3.4.3 Підбір гідроциліндрів

У механічному зварювальному обладнанні бажано використовувати силові вузли одного типу та однієї марки. Визначимо необхідне зусилля на штоці гідроциліндра для горизонтального переміщення заготівлі.

(3.23)

де f – коефіцієнт тертя ковзання (для пари сталь-сталь при наявності мастила f=0,1);

Як показав розрахунок більше зусилля необхідне на гідроциліндр, що переміщує клиновий притискач.

Визначимо необхідний діаметр поршня гідроциліндра для забезпечення необхідного зусилля [4]:

(3.24)

де p – тиск мастила, МПа;

η – ККД гідроциліндру (для гідроциліндрів двосторонньої дії 0,85).

Гідроциліндри двосторонньої дії за ГОСТ 19899-74 працюють при тиску мастила р=10 МПа.

За ГОСТ 19899-74 найближче стандартне значення діаметра поршня гідроциліндра рівне 50 мм.

3.4.4 Розрахунок осі роликів та підбір підшипників

Діаметр осі визначаємо за формулою (3.7), прийнявши відстань між підшипниками 120 мм.

Для забезпечення плавного колового переміщення столу устаткування, частота обертання роликів не буде перевищувати 1 об/хв. Отже визначимо статичне навантаження, що діє на один підшипник:

Обираємо підшипники серії 212 з допустимим статичним навантаженням 31500 Н.

В даній роботі розглядається корпус міксера ємністю 320 м, який складається з конічних та циліндричних обичайок з’єднаних між собою за допомогою зварювання. До циліндричної обичайки приварена горловина через яку заливають рідкий чавун.

Основним призначенням міксеру є транспортування та зберігання рідкого чавуну. Міксери виготовляються в умовах серійного та багатосерійного виробництва, так як чорна металургія (основна галузь промисловості в якій застосовується дана конструкція) є однією з найоб’ємніших галузей промисловості України. Зважаючи на це, метою даної роботи являється розробка технологічного процесу виготовлення міксеру, яка забезпечить виготовлення конструкції з найменшими матеріальними витратами, витратами часу та з найменшою трудоємністю, а також забезпечити безпеку працюючого персоналу.

Використання електрошлакового зварювання для зварювання повздовжніх та кільцевих швів замість багато прохідного автоматичного зварювання дозволить зменшити загальний час зварювання, зменшити відходи виробництва (так як при зварюванні металу товщиною 100 мм для автоматичного зварювання необхідна розробка кромок, а для електрошлакового ні). Також зменшуються залишкові напруження після зварювання, а також отримуємо більш однорідну структуру та хімічний склад зварного шва внаслідок виконання його за один прохід. Також зменшити час на виготовлення конструкції досягається зварюванням поздовжніх стиків одночасно двома апаратами.

В межах даної роботи було розраховано та спроектовано допоміжне зварювальне обладнання для наступних операцій:

• На 3му аркуші роликовий стенд для виконання операції зварювання кільцевого шва конічних обичайок;

• На 4му аркуші оснастка для складання та зварювання поздовжніх швів.

Використання роликового стенду для виконання зварювання кільцевих швів забезпечує точне встановлення деталей, їх швидке завантаження та вивантаження, а також регулювання зварювальної швидкості в широкому діапазоні зміною передаточного числа редуктора або зміною частоти обертання двигуна.

Використання оснащення показаного на аркуші 4 дозволить досить точно встановлювати деталі для збирання а також подальшого зварювання (можливе регулювання положення заготівель як у вертикальному так і у горизонтальному напрямі). У порівнянні із типовою конструкцією цього оснащення, в даній роботі було замінено з однієї сторони гвинтові на гідроциліндри двосторонньої дії. Використання гідроциліндрів забезпечує плавне регулювання, а також зважаючи на значну вагу заготівель знижує трудоємність регулювання положення кромок одна відносно одної. Перед завантаженням заготівель гвинтові притискачі встановлюють під розмір заготівлі з невеликим зазором. Далі встановлюють першу половину обичайки та гвинтовими притискачами фіксують її положення. Далі завантажують другу половину, після чого гідроциліндром з’єднаним з клином виставляють кромки по висоті, а іншими гідроциліндрами регулюють зміщення кромок у горизонтальному напрямі та регулюють зазор між заготівлями.

Для міксеру найбільш доцільно використовувати по вузлову схему складання та зварювання яка забезпечить велику точність виготовлення конструкції а також дозволить зменшити час на виконання складально-зварювальних операцій. На 5му аркуші показана розроблений план цеху по складанню та зварюванню міксера. Цех розбитий на кілька окремих дільниць кожна з яких відповідає за виготовлення окремого вузла конструкції. Дільниці зв’язані між собою рольгантом по якому вузли з (показать на плане участки) дільниць транспортуються на дільницю загального складання та зварювання.

Для забезпечення безпеки працюючих в цеху від шкідливих парів, що виділяються при зварюванні, в межах роботи була розрахована місцева вентиляція зварювальних місць, яка забезпечить очищення повітря робочої зони. Також для забезпечення безпеки для контролю якості зварних швів використовуємо ультразвукову дефектоскопію, яка у порівнянні з рентгеноскопією не несе небезпеки ураження персоналу рентгенівським випромінюванням. Для діагностування зварних швів використовуємо апарат ДСК-1 який використовується для автоматичного контролю якості зварних з’єднань та дозволяє виявляти досить дрібні дефекти. Апарат оснащений перетворювачами з різними кутами падіння, що дозволить проводити контроль виробів різних діаметрів.