Пожарная безопасность».

Каждый цех (участок), оснащается специальным щитом с противопожарным инвентарем, где находится выше перечисленные средства пожаротушения

Использованные протирочная ветошь и спецовки хранятся в металлических ящиках, выемка из которых производится не реже 1 раза в смену.

Личная безопасность сварщика

Спецодежда должна быть в исправном состоянии, застегнута на все пуговицы, клапаны карманов выпущены наружу, а брюки надеты навыпуск. Заправка клапанов в карман, а брюк в сапоги может привести к попаданию искр расплавленного металла в карманы или сапоги, что может вызвать ожоги тела.

Головной убор должен быть без козырька, так как козырек мешает правильно надеть защитную маску, шлем или каску-маску. Обувь всегда должна быть с глухим верхом, хорошо подогнана и обязательно зашнурована. Рукавицы должны плотно прикрывать рукава куртки.

При работе в лежачем или сидячем положении на металлической поверхности электросварщик должен иметь резиновую подкладку, подшитую войлоком, наколенники и подлокотники, а при работе в сырых местах - резиновые сапоги.

Из-за ограниченного воздухообмена, в замкнутых пространствах могут скапливаться ядовитые и взрывоопасные газы. А затруднённость выхода может не позволить работнику самостоятельно покинуть замкнутое пространство в случае пожара, ухудшения самочувствия или получения травмы. Поэтому люди, работающие в замкнутых пространствах, должны соблюдать правила техники безопасности:

- проводить вентиляцию пространства перед началом работ

- использовать газоизмерительное оборудование

- использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания

- работать в защитной одежде