3.2 Расчет силовых элементов приспособления

Усилие зажатия Р _заж, Н/м, приходящее на 1 м шва должно быть в определенных интервалах

Р_min < Р _заж. < Р_max , (1)

где Р_min– минимальное значение усилия зажатия, Н/м;

Р_max– максимальное значение усилия зажатия, Н/м

Максимальное усилие зажатия находится из условия отсутствия смятия на контактируемых поверхностях, определяется по формуле

Р_max = (n * А* [σ]_см)/l, (2)

где n – число прижимов с одной стороны шва, n = 2;

А – площадь контактирования прижима с изделием, мм²

[σ]_см– допускаемое напряжение смятия для данного металла, МПа;

l – длина шва, м

[σ] _см = 2 * σ_т (3)

где σ_т – предел текучести данного металла, МПа

[G]см=2*345 = 690МПа

A= D_ср * π * l

А = 4 * 3,14 * 2,3 = 28,8

P_max = 2 * 28,8* 10^-6 * 690 * 10⁶ / 2,3 = 17332,8 Н/м

Минимальное усилие зажатия находится из условия предотвращения поперечных деформаций при сварке и определяется по формуле

Р_min = (μ * q_эф./S * V_св) * 10^-4 (4)

где μ – коэффициент поперечной деформации; μ = 0,3

q_эф – эффективная мощность сварочного источника тепла, ВА;

S – толщина свариваемого металла, м;

V_св – скорость сварки, м/с

q_эф = U_д * I_св * η_и , (5)

где U_д – напряжение дуги, В;

I_св – сила сварочного тока, А;

η_и – коэффициент полезного действия источника. Для автоматической сварки плавящимся электродом η_и = 0,85

q_эф = 32*480*0,85 = 13056 ВА

P_min = (0,3*13056/1 * 10³*32)*10^-4 = 122,4 Н/м

Усилие зажатия на 1 м шва определяется по формуле

Р _заж. = n * P₁ /l , (6)

где n – число прижимов;

P₁ – усилие, создаваемое одним прижимом с учетом кинематики механизма, давления воздуха, масла и т.д., Н;

Усилие сжатия эксцентриковым прижимом определяется по формуле

Р₁ = (10-12) * F, (7)

где F – усилие, создаваемое рабочим при зажатии деталей, F = 150 H

Р₁ = 10 * 150 = 1500 Н

Р_заж = 2*1500/2,3 = 1304,3Н/м

По формуле (1)

122,4 < 1304,3 < 17322,8

Данное приспособление пригодно для сварки проектируемого изделия.

3.3 Расчет сварных швов на прочность

Так как швы, приваривающие ребро и боковину, являются связующими, то напряжение в швах минимальное, поэтому расчету не подлежат.

3.4 Расчет норм расхода сварочных материалов

3.4.1 Расчет норм расхода сварочной проволоки

Норма расхода Н_n, кг, определяется по формуле

Н_n = G_n* l_ш , (8)

где G_n – удельная норма расхода на 1 м шва, кг;

I_ш – длина сварного шва, м

G_n = К_р * m, (9)

где К_р – коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери.

Для автоматической сварки под флюсом К_р = 1,02;

m – расчетная норма наплавленного металла, кг/м

m = р * А_ш , (10)

где р – плотность металла, г/см³;

А_ш – площадь поперечного сечения наплавленного металла, м²

m = 7,8*2,3 = 17,9 кг

G_п = 1,02 * 17,9 = 18,2кг

Н_п = 18,2 * 2,3 = 41,8кг

3.4.2 Расчет норм расхода флюсов

Норма расхода Н_Ф , Н, флюса определяется по формуле

Н_ф = G_ф * к_{ф ,} (11)

где G_ф – удельный расход флюса на 1м шва, Н;

к_ф – коэффициент, выражающий отношение массы израсходованного флюса к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварного соединения и способа сварки

Н_ф = 18,2 * 1,02 = 18,5кг