928

Усовершенствование технологического процесса сборки-сварки конструкции Каркас передка 52997

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Высокие показатели прочности и надежности сварных соединений. Производство миниатюрных деталей и элементов. Сварка плавящимся электродом в углекислом газе. Комплектация сварной конструкции. Механические свойства стали используемой при сварке. Обоснование выбора способа сварки. Сварочный выпрямитель ВДУ-506.

Русский

2013-01-06

682.5 KB

240 чел.

Введение

Изготовление конструкций различного назначения с помощью сварки получает все большее распространение во всех промышленно развитых странах. Экономичность изготовления сварных конструкций является основополагающим фактором, обеспечивающим их приоритетное применение по сравнению с литыми, коваными и штампованными конструкциями.

Машиностроение является отраслью с высокоразвитым сварочным производством. Технологический процесс изготовления сварных конструкций включает в себя последовательное выполнение заготовительных, сборочных, сварочных, контрольных, отделочных и других операций. Преобладающими способами сварки являются электродуговая и электрошлаковая.

Применение сварки для соединения элементов различных металлических объектов, имеет ряд преимуществ перед другими видами соединения:

1. Экономное использование металла конструкции, вследствие полного использования поверхности сечения для соединения; более низкий вес элементов, соединенных при помощи сварки; возможность соединения более тонких элементов конструкции; снижение уровня брака и уменьшение припусков на дополнительную обработку при замене литья сваркой.

2. Применение сварки имеет целый ряд финансовых преимуществ: снижение себестоимости работ вследствие уменьшения их трудоемкости, снижение ресурсоемкости, увеличение производительности труда и, вследствие этого, сокращения сроков выполняемых работ, уменьшение расхода материалов.

3. Сварка с успехом заменяет ковку и литье, так как при помощи сварочного аппарата можно с легкостью изготовить изделие сложной конструкции из отдельных штампованных или отлитых элементов.

4. Значительное снижение стоимости производственного оборудования.

5. Возможность создания полностью автоматизированного и механизированного производства различных сварных изделий.

6. Возможность использования в свариваемых конструкциях новейших материалов: высокопрочных сталей, облегченных профилей, листового проката с многими слоями, легких сплавов, особо чистых металлов и т.п.

7. Облегчение производства миниатюрных деталей и элементов.

8. Широкий диапазон применения сварочных аппаратов: сварка, резка, наплавка.

9. Более высокие показатели прочности и надежности сварных соединений.

10. Улучшение условий труда на производстве благодаря более низкому уровню шума.

При электрической дуговой сварке нагрев металла осуществляется дугой. Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки.

Сварка плавящимся электродом в углекислом газе широко применяется при изготовлении сварных соединений из углеродистых сталей и некоторых легированных сталей. Разновидностью газоэлектрических методов сварки является сварка в контролируемой атмосфере. В этом случае вместо струйной защиты места сварки свариваемое изделие помещают внутрь специальных герметизированных камер, наполненных газом заданного состава.

Технология выполнения  сборочно-сварочных операций включает в себя десятки самостоятельных операций: установку и базирование заготовок, сборку, сварку, кантовку, транспортировку, зачистку швов и зоны сварки, правку, контроль, маркировку, окраску и т.п.

Разработка технологии предусматривает выбор схем базирования, последовательности сборки, технологической оснастки, элементов приспособлений, вспомогательного инструмента и материалов. При этом решают отдельные задачи:

- выбор сварочного оборудования;

- назначение параметров сварочных материалов (марка и диаметр сварочной проволоки, марки защитных газов, флюсов и т.п.)

- назначение параметров режимов сварки (сила тока, напряжение, скорость сварки и т.д.)

- назначение методов контроля в процессе и после окончания сварки.

Исходными данными при проектировании сварочного технологического процесса является чертежи сварной конструкции, технические условия на ее изготовление и планируемая программа выпуска. Чертежи и технические условия содержат данные о применяемых материалах, конфигурации заготовок, размерах, типах сварных соединений. В чертежах и технических условиях определены также критерии для оценки качества получаемых сварных соединений. Характер требований к качеству сварной конструкции зависит от особенностей условий ее эксплуатации и возможных последствий выхода из строя.

С учетом программы выпуска производят оценку технико-экономической эффективности спроектированного сварочного процесса.

Разработка технологии имеет цель обеспечить оптимальные условия выполнения каждой отдельной операции и всего процесса в целом. Для разных сварных конструкций представления об оптимальности технологического процесса могут сильно отличаться, поэтому вопросы рационального проектирования процесса изготовления сварных конструкций рассматриваются на примерах их изготовления (главным образом на примере сваркой плавлением). Особую важность при этом приобретают вопросы аттестации сварочного производства.

На ОАО «НефАЗ» изготавливают различные конструкции, цистерны-полуприцепы, автоцистерны, различные виды автобусов (городские, пригородные, междугородние, вахтовые), автомобили-самосвалы, прицепы и для их изготовления используют различные способы сварки: контактную точечную, контактную шовную, полуавтоматическую в среде защитных газов, аргонодуговую, ручную дуговую и другие. Для изготовления какого-либо сварного изделия используют приспособления, обеспечивающие надежное закрепление деталей, быструю и точную установку по упорам в заданной последовательности и должно быть удобно в эксплуатации, которые могут быть ручными, механизированными и автоматизированными. Использование приспособления повышает производительность труда, сокращает время производства сварной конструкции, повышает качество сборки-сварки, облегчает труд рабочего.

В условиях широкого применения компьютерных средств проектирования и моделирования технологических процессов роль конструктора и технолога существенно возрастает. Вопросы проектирования и изготовления должны не противопоставляться друг другу, а решаться во взаимной связи. При разработке технологических процессов изготовления сварных конструкций следует стремиться к максимальной замене ручного труда путем комплексной механизации и автоматизации как отдельных операций, так и процесса в целом.

Целью дипломного проекта является усовершенствование технологического процесса сборки-сварки конструкции «Каркас передка 52997».

1.Общий раздел.

1.1 Описание изделия и условий его эксплуатации.

Данное изделие «Каркас передка 52997»  является составляющей частью в каркасе автобуса, в частности передка автобуса VDL.

Конструкция  может эксплуатироваться в разных климатических условиях. Из механических нагрузок действующих на нее в основном преобладают статические - в состояние покоя от веса самой конструкции, а при эксплуатации - динамические и вибрационные нагрузки.

При сборке - сварке данного изделия, учитывая I класс ответственности по ОСТ 23.2.429-80 не допускаются следующие дефекты без исправления трещины, прожоги, непровары.

1) Не  допускаются  кучно  расположенные  поры,    допускаются  единичные  поры,  но  не  более трех  пор  на  длине  100  мм  шва   при  расстоянии  между  порами  не  менее  10  мм  и  диаметром не  более  2 мм. Наличие  прожогов  в  сварном  шве  не  допускается. Допускается  наличие  непровара  корня  шва  в  стыковых  соединениях  по  всей  его  длине  на глубину  до  10%. В  угловых  и  тавровых  соединениях  допускается  непровар вершины  шва  по  всей   его  длине  на  величину,  не  превышающую  10%  от  размера  катета  шва,  но  не  более  1 мм.

2) Допускаются  подрезы  основного  металла,  если  глубина  не  превышает  10 %  от  толщины свариваемого  металла,  но  не  более  0,5 мм  и  протяженностью  не  более  15%  длины  шва.

                  Рисунок 1 – Изделие «Каркас передка 52997»

 Таблица 1 – Комплектация сварной конструкции.

№ позиции

Наименование детали

Кол-во, шт.

1

Дуга передка в сборе

1

2

Дуга верхняя

1

3

Перекладина верхняя

1

4

Стойка боковая

1

5

Кронштейн средней панели

1

6

Кронштейн

2

7-13

Труба

11

14

Пластина

4

15

Ось

4

Обеспечение безопасности, долговечности и надежности работы каркаса передка в процессе длительной эксплуатации достигают рациональным их конструированием, точным расчетом, правильным выбором материала и совершенством технологических процессов изготовления. Каждую разновидность конструкции каркаса передка, применение нового материала и технологии изготовления проверяют тщательным стендовым и эксплуатационным экспериментом, проводимым изготовителем и заказчиком по совместно разработанной программе.

Сварная конструкция относится к I классу ответственности по ОСТ 23.2.429-80. Для этого класса преобладающими видами нагрузок являются переменные напряжения. Разрушение изделия приведет к потере работоспособности всей конструкции.

Требования к конструкции согласно ОСТ 23.2.429-80:

1)  Контроль качества сварных соединений – визуальный, трещины, прожоги, непровары , подрезы не допускаются.

2) Подготовка кромок и поверхностей под сварку должна выполнятся механической обработкой.

3) Кромки деталей, подлежащие сварке, и прилежащие к ним участки должны быть очищены от окалины, краски, масла и других загрязнений.

4) Конструкция должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы.

1.2 Обоснование выбора и характеристика материала.

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами поставщиков.

Изделие состоит из профильного проката одинакового сечения:

     Труба 40х30х1,5-80000 ГОСТ 8645-68

             10 ГОСТ 13663-86

Основной материал изделия – сталь марки 10 по ГОСТ 8731-87 низкоуглеродистая качественная конструкционная, изготавливается в основном в конвертерных печах. Область применения стали марки 10 довольно широка:

- листовой прокат для холодной штамповки;

- детали, от которых требуется высокая пластичность и сохранение характеристик при температуре до +450 °С;

- детали после химико-термической обработки с высокими показателями твердости поверхности и износостойкости (втулки, винты и т. п.);

- электросварные трубы для трубчатых электронагревателей и некоторых машиностроительных изделий;

- бесшовные холоднодеформированные трубы для котлов, нефте- и пароподогревателей;

- основной слой при производстве горячекатаных двухслойных коррозинностойких листов;

- электросварные трубы, используемые для создания мотоциклов и велосипедов;

- электросварные трубы с овальным сечением, применяемые для создания деталей конструкций трансформаторов с масляным охлаждением;

- холоднокатаная лента для гибки и штамповки деталей, а также изготовления проволоки, подшипников, труб и многого другого.

     Таблица 2. Химический состав стали 10, в процентах.

C %

Si %

Mn%

Cr%

Аs%

S%

P%

Cu%

Ni

не более             

0,07-0,14

0,17-0,37

0,35-

0,65

0,15

0,08

0,04

0,035

0,25

0,25

     Таблица 3. Механические свойства стали марки 10.

Состояние поставки

σв, МПа

σ5,  %

 ψ

НВ не более

Трубно листовой прокат

355

24

-

137

Состояние поставки

σв, МПа

σ5,  %

 ψ

НВ не более

Изделие «Каркас передка 52997» - статически умеренно нагруженная деталь, так как является составной частью автобуса, поэтому сталь 10 можно применять для ее изготовления по её механическим и химическим свойствам.

1.3 Оценка свариваемости материала

Свариваемость - это технологические свойства, которые необходимы при соединении сварных конструкций и должны обеспечивать требуемые эксплуатационные способности, свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

По содержанию углерода, стали подразделяются на четыре группы свариваемости:

а) I - хорошосвариваемые  стали – Сэкв  до  0,25%.  При  сварке  такой  стали  не  возникает  трещин  и  не  требуется  предварительного  подогрева.

б) II - удовлетворительно  свариваемые  стали – Сэкв  от  0,25  до  0,35%  трещины  не  появляются  только  при  производственных  условиях  сварки  (температура  не  ниже  0С,  отсутствует  ветер  и  др.).

в) III - ограниченносваривающиеся – Сэкв  от  0,35  до  0,45%  такие  стали  склонны  к  образованию  трещин.  При   сварке  требуются  предварительный  подогрев,  а  для  некоторых  сталей  так  же  требуется  термообработка  после  сварки.

г) IV - плохо сваривающиеся – Сэкв  выше  0,45%  эти  стали  склонны  к  образованию  трещин  при  сварке.  Сваривать  такие  стали  можно  только  с  предварительной  термообработкой, подогревом в  процессе  сварки  и  с  термообработкой  после  сварки.

Сталь 10 относится к первой группе свариваемости - хорошо свариваемая    сталь, так как Сэкв составляет не более 0,25% . Сталь 10 при обычных видах сварки не дает трещин. 

Сталь 10 имеет отличные характеристики свариваемости при помощи ручного дугового, автоматического дугового и контактно-точечного видов сварки.

2. Технологический раздел

2.1 Критический анализ существующей технологии

Технологичной считается конструкция, обеспечивающая наиболее простое, быстрое, экономичное изготовление, при соблюдении необходимой прочности, устойчивости, выносливости и других качеств.

Необходимо оценить технологичность изделия «Каркас передка 52997», для этого рассмотрим  процесс его изготовления.

В настоящее время на Нефтекамском заводе автосамосвалов применяют технологию сборки и сварки изделия «Каркас передка 52997», при которой используют в качестве зажимных элементов рычажные и винтовые прижимы. Они просты в эксплуатации, но малопроизводительны. Для сокращения вспомогательного времени необходимо ввести в использование пневматические прижимы, особенно если требуется закрепить изделие в нескольких местах. Для сборки-сварки одного сварного узла, можно применить пневматические прижимы, приводимые в действие сжатым воздухом низкого давления (в среднем  0,4-0, 6 МПа).

В настоящее время для сварки данной конструкции применяют сварочный полуавтомат ПДГ-525 и выпрямитель ВДУ-506 (1275•816•940 мм). Полуавтомат и выпрямитель занимают значительную рабочую площадь. Поэтому предлагаем замену сварочных аппаратов. Промышленные заводы начали выпускать полуавтоматы для сварки в среде защитных газов совмещенные с источником питания.

При существующей технологии при сварке в качестве защитного газа используют углекислый газ  I сорта (ГОСТ 8050-85), чистотой 99,5%.

Благодаря такому усовершенствованию технологического процесса в главной степени снизится его трудоемкость и повысится качество сборки-сварки.

2.2 Обоснование выбора способа сварки

Для изготовления различных сварных конструкций применяют следующие виды сварки:

1. Специальная.

2. Контактная.

3. Электрическая сварка плавленим.

Специальные виды сварки – плазменная, электроннодуговая – имеют следующие недостатки:

а)  повышенную трудоемкость;

б)  громоздкость оборудования;

в)  дороговизну;

г)  вредность для человеческого организма.

Учитывая эти отрицательные свойства, специальные виды сварки не приемлемы для сварки данной конструкции.

Применение контактной сварки невозможно по конструктивным причинам.

Поэтому для изготовления данной конструкции наиболее применима электрическая сварка плавлением, которая подразделяется на ручную дуговую сварку (РДС), электрошлаковую, сварку под флюсом, в среде защитного газа.

 В массовом или крупносерийном производстве невыгодно применение РДС из-за низкой производительности, большого выделения вредных веществ, большого расхода сварочных материалов.

Автоматическая сварка под флюсом считается не технологичной. С учётом конструктивных особенностей изделия возможны сварка в среде защитных газов и сварка качественным плавящимся электродом.

Электрошлаковая и сварка под флюсом технически невозможны, в связи с конструкцией изделия. Очевидно, что  для данного изделия и стали применение электронно-лучевой сварки экономически нецелесообразно из-за дорогостоящего оборудования и вспомогательных материалов. Рациональными способами для данного изделия и стали будут  полуавтоматическая сварка в защитных газах плавящимся электродом, полуавтоматическая сварка порошковой проволокой и ручная дуговая сварка покрытыми электродами.

Рассмотрим механизированную сварку в защитных газах плавящимся электродом с ручными прижимами как базовый проектный вариант, механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитных газов с пневмоприжимами – проектный вариант.

Наиболее применима полуавтоматическая сварка в среде СО2. При данном методе сварки производится механизированная подача сварочной проволоки в зону сварки и защита металла шва подаваемым углекислым газом. Сварка возможна в любых пространственных положениях. На эффективность газовой защиты влияет  тип сварного соединения и скорость сварки. С увеличением скорости сварки защита сварочной ванны снижается.

Для обеспечения надежной защиты зоны сварки и сварочной ванны от окружающей среды важное значение имеет расстояние сопла от изделия, размер сопла расход защитного газа. Чрезмерное приближение сопла к изделию увеличивает разбрызгивание металла, а удаление приводит к нарушению защиты зоны сварки. При использовании существующего оборудовании расстояние сопла от изделия обычно выдерживают в пределах 7-25 мм.    

Преимущества сварки в среде защитных газов:

1. Высокая производительность (приблизительно в два раза выше, чем при РДС покрытыми электродами).

2. Малая зона термического влияния и относительно небольшие деформации в связи с высокой степенью концентрации дуги.

3. Возможность сварки в любых пространственных положениях.

4. Высокое качество защиты, отсутствие необходимости применения зачистки швов при многослойной сварке.

5. Простота механизации и автоматизации.

6. Доступность наблюдения за процессом сварки.

7. Возможность сварки металлов различной толщины (от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров).

8.Низкая стоимость газа.

Полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа можно сваривать большинство сталей, удовлетворительно сваривающимися другими видами дуговой сварки.

2.3 Расчет режимов сварки

Режимы сварки выбирают исходя из получения оптимального формирования сборного шва с заданными параметрами. При этом параметры режима сварки должны обеспечивать устойчивость процесса, необходимое для проплавления свариваемого металла и оптимальной скорости сварки.

Выбор режима сварки в углекислом газе зависит от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и положения шва в пространстве. К основным параметрам режима сварки относятся:

а) сила сварочного тока (Iсв, А);

б) напряжение на дуге (Uсв,В);

в) диаметр электродной проволоки (d эл, мм);

г) расход углекислого газа (q зг, л/мин);

д) вылет электрода (Lэл, мм);

е) скорость сварки (Vс, м/ч);

                                        а) тавровое соединение Т1-∆3;

                                        б) стыковое С2;

                                        в) угловое У4-∆3.

Рисунок 2 - Геометрические параметры швов.

Рассчитаем  режим сварки для таврового и углового соединения:

  1.   Определяем расчетную глубину проплавления по формуле:

                                   hр=(0,4…1,1)*К                                            [9] стр. 244  (1)

где, К - Катет шва, мм;

      Принятые числовые значения символов:

      К=3 мм

    Решение:

                                    hр=0,5*3=1,5 мм                                            [9] стр. 244  (2)

2) Рассчитываем диаметр электродной  проволоки:

                               d эл = √hр ± 0,05* hр                                        [9] стр. 244  (3)

    Решение:

                           d эл=  √1,5 ± 0,05*1,5=1,3 мм;

Принимаем d эл= 1,2 мм

  1.   Рассчитываем скорость сварки по формуле:

                         Vс = Kv * (hр1,61 /e3,36)                                         [9] стр. 245  (4)

                          е =                                                                [9] стр. 246  (5)

где, Kv – коэффициент, учитывающий диаметр проволоки;

 e - ширина шва,мм.   

Принятые числовые значения символов:

      КV=1080

Решение:

                         e=3=4,2 мм

                         Vс=1080*( 1,51,61 /4,23,36)=15,1  м/ч;

  1.  Определяем силу сварочного тока по формуле:   

           

                         Iсв =Кi * hр1,31  /e1,07                                              [6] стр. 245  (6)

где,Кi- коэффициент, учитывающий диаметр проволоки

Принятые числовые значения символов:

Кi=430

Решение:

                         Iсв=430* 1,51,31 / 4,21,07 = 153 А

Принимаем Iсв=150 А;

5) Определяем напряжение сварочной дуги по формуле:

                        Uс=14+0,05* Iсв                                                     [6] стр. 246  (7)       

Решение:

                          Uс=14+0,05*150=20 В

6) Рассчитываем вылет электродной проволоки по формуле:

                          Lэл =10* d эл ±2* d эл                                         [6] стр. 246  (8)

Решение:

                           Lэл =10*1, 2±2*1, 2=12±2,4 мм

Принимаем Lэл =12 мм

7) Рассчитываем скорость подачи электродной проволоки по формуле:

                  Vэл=0,53* Iсв/ d эл²+6,94*10 * Iсв²/ d эл³                  [6] стр. 246  (9)

Решение:

                  Vэл=0,53*150/1,2²+6,94*10-4 *150²/1,2³=145,6 м/ч

8) Рассчитываем расход защитного газа по формуле:

                                  q зг=3,3*10-3* Iсв                                         [6] стр. 248  (10)

Решение:                        

                           q зг=3,3*10-3*150-0,75 =0,205 л/мин

Рассчитаем  режим сварки для стыкового соединения:

  1.   Определяем расчетную глубину проплавления по формуле:

                           hр=0,5*S                                                                [9] стр. 244  (11)

где, S – толщина металла,мм.

Принятые числовые значения символов:

 S=3мм.

Решение:   

                    hр=0,5*3=1,5мм

Т.к. значения глубины провара для стыкового, таврового углового соединений одинаковы, то режимы сварки идентичны.

      Таблица 4 – Сводная таблица режимов сварки

Тип шва

Диаметр

сварочной проволоки,мм

Ток сваки ,А

Напряжение сварки,В

Скорость

сварки, м/ч

Скорость подачи

электродной

проволоки,

м/ч

Расход

газа, л/мин

Тавровое, стыковое

и угловое

1,2

150

20

15.1

145,6

0,205

2.4 Установление общей маршрутной схемы технологических операций

Для определения правильной последовательности сборки и сварки изделия необходимо составить последовательность операций.

Все поступающие на участок сборки-сварки детали перед сваркой зачищаются от ржавчины и окалины. Затем детали раскладываются в приспособление согласно технологического процесса.

      

Схема 1 –  Маршрутные операции, согласно технологическому процессу

Схема 2 – Сборка–сварка изделия «Каркас передка 52997»

2.5 Выбор сварочных материалов

К сварочным  материалам относятся: сварочная проволока, углекислый газ, защитные газовые смеси. Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке.

Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:

- обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;

- получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;

- обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой;

- обеспечение стабильности процесса сварки;

- удаление вредных примесей из металла шва.

Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева. Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п.

При выборе сварочной проволоки руководствуемся химическим составом материала проволоки, т.е. по химическому составу сварочная проволока должна, на сколько это возможно, соответствовать химическому составу основного материала. Сварочная проволока, предназначенная для сварки низкоуглеродистых сталей, регламентируется ГОСТ 2246-70.

Рассмотрим марки сварочной проволоки марки Св08Г2С и Св08ГС определенные ГОСТом  как сварочные материалы для сварки низкоуглеродистых сталей.

    Таблица 5 - Химический состав сварочной проволоки Cв08ГС, в процентах

С

углерод

Si

кремний

Мn

марганец

Cr

Хром

Ni

никель

 S

сера

Р

фосфор

<0,1

0,4…0,7

0,8…1,1

<0,1

<0,25

<0,025

<0,03

    Таблица 6 - Химический состав сварочной проволоки Cв08Г2С, в процентах

С

углерод

Si

кремний

Мn

марганец

Cr

Хром

Ni

никель

 S

сера

Р

фосфор

0,05…0,11

0,7…0,95

1,8…2,1

<0,2

<0,25

<0,025

<0,03

Сравнивая марки сварочной проволоки, выбираем проволоку Св08Г2С, имеющую больший процент содержания легирующих элементов кремний и марганец. Названные элементы способствуют раскислению металла шва. Раскисление шва в свою очередь защищает металл от кислорода и водорода. Также по техническим условиям проволока Св08Г2С применяется для сварки сталей с содержанием углерода 0,21…0,25% в среде углекислого газа, обеспечивает необходимые механические свойства металла шва и высокую стойкость его против образования пор и кристаллизационных трещин шовных участков, плавление, кристаллизация основного металла или взаимная кристаллизация основного и присадочного (или электродного) металлов. Протекание этих процессов определяется в основном свойствами свариваемых металлов. Однако такие факторы, как слишком высокая температура, очень большие скорости охлаждения, необоснованный выбор присадочного металла и режима сварки, могут значительно снизить качество сварного соединения.

Основная роль защитных газов – обеспечение газовой защиты расплавленного металла от воздуха.

К защитным газам относятся инертные (аргон, гелий и их смеси) и активные газы (углекислый газ и его смеси). Инертные газы не вступают в химические реакции с металлом и в нем практически не растворяются. Активные газы вступают в химические реакции с металлом или растворяются в нем.

Горючие газы и газы, поддерживающие горение применяются при газовой сварке и резке. К ним относятся ацетилен, пропан-бутановые смеси, водород, а также поддерживающий горение кислород.

Для сварки изделия «Каркас передка 52997», в качестве защитного газа, применим углекислый газ с экономической точки зрения (производство газа отлажено, доставка газа к месту сварки обеспечена).

Углекислый газ, предназначенный для сварки, должен соответствовать ГОСТ 8050-76. В зависимости от содержания СО2 ГОСТом предусмотрены два сорта сварочной углекислоты:

- I сорт с содержанием СО2 не менее 99,5%;

- II сорт с содержанием СО2 не менее 99%.

Выбираю из двух предложенных сортов газа - I сорт с содержанием СО2 не менее 99,5%, который обеспечивает требуемое качество соединения.

Углекислый газ в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом. В промышленном масштабе, в частности на ОАО «НЕФАЗ», углекислый газ получают из продуктов горения природного газа или мазута, взятых из заводской котельной.

На ОАО «НЕФАЗ» широко применяется сварка в среде защитного газа (углекислый газ СО2). Для этого на площадке  завода находится станция по производству углекислого газа, проложены десятки километров коммуникаций доставляющих газ к сварочным постам, имеется участок по предпроизводственной подготовке сварочной проволоки, кроме этого налажен ремонт и производство сварочных горелок.

2.6 Выбор методов и параметров контроля качества изделия

Под контролем качества продукции принято понимать проверку соответствия показателей продукции установленным требованиям, которые могут быть зафиксированы в стандартах чертежах, технических условиях договорах о поставке паспорте изделия и в других нормативных документах. В настоящее время на предприятии применяют различные виды контроля качества, отличающиеся по методу исполнения.

Входной контроль - контроль потребителем исходных  основных и сварочных материалов комплектующих изделий. Такой вид контроля позволяет предупредить образование дефектов из-за ошибок поставщика.

Операционный контроль-это контроль технологического процесса сварки, выполняемый после завершения определенной операции.      

Приемочный контроль-это контроль готового сварного соединения после завершения всех технологических операции по его изготовлению. По результатам такого контроля принимается решение о пригодности конструкции к эксплуатации.

В дипломном проектировании при разработке технологического процесса необходимо выбрать метод контроля сварного соединения.

Существует два метода контроля качества сварного соединения:

- неразрушающий;

- разрушающий.

Рассмотрим неразрушающий вид контроля, к нему относят визуально-оптический метод, УЗК, рентген контроль, магнитные методы, испытание на герметичность.

  Визуально оптический метод.

  Внешний осмотр - наиболее распространенный и доступный вид контроля, не требующий материальных затрат. Данному контролю подвергают все виды сварных соединений, несмотря на использования дальнейших методов. При внешнем осмотре выявляют практически все виды наружных дефектов. При этом виде контроля определяют непровары, наплывы, подрезы и другие дефекты, доступные обозрению. Внешний осмотр выполняют невооруженным глазом или используют лупу с 10-ти кратным увеличением. Внешний осмотр предусматривает не только визуальное наблюдение, но и обмер сварных соединений и швов, а также замер подготовленных кромок. В условиях массового производства существуют специальные шаблоны, позволяющие с достаточной степенью точности измерить параметры сварных швов.

Радиационный контроль позволяет обнаружить в полости шва дефекты, невидимые при наружном осмотре. Сварной шов просвечивают рентгеновским или гамма-излучением, проникающим через металл, для этого излучатель (рентгеновскую трубку или гамма - установку) размещают напротив контролируемого шва, а с противоположной стороны - рентгеновскую пленку, установленную в светонепроницаемой кассете. Лучи, проходя через металл, облучают пленку, оставляя в местах дефектов более темные пятна, так как дефектные места обладают меньшим поглощением. Рентгеновский метод более безопасен для работающих, однако его установка слишком громоздка, поэтому он используется только в стационарных условиях. Гамма - излучатели обладают значительной интенсивностью и позволяют контролировать металл большей толщины. Благодаря портативности аппаратуры и дешевизне метода этот тип контроля широко распространен в монтажных организациях. Но гамма-излучение представляет большую опасность при неосторожном обращении, поэтому пользоваться этим методом можно только после соответствующего обучения. К недостаткам радиографического контроля относят тот факт, что просвечивание не позволяет выявить трещины, расположенные не по направлению основного луча. Этот метод не подходит для контроля качества данной конструкции так как он трудоемкий, сложный в исполнении, вреден для человека.

Магнитный контроль. При этом методе контроля дефекты швов обнаруживают рассеиванием магнитного поля. Для этого к изделию подключают сердечник электромагнита или помещают его внутрь соленоида. На поверхность намагниченного соединения наносят железные опилки, окалину и т.д., реагирующие на магнитное поле. В местах дефектов на поверхности изделия образуются скопления порошка, в виде направленного магнитного спектра. Чтобы порошок легко перемещался под воздействием магнитного поля, изделие слегка постукивают, придавая мельчайшим крупинкам подвижность. Поле магнитного рассеивания можно фиксировать специальным прибором, называемым магнитографическим дефектоскопом. Качество соединения определяют методом сравнивания с эталонным образцом. Простота, надежность и дешевизна метода, а главное его высокая производительность и чувствительность позволяют использовать его в условиях строительных площадок, в частности при монтаже ответственных трубопроводов.

Этот метод так же не подходит для контроля качества данного изделия, так как он трудоемкий, сложный в использовании и не подходит для данной конструкции по конструктивным особенностям.

Из вышеперечисленных методов контроля наиболее актуально применение  визуально оптического, так как является оперативным, информативным дешевым и обеспечивает получение сварных соединений требуемого качества.

2.7 Выбор электротехнического сварочного оборудования

Большое значение при сварке имеет сварочное оборудование, которое должно обеспечивать высокое качество сварного соединения.

Для выполнения сварки существуют различные виды источников питания: генераторы, трансформаторы, выпрямители.

Традиционным источником переменного тока является сварочный трансформатор. Источником постоянного тока является выпрямитель, который сконструирован на базе трансформатора и полупроводникового выпрямителя. Широкое распространение получили также инверторные источники тока, которые применяются для сварки как на переменном, так и на постоянном токе.

Требования к виду внешних характеристик определяется такими показателями сварочного процесса, как тип электрода (плавящийся, неплавящийся); характер среды, в которой происходит сварка (открытая дуга под флюсом, в защитных газах); степень механизации (ручная, механизированная, автоматическая сварка); способ регулирования режима горения дуги (саморегулирование, автоматическое регулирование напряжения дуги).

При механизированной сварке в среде СО2 и при автоматической сварке под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки применяют источники питания с жесткими вольтамперными характеристиками (ЖВХ). В этом случае источник питания работает как регулятор рабочего напряжения, которое регулируется в заданных пределах при условии заданной величины силы сварочного тока. Регулирование напряжения при ЖВХ может быть плавным, ступенчатым и смешанным. Величина сварочного тока определяется скоростью подачи электродной проволоки, а источник питания задает напряжение дуге и обеспечивает саморегулирование длины дуги.

Для полуавтоматической сварки в среде защитных газов в качестве источника питания в базовом варианте был полуавтомат ПДГ-525 в комплекте с выпрямителем ВДУ-506, вместо него предлагаем  полуавтомат ПДГ-508.

Рассмотрим их характеристики и назначение.

Рисунок 3 - Сварочный полуавтомат ПДГ-525

Сварочный полуавтомат ПДГ-525 укомплектован универсальным сварочным выпрямителем ВДУ-506, обеспечивающим получение не только жестких, но и падающих внешних характеристик, что позволяет путем замены только сварочной горелки приспособить полуавтомат для сварки под флюсом.

Полуавтоматическая сварка осуществляется унифицированными сварочными горелками, соединенными с механизмом подачи трехметровым шлангом с помощью быстродействующих разъемов. Наконечники, сопла, разъемы и другие элементы сварочных горелок унифицированы между собой, что позволяет в процессе эксплуатации легко выбрать и использовать наиболее удобную в данных условиях сварочную горелку. Полуавтомат обеспечивают повышение производительности труда не только благодаря возможности вести сварку на форсированных режимах (при больших скоростях подачи проволоки) и импульсной дугой, но также благодаря сокращению затрат на подготовительно-заключительные и вспомогательные операции и обслуживание оборудования.

    Таблица 7 - Технические характеристики ПДГ-525

Наименование параметра

Числовое значение

Сварочный ток, А

500

Диаметр сварочной проволоки, мм

1,2…2

Скорость подачи проволоки, м/ч

75…960

Габариты, мм

780х660х1085

Масса, кг

13

Источник питания

ВДУ-506

Выпрямитель сварочный типа ВДУ-506 предназначен для ручной дуговой сварки покрытыми электродами на постоянном токе, комплектации полуавтоматов и автоматов для сварки изделий из стали в среде защитных газов на постоянном токе. Является регулируемым тиристорным выпрямителем с жесткой или падающей внешней характеристикой, широко известен и имеет одну из самых высоких сварочных характеристик в своем классе.

Рисунок 4 - Сварочный выпрямитель ВДУ-506

  Таблица 8 – Характеристика сварочного выпрямителя ВДУ-504

Названия характеристик

Числовое значение

Напряжение питания сети, В

220,380

Максимальный сварочный ток, А

500

Скорость подачи сварочной проволоки, м/ч

120…900

Защитный газ

Углекислота, аргон, смеси

Номинальный режим работы, ПН%

85

Диаметр электродной проволоки, мм

1,2..2,0

Первичная мощность, кВт

40

Габариты, мм

650x750x1150

Масса, кг

260

Сварочный полуавтомат ПДГ-508 - мощный полуавтомат с широким диапазоном регулирования сварочных параметров. Предназначен для сварки сплошной проволокой малоуглеродистой и низколегированной стали в защитной среде углекислого газа, а также легированных и нержавеющих (коррозионностойких) сталей в среде аргона.

Рисунок 5 - Сварочный полуавтомат ПДГ-508

    Таблица 9 – Характеристика сварочного полуавтомата ПДГ-508

Названия характеристик

Числовое значение

Напряжение питания сети, В

380

Максимальный сварочный ток, А

500

Частота,  Гц

50

Пределы регулирования сварочного тока, А

100…500

Диапазон регулирования напряжения,В

16-49

Напряжение холостого хода, В

60-75

Управление

Ступенчатое

Габаритные размеры, мм

445х316х370

Масса, кг

23

 

Выбираем полуавтомат ПДГ-508 т.к. он занимает меньше производственной площади, экономически выгоден, подходит по техническим параметрам и режимам сварки и может обеспечить требуемое качество сварного соединения.

2.8 Выбор механического сварочного оборудования.

Под механическим  оборудованием сварочного производства понимается оборудование:

а) для сборки;

б) для установки и поворота свариваемых изделий;

в) для зачистки кромок, швов и отделки сварных конструкций;

г) для установки и перемещения сварочных аппаратов и перемещения сварщиков;

д) для правки сварных конструкций и улучшения свойств сварных соединений;

е) для контроля и испытания сварных конструкций;

ж) специальное подъёмно-транспортное.

Механическое сборочно-сварочное оборудование служит для осуществления сопутствующих сварке основных операций, вспомогательных операций и приёмов, и обеспечивает в сочетании с основным сварочным оборудованием комплексную механизацию сварочного производства.

Для осуществления основных операций  технологического процесса применяется механическое оборудование для сборки, правки сварных конструкций  и улучшения свойств сварных соединений. Зачистными и отделочными операциями являются зачистка и шлифовка сварочных швов, снятие усилия швов, зачистка сварных конструкций, а также нанесение защитных покрытий.

Зачистка сварных швов от шлака, грата и окалины, шлифовка швов и удаление наплывов, а также зачистка и отделка сварочных изделий производится механизировано ручными электрическими  и пневматическими машинками. Эти машины также применяются для зачистки свариваемых кромок и поверхностей от ржавчины, окалины и загрязнений.

При сборке-сварке «Каркаса передка 52997» используется следующее механическое оборудование:

а) Сборочно-сварочный стенд – размещенными пневмоприжимами для закрепления заготовок и предотвращения их перемещения в процессе сварки;

б) Пневматическая шлифовальная машинка ИП-2014 для зачистки сварных швов, технические характеристики приведены в таблице 10.

  Таблица 10 - Технические характеристики шлифовальной машины ИП-2014

Параметры

Числовые значения

Диаметр абразивного инструмента, мм, не более

150х25х32

Давление сжатого воздуха, МПа

0,43±0,02

Номинальная мощность, кВт

1,2

Частота вращения шпинделя на холостом ходу, мин¹

7000-8500

Масса, кг, не более

3,25

Габаритные размеры, мм

350х200х140

2.9 Расчет технических норм времени на сварочные операции.

При нормировании сварочных работ необходимо учитывать виды сварки, способствующие выявлению особенностей определения основного и вспомогательного времени, а, следовательно, и норм времени.

Расчет норм при электросварке начинается с расчета основного времени, которым является время плавления металла электрода при образовании сварного шва, т.е. время непосредственного горения дуги. Оно зависит от скорости наплавки и количества металла, необходимого для образования сварного шва, а это в свою очередь зависит от длины шва и площади поперечного сечения наплавленного металла. Скорость наплавления электродной проволоки зависит от силы и рода тока.

В зависимости от вида сварки изменяется сила и плотность сварочного тока, различаются площади поперечного сечения наплавленного металла швов, что оказывает существенное влияние на величину основного времени.

Норма времени определяет необходимые затраты времени одного или нескольких рабочих на выполнение производственной операции или единицы работы в данных организационно-технических условиях.

Принятые числовые значения символов:

Длина стыкового соединения С2:

L = 1,46 м     

Длина тавровых швов Т1-∆3и углового У4-∆3:

L = 1,78 м     

Таблица 11 - Нормы времени для таврового и углового соединений

Наименование работ и тип производства

Время, мин

Значение коэффициента

№ карты

 1

Зачистка поверхности деталей, подлежащих сварке от жирной смазки, влаги

3,2

-

76,1б

 2

Установка и снятие изделий вручную в приспособление

0,78

-

82,12б

 3

Сварка

2,7

-

6,5в

 4

Поворот на 180 градусов

0,26

-

82,12в

 5

Зачистка околошовной зоны от брызг

0,38

-

75,13а

 6

Подготовительное- заключительное время

14

-

86,6в

Рассчитаем штучное время по формуле:

                         Тшт=( Тнш* L +Тви)* К                                       [2] стр. 5  (12)

  

где, Тнш - неполное штучное время, мин;           

L - длина шва, м;

Тви - вспомогательное время, мин;

К- коэффициент учитывающий тип производства  

Принятые числовые значения символов:

      L= 1,78 м

      К= 1,2

Решение:   

                       Тшт=((0,64+2,7+0,38)*1,78+(0,78+0,26))*1,2=9,2 мин.

Рассчитаем норму времени для стыкового соединения

Таблица 12- Норма времени для стыкового соединения

Наименование работ и тип производства

Время, мин

Значение коэффициента

№ карты

 1

Зачистка поверхности деталей, подлежащих сварке от жирной смазки, влаги

0,64

1,0

76,1а

Продолжение таблицы 12

Наименование работ и тип производства

Время, мин

Значение коэффициента

№ карты

 2

Установка и снятие изделий вручную в приспособление

0,78

-

82,12

 3

Сварка

3,4

-

1,13в

 4

Поворот на 180 градусов

0,26

-

83,3ж

 5

Зачистка околошовной зоны от брызг

0,38

-

75,9а

 6

Подготовительное - заключительное время

14

-

86,6в

Принятые числовые значения символов:

     L= 1,46 м

     К= 1,2

                       Тшт=((0,64+3,4+0,38)*1,46+(0,78+0,26))*1,2=8,9 мин

Рассчитаем норму времени по формуле:

                           Нвр = ∑Тшт +Тпз/п,                                            [2] стр. 5  (13)

где,  ∑Тшт- общее время на изготовления одной детали, мин

Тпз – подготовительно -заключительное время, мин

 n- количество деталей в партии, шт

Принятые числовые значения символов:

Тпз=14 мин

 n = 1 шт

Решение:                         

                                  ∑Тшт=9,2+8,9=18,1 мин;

                                    Нвр = 18,1 +14/1=32,1 мин

2.10. Расчет норм расхода вспомогательных материалов

Норма расхода материала – это минимальное количество материалов, необходимых для изготовления изделия в соответствии с прокатом.

В качестве вспомогательных материалов при полуавтоматической сварке в среде защитных газов используется сварочная проволока и углекислый газ

1) Произведем расчеты для  таврового и углового соединений.

Норма расхода сварочной проволоки рассчитывается по формуле

                                    Нпр = Gпр*L                                              [2] стр. 5 (14)

где, L – длина шва, м;

Gпр – удельная норма расхода проволоки на 1 м шва, кг/м.

Удельная норма расхода сварочной проволоки рассчитывается по формуле  

                                           Gпр = mН*Кр                                       [2] стр. 7 (15)

где, mn -асса наплавленного метала, гА/ч;

Кр – коэффициент, учитывающий потерю проволоки

Масса наплавленного металла определяется по формуле:

                                         Mн = p*Fсеч*10-3                                     [2] стр. 5(16)

где,р – плотность металла, г/см3

Fсеч – площадь сечения шва, мм;

Принятые числовые значения символов

K = 3 мм;

p = 7,8г/см

Kp = 1,15

L = 1,78 м

Fсеч = 17,1 мм2

Решение:

mн = 7,8*17,1*10-3 =13,4*10-2 кг/м

Gпр = 13,4*10-2*1,15 = 15,41*10-2 кг/м

Нпр = 15,41*10-2*1,78 =0,54 кг

Расход защитного газа определяется по формуле:

 

                                 Нг = Qг*L+Qдоп                                            [5] стр.54 (17)

где, Qг – удельный расход газа га 1 м шва, л;

 Qдоп – дополнительный расход газа, л

                                Qг = qг * tо                                                     [5] стр.54 (18)

                             Qдоп = tпз* qзг                                                 [5] стр. 54 (19)

где, qзг – оптимальный расход газа, л;

tо –  время сварки 1 м шва, мин;

tпз – подготовительно-заключительное время

Принятые числовые значения символов:

qг = 7,25 л/мин

 tпз = 14 мин

tо = 2,7 мин

qзг = 0,127 л/мин

Решение:

Qг = 7,25*2,7 = 19,6 л

Qдоп = 14*0,127 = 1,8 л

Нг = 19,6*1,78 +1,8 = 36,7 л = 0,07 кг

2) Произведем расчеты для  стыкового соединения

Норма расхода сварочной проволоки рассчитывается по формуле

Нпр = Gпр*L

где, Нпр – норма расхода проволоки, кг;

L – длина шва, м;

Gпр – удельная норма расхода проволоки на 1 м шва, кг/м.

Удельная норма расхода сварочной проволоки рассчитывается по формуле

Gпр = mН*Кр

где, mн – масса наплавленного метала, (гА)/ч;

Кр – коэффициент, учитывающий потерю проволоки

Масса наплавленного металла определяется по формуле

Mн = p*Fсеч*10-3

где, р – плотность металла, г/см3

Fсеч – площадь сечения шва, мм;

Принятые числовые значения символов

      K = 1 мм;

      p = 7,8 г/см2

      Kp = 1,15

      L = 1,46 м

      Fсеч = 11,0

Решение:

mн = 7,8*11*10-3 = 8,58 *10-2 кг/м

Gпр = 8,58 *10-2*1,15 = 9,867*10-2 кг/м

Нпр = 9,867 *10-2*1,46 = 0,28 кг

Расход защитного газа определяется по формуле:

Нг = Qг*L+Qдоп

                                 

где, Qг – удельный расход газа га 1 м шва, л;

Qдоп – дополнительный расход газа, л

Qг = qг * tо

Qдоп = tпз* qзг

                                              

где, qзг – оптимальный расход газа, л;

      tо –  время сварки 1 м шва, мин;

      tпз – подготовительно-заключительное время

Принятые числовые значения символов:

      qг = 7,25 л/мин

      tпз = 14 мин

      tо = 3,4 мин

      qзг = 0,127 л/мин

Решение:

Qг = 7,25*3,4 = 24,7 л

Qдоп = 14*0,127 = 1,8 л

Нг = 24,7*1,46+1,8 = 37,9  л = 0,074 кг

∑Нпр=0,26+0,14 =0,4 кг

∑Нг=0,07+0,074 =0,14 кг

3. Конструкторский раздел.

3.1 Расчет и конструирование сборочно-сварочной оснастки

3.1.1 Выбор принципиальной схемы и конструктивного типа сборочно-сварочной оснастки

Для   изготовления сварных конструкций высокого качества  требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т.е. их правильная взаимная установка и закрепление.

Процесс сборки сварного изделия состоит из ряда последовательных операций. Прежде всего, требуется подать детали, из которых собирается изделие, к месту сборки. Затем необходимо установить эти детали в приспособлении в определенном положении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают. Положение детали во время сборки определяются установочными элементами приспособления. Детали зажимаются зажимными элементами сборочных приспособлений.

Основным назначением сборочного оборудования в сварочном производстве является фиксация и закрепление свариваемых деталей.

Требования, предъявляемые к сборочно-сварным приспособлениям:

  1.  удобство в эксплуатации (доступность к местам установки деталей);
  2.  обеспечение заданной последовательности сборки и наложения швов в соответствии с разработанным технологическим процессом;
  3.  обеспечение заданного качества сварного изделия (приспособление должно быть достаточно прочным и жестким, а закрепленные детали оставаться в требуемом положении без деформирования при сварке);
  4.  возможность использования при конструировании и изготовлении сварочных приспособлений типовых, унифицированных, нормализованных и стандартных деталей, узлов и механизмов.
  5.  обеспечение сборки всей конструкции с одной установки, наименьшего числа поворотов при сборке и прихватке, свободного съема собранного и сваренного изделия или монтажного приспособления;
  6.  обеспечение быстрого отвода тепла от места сварки для меньшего коробления, заданного угла поворота;
  7.  использование механизмов для загрузки, подачи и установки деталей, снятия, выталкивания и выгрузки собранного изделия. применения других;
  8.  приспособление должно быть ремонтоспособным, безопасным в эксплуатации, иметь достаточно высокий срок службы.

Проектирование сборочно-сварочного приспособления производится на основании технического задания и в соответствии с технологическим процессом сборки-сварки изделия.

Для проектирования сборочно-сварочной оснастки необходимо выполнить базирование изделия.  Базирование - это определение положения детали в изделии относительно друг друга или самого изделия относительно приспособления.

Установочной базой следует считать каждую поверхность детали, которой она соприкасается с установочными поверхностями приспособления.

Любое твердое тело имеет шесть степеней свободы: перемещение в направлении трех координатных осей х, у и z и вращение (поворот) относительно этих же осей.

Для базирования любой детали требуется выполнить правило шести точек; чтобы придать детали вполне определенное положение в приспособлении, необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, которые лишают деталь всех шести степеней свободы.

Исходя из вышеперечисленных требований, произведем базирование изделия «Каркас передка 52997» с учетом опорных и фиксирующих элементов приспособления.

Рисунок 6 - Базирование изделия «Каркас передка 52997»

3.2  Расчет элементов узла оснастки

В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки.

Технологические приспособления делятся на: сборочные, предназначенные для сборки под сварку и фиксации деталей при помощи прихваток или простейших механических устройств; сварочные, предназначенные для сварки заранее собранных деталей с зафиксированным взаимным положением; сборочно-сварочные, позволяющие совместить операции сборки и сварки.

Тип технологического приспособления выбирают в зависимости от производственной программы (единичное, серийное или массовое производство), конструкции изделия (листовые или решетчатые конструкции, детали машин и др.), технологии и степени точности изготовления заготовок (механическая обработка, газовая резка и т. д.) и технологии сборки и сварки (необходимость в зазорах, допустимые их изменения или допустимые превышения кромок и т. д.).

Сварочные приспособления должны допускать свободное перемещение отдельных элементов конструкции вследствие нагрева и последующего остывания зоны сварки, а при необходимости уменьшить или по возможности исключить деформации, возникающие в сварном изделии и в самом приспособлении вследствие температурных воздействий. При сварке крупногабаритных конструкций, обладающих малой жесткостью (рамные, решетчатые, листовые), приспособления должны обеспечивать фиксацию отдельных свариваемых кромок, а не всего изделия в целом. При проектировании приспособления необходимо предусмотреть доступ к местам сварки и прихватки, быстрый отвод теплоты от мест интенсивного нагрева, сборку узла с минимального числа установок, свободный доступ для проверки размеров изделия и свободный съем собранного или сваренного изделия.

Прижимы - элементы приспособлений, обеспечивающие прижим деталей друг к другу, к фиксаторам или несущим поверхностям приспособлений. Прижимы бывают механические, пневматические, гидравлические и магнитные.

Механические прижимы являются наиболее простыми и поэтому наиболее распространенными. Клиновые прижимы служат для поджима одного собираемого элемента к другому, для выравнивания кромок и т. д. Аналогично действуют эксцентриковые самотормозящиеся прижимы. Наиболее универсальные прижимы винтовые. Однако их применяют в основном в ручных приспособлениях. Это связано с тем, что винты работают на упор и что они не являются быстродействующими. Увеличение шага винта может нарушить его самотормозящие свойства и потребовать большие усилия на прижим детали. Пружинные прижимы применяются главным образом для зажатия небольших, тонких деталей. Наряду с перечисленными применяют комбинированные приспособления (винт с клином, винт с пружиной и т. д.). Пневматические прижимы по сравнению с механическими имеют ряд существенных преимуществ, в том числе быстродействие, возможность управления рядом прижимов с одного места, возможность подвода сжатого воздуха к прижимам, занимающим различное положение в пространстве (через цапфу приспособления или по гибким шлангам), и т. д. Пневматический прижим обладает определенной упругостью, что компенсирует деформации свариваемых деталей. В качестве рабочего органа прижима могут служить пневмоцилиндры, пневмокамеры и пневмошланги. Пневмоцилиндры могут быть одностороннего или двустороннего действия. Шток цилиндра может действовать непосредственно на фиксируемую деталь или через рычаг. К недостаткам пневмоцилиндров относятся износ уплотнений и громоздкость.

В случаях, когда ход штока невелик, предпочтение заслуживают пневмокамеры, снабженные вместо поршня резиновой диафрагмой на тканевой основе, зажатой между крышкой и корпусом камеры. Часто в сварочных приспособлениях применяется шланговый прижим. При подаче воздуха в шланг последний воздействует на опорные поверхности клавишного рычажного прижима. Пневмоприжимы применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве и в высокомеханизированных установках.

В базовом варианте для фиксации деталей в приспособлении использовались поворотные винтовые прижимы,  предлагается заменить их на пневмоприжима двустороннего действия.

Рисунок 5 – Винтовой откидной прижим

Определяем силу зажима развиваемого пневмоприжимом двустороннего действия, для этого определяем усилие на штоке и в штоковой полости пневмоцилиндра.

Рисунок 7 – Действие усилий пневмоприжима  

Схема 3 – Кинематическая схема  пневмоприжима                                                                                   

Осевая сила на штоке пневмоцилиндра двустороннего действия при подаче воздуха со стороны поршня:

                           Q=πD2/4                                                   [10], стр. 32,  (20)

где,   D – диаметр пневмоцилиндра (поршня), мм;

p  - давление сжатого воздуха, Мпа;

η – КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре.

Принятые числовые значения символов:

D = 100 мм

р = 0,4 Мпа

η = 0,87

Решение:

Q=3,14*1002*0,4*0,87/4=2,7 кН.

Усилие зажатия развиваемое пневмоприжимом двустороннего действия вычисляется по формуле:

                             Р3=Q*L1/L2,                                                                              [10], стр. 32,  (21)

где,   Р3- усилие зажатия, кН;

Q- усилие на штоке пневмоцилиндра, кН;

L1, L2- длина плеч рычага, мм.

Принятые числовые значения символов:

L1=20,5 мм;

L2=18 мм.

Решение:

Р3=2,7*20,5/18=3,1 кН.

3.3 Описание работы спроектированной оснастки

При сборке деталей под сварку обеспечивать надежное закрепление деталей относительно друг друга. При этом смещение кромок должно быть минимальным и не превышать 10—15% толщины свариваемых кромок. Зазоры между кромками должны быть минимальными и постоянными по величине за исключением специальных случаев сварки в щелевой зазор. Сварочные приспособления должны обеспечивать фиксирование свариваемых деталей, предупреждая изменение зазора и смещение кромок в процессе сварки.

Сборка-сварка изделия «Каркас передка 52997» осуществляется на спроектированном приспособлении следующим образом. Установить по упорам приспособления последовательно:

  1.  Установить вручную, согласно эскиза, по упорам приспособления детали стойка боковая (поз.4) -1шт., дуга передка (поз.2)-1 шт., перекладина верхняя (поз.3) -1шт., дугу передка в сборе (поз.1)- 1шт., поджать пневмоприжимами, прихватить.
  2.  Установить вручную, согласно эскиза, по упорам приспособления трубу (поз.10)-3шт., трубу (поз.11)-1шт., трубу (поз.7)-1шт., трубу (поз.9)-1шт., трубу (поз.8)-2шт., трубу (поз.13)-2шт., поджать пневмоприжимами, прихватить.
  3.  Установить вручную, согласно эскиза, по упорам приспособления  кронштейн средней панели (поз.5)-2шт., на него установить кронштейн (поз.6)-2шт., пластину (поз.14)-4шт., ось (поз.15)-4шт; поджать  пневмоприжимами, прихватить и произвести сварку в доступных местах швами: У4, Т1-∆3, С2.
  4.  Установить вручную, согласно эскиза на собранный узел технологические трубы – 3шт., прихватить. Освободить собранный узел от прижимов приспособления, и произвести сварку узла в местах доступных  для сварки.

Передать на последующие операции, согласно технологического процесса.

Использование специальной сборочно-сварочной оснастки позволяет повысить производительность труда, улучшить качество изготавливаемого узла. Приспособление  представляет жесткий каркас, на котором расположены опоры, упор и прижимы. При сборке детали устанавливают в приспособление вручную и поочередно, зафиксировав их  прижимами. Приспособление для сборки сварки обеспечивает точность сваренного узла и не допускает его деформации при ведении сварочных работ. Данное приспособление удобно в эксплуатации и легко переналаживаемое.

4. Производственные расчеты

4.1 Выбор типа производства и определение размера производственной партии

Характеристика типа предприятия в зависимости от степени его специализации, широты номенклатуры изготавливаемой изделий, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделий называется типом производства.

Все машиностроительные предприятия, цеха и участки могут быть отнесены к одному из трех типов производства:

- единичному;

- серийному;

- массовому

Выбор тина производства осуществляется в зависимости от размера производственной партии. Так как изделие «Каркас передка 52997» изготавливают средними партиями, назначаем размер годовой производственной партии в количестве 5000 штук. Следовательно, данный тип производства относится к серийному.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изготавливаемых или ремонтируемых изделий и большим объёмом выпуска, повторяющегося через определённый промежуток времени партиями (сериями).

Технологический процесс в серийном производстве дифференцирован, то есть расчленён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными рабочими местами. Специализация отдельных видов работ не требует столь высокой квалификации рабочих, как в единичном производстве.

Главными отличительными особенностями серийного производства являются постоянство сравнительно большой номенклатуры выпускаемых изделий; специализация рабочих мест на выполнение нескольких постоянно закреплённых за ними операций; выпуск изделий сериями в определённом, заранее установленном чередовании; применение на ряду с универсальными специального оборудования сборочно-сварочных приспособлений и другой специальной оснастки; сокращение удельного веса ручных работ; использование труда специализированных рабочих средней квалификации; относительное сокращение длительности производственного цикла по сравнению с единичным производством. Серийное производство характерно для предприятий, изготавливающих стандартные цистерны, полуприцепы, мачты для линий электропередач, типовые котлы и т.п.

4.2 Определение потребного количества оборудования

Чтобы определить необходимое количество оборудования и его  загрузку необходимо знать: годовой объем выпуска изделий (в штуках); суммарные нормы времени по каждому виду оборудования (в минутах); эффективный годовой фонд  производственного времени единицы оборудования (в часах).

Эффективный годовой фонд времени работы одного станка в часах при пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями может быть рассчитан по формуле:

                 Фд = [(366-Дв-Дп)*8-Дп. п.*1]*Sp,                      [8], стр. 5,   (22)

где,    Дв- количество выходных дней (субботы и воскресенья);

Дп - количество праздничных дней;

Дп.п - количество предпраздничных дней (продолжительность рабочего дня меньше на 1 час);

S - число смен работы оборудования;

Кр - коэффициент, учитывающий время пребывания станка в ремонте.

Принимаем:                                                    

Дв= 120 дня;

Дп= 15 дней;

Дп.п = 9 дней;

S  = 2 смены;

Кр = 0,96

Фд = [(366– 120 - 15)*8 - 9* 1]*2*0,96 = 3494 часа

В серийном производстве расчетное количество оборудования (станков) подсчитывают по формуле:

                                                                 [8], стр. 5,   (23)

где,    Ср - расчетное количество станков данного типа, шт.;

tш.к. - суммарное   штучно   -   калькуляционное   время   по   операциям, выполняемым на данном типе станков, отнесенное к одной детали (изделию), принимается равным норме времени на изготовление сварной конструкции мин;

N - годовой объем выпуска деталей, шт.;

Фд – эффективный годовой фонд производственного времени оборудования,ч.   

Принимаем:                                                                                                        

N= 5000 шт.;

tш.к баз= 51,2 мин.;

tш.к пр= 32,1 мин.

Принятое количество рабочих мест /Спр/ определяется путем округления расчетного количества до ближайшего целого числа, при этом загрузка станка не должна превышать 108 %.    

Принимаем Спр= 2 единицы оборудования.       

Коэффициент загрузки рабочих мест по операциям /Кз/ устанавливается по формуле:

                        Кз = Ср / Спр                                                      [8], стр. 5, (24)

4.3 Определение капитальных вложений в основные производственные фонды

Капитальные вложения в производственные фонды - это единовременные затраты на оборудование, транспортные средства, приспособления и производственное помещение.

Стоимость оборудования рассчитывают как сумму оптовой цены плюс расходы на его доставку и монтаж. При укрупненных расчетах используют коэффициенты, учитывающие расходы на доставку и монтаж оборудования Кд.

Составим сводную ведомость оборудования, применяемого при сборке-сварке изделия «Каркас передка 52997»:

    Таблица 12 –  Сводная ведомость оборудования.

Наименование оборудования

Базовый вариант: сварочный полуавтомат ПДГ-525 в комплекте с выпрямителем ВДУ-506

Проектный вариант: полуавтомат ПДГ-508

Количество оборудования

2

1

Габаритные размеры оборудования, мм

780х660х1085

445х316х370

Мощность оборудования, кВт

80

50

Цена за единицу, руб.

82916

50540

Стоимость  оборудования с учетом Кд = 1,1, руб

182415,2

55594

Полная стоимость оборудования с учётом Кз, руб.

109449,1

42251,4

В качестве общецеховых транспортных средств в сборочно-сварочном производстве используется различное подъемно-транспортное оборудование – мостовые краны, кран-балки, электротали, электрокары и т.д.

В данном технологическом процессе сборки-сварки изделия транспортирующие устройства не закрепляются за отдельными рабочими местами, поэтому  капиталовложения в них принимаются в размере 10-15% от стоимости технологического оборудования.

С трансп. = 0,15*Собор,                    [8], стр. 5, (25)

где, Собор – полная стоимость оборудования, руб.

Решение:

С трансп.баз.= 109449,1* 0,1 = 10945 руб.

С трансп.пр. =  42251,4* 0,1 = 4225,1 руб.

Для изготовления сварной изделия «Каркас передка 52997»  предлагается замена поворотных винтовых прижимов пневмоприжимами. В базовом варианте использовались винтовые прижимы в количестве 12 штук. В проектном варианте они были заменены на пневмоприжимы.

Капитальные вложения в приспособление рассчитаем по формуле:

                                                                           [8], стр. 6, (26)

где, Спр. – стоимость прижима, руб.;

n  –  количество прижимов, шт.

Принятые числовые значения символов:

Спр.пн.= 850 руб.;

Спр.в.= 510 руб.;

nпр.в.баз= 24 шт;

nпр.пн.пр= 12 шт.

Решение:

Кпр. баз. = 510*24*0,6 = 7344 руб.

Кпр. пр. = 850*12*0,76 = 7752 руб.

Площадь здания, необходимую для изготовления изделия рассчитываем по формуле:

                                                                              [8], стр. 8, (27)

где,   к - количество операций в процессе изготовления изделия;

Сd - количество оборудования d-го типоразмера;

Sid - производственная площадь, занимаемая единицей оборудования d-го типоразмера.

Принятые числовые значения символов:

к=1;

Sid п/а=14 м2.

Решение:                   

Sзд.баз.=14*2=28м2 

Sзд.пр.=14*1=14м2

Стоимость здания определяем по формуле:

                         Сзд=Sзд*Hс*Кз,                                                          [8], стр. 9, (28)

где,    Нс – норматив стоимости 1 м2 площади помещения.

Принятые числовые значения символов:

Нс=12000 руб.

Решение:                

Сзд.баз.=28*12000*0,6=201600 руб.

Сзд.пр.=14*12000*0,76=127680 руб.

Капитальные вложения в основные производственные фонды составят:

К баз. = 109449,1+10945+7344+201600=329338 руб.
К пр. = 42251,4+4225,1+7752+127680=181909  руб.

4.4 Определение потребного количества основных рабочих

Численность рабочих на участке определяется по группам и категориям работающих: производственные (основные) рабочие; вспомогательные рабочие, специалист, служащие, руководители.

Определение потребного количества основных (производственных) рабочих ведут по каждой профессии и по каждому квалификационному разряду отдельно.

Для цехов серийного производства количество производственных рабочих определяют по формуле:      

                                                                        [8], стр. 9, (29)

где,   Рст - количество рабочих данной профессии и разряда, чел;

tш.к. - штучно - калькуляционное время на операцию, мин.;

Fд.р- эффективный годовой фонд рабочего времени рабочего, ч.;

N - годовой объем выпуска деталей, шт.

Эффективный годовой фонд рабочего времени рабочего при пятидневной рабочей неделе  определяем по формуле:

                 Fд.р. = [(366-Дв-Дп)*8 – Дп.п.*1]*Кн,                         [8], стр. 9, (30)

где,    Дв- количество выходных дней в году;

Дп - количество праздничных дней;

Дп.п - количество предпраздничных дней с сокращенным на 1 час рабочим днем;

Кн -   коэффициент,   учитывающий   использование   номинального   фонда времени из-за неявки на работу.

                                                                              [8], стр. 9, (31)

где, Сн = 9% - потери от номинального фонда времени из-за невыхода на работу.

Fд.р = [(365 - 120 - 15)*8 - 9* 1]*0,91  = 1666,2 ч.

Округляем полученные результаты до целого числа, и принимаем количество основных рабочих и в базовом варианте 3, а в проектном варианте  2 человека.

4.5 Определение потребного количества вспомогательных рабочих

Определение численности вспомогательных рабочих может быть произведено двумя способами: по нормам обслуживания и в процентах от численности основных рабочих.

Численность вспомогательных рабочих укрупненно можно взять в размере 25-30% от численности основных рабочих [2, с.10].

Чвсп=0,25*2=0,5=1 чел.

Сведем показатели по численности основных и вспомогательных рабочих в таблицу 13.

Таблица 13 – Ведомость основных и вспомогательных рабочих участка.

Наименование профессии

Разряд

Коэффициент занятости

Часовая тарифная ставка

Количество рабочих

Базовый вариант

Сварщик

3

27,5

3

Слесарь

2

0,75

21,2

1

Итого

Проектный вариант

Сварщик

3

27,5

2

Слесарь

2

0,5

21,2

1

Итого

Численность служащих, руководителей рассчитывается на основе нормативов по функциям управления с учетом штатного расписания. Рекомендуется ввести мастера с числом рабочих не менее человек, должность старшего мастера вводить при подчинении ему не менее трех мастеров, должность начальника участка вводить при наличии двух старших мастеров.

Численность нормировщиков определяется из расчета один нормировщик на 40 рабочих; численность учетчиков – нарядчиков – один на 75 рабочих.

5. Организационная часть

5.1 Планировка оборудования и рабочих мест на участке сборочно-сварочного цеха

Правильное размещение оборудования является основным звеном в организации безопасной работы производственного участка и цеха. При размещении оборудования необходимо соблюдать установленные минимальные разрывы между станками, между станками и отдельными элементами здания, правильно определять ширину проходов и проездов. Невыполнение правил и норм размещения оборудования приводит к загромождению помещений и травматизму.

Расположение оборудования на площади цеха или участка определяется в основном технологическим процессом и местными условиями.

Проходы и проезды требуется содержать в чистоте и порядке, границы их обычно отмечаются белой краской или металлическими светлыми кнопками. Ширина рабочей зоны принимается не менее 0,8 м. Расстояние между оборудованием и элементами зданий, а также размеры проходов и проездов определяются нормами технологического проектирования механических и сборочных цехов машиностроительных заводов.

Рабочее место является первичным звеном производства, оно представляет собой определенный участок производственной площади цеха, предназначенный для выполнения одним рабочим (или бригадой) порученной работы, специально приспособленный и технически оснащенный в соответствии с характером этой работы. От того, насколько правильно и рационально будет организовано рабочее место, зависит безопасность и производительность труда. Как правило, каждое рабочее место оснащено основным и вспомогательным оборудованием и соответствующим инструментом. Отсутствие на рабочем месте удобного вспомогательного оборудования или нерациональное его расположение, захламленность создают условия для возникновения травматизма.

Мероприятия по улучшению организации рабочих мест заключаются в рационализации трудовых движений и соответствующем оборудовании рабочего места. Технологический процесс не должен допускать непроизводительных и опасных трудовых движений и тем более опасных поз рабочего.

5.2 Организации рабочих мест и НОТ на участке

Пространство, в котором совершается основная часть трудовых движений, сравнительно невелико. Исследования показывают, что наиболее благоприятная зона для работ сидя определяется площадкой в 0,1 м2, когда предплечье поворачивается в локтевом суставе (руки полусогнуты). Другие зоны, например работа с помощью полностью вытянутых рук, менее благоприятны и вызывают быструю утомляемость. При работе стоя благоприятная зона также невелика. Осуществляя рационализацию трудовых движений, необходимо стремиться к обеспечению коротких и наименее утомительных движений. Следует помнить: чем больше сочленений участвуют в выполнении движения, тем оно, как правило, требует большей затраты сил. Поэтому при планировке рабочих мест и, в частности, при расстановке предметов организационно-технической оснастки необходимо предусматривать применение наиболее простых движений: движения одних пальцев, движения пальцев и запястья или движения пальцев, запястья и предплечья. Следует, по возможности, устранять такие движения, которые требуют участия не только плеча, но и всего корпуса.

При размещении на рабочем месте организационно-технической оснастки (стеллажей для заготовок и готовых деталей, инструментальной тумбочки, планшетов и пр.) или вспомогательного оборудования (поворотные краны, транспортеры и пр.) следует тщательно проверить по зонам досягаемости рук, насколько рационально установлен тот или иной предмет и какие виды движений будет при этом применять рабочий. Однако решение этой задачи не должно приводить к сближению оборудования, так как в противном случае рабочее место будет стеснено, и вероятность возникновения травматизма увеличится. На практике, используя опыт новаторов производства и соответствующие нормы при расстановке вспомогательного оборудования и оснастки, следует придерживаться такого принципа: заготовки и полуфабрикаты располагать на специальных стеллажах с левой стороны от рабочего, измерительный инструмент и тару для готовых деталей — с правой. Предметы, которыми пользуется рабочий чаще, располагают ближе к станку

Планировка рабочего места зависит от многих условий — от типа оборудования, конфигурации и габаритов деталей, применяемой технологии, организации обслуживания, но для аналогичных работ можно установить типовые рациональные планировки рабочих мест. Следует отметить, что основное и вспомогательное оборудование не должно выходить за пределы площадки, отведенной для данного рабочего места, и устройство рабочего места должно учитывать рост и другие антропометрические данные каждого рабочего.

5.3 Организация технического контроля

Качество продукции – это совокупность свойств продукции, обуславливающих её пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с её назначением. Показатели качества сварных соединений определяются той или иной совокупностью следующих свойств: прочностью, надежностью, отсутствием дефектов, структурой металла шва и околошовной зоны, коррозионной стойкостью и. т. п.

Управление качеством сварки должно предусматривать контроль всех факторов, от которых зависит качество продукции. Основное воздействие контроль должен оказывать именно на технологию производства, обеспечивая предупреждение дефектов и брака продукции. Контроль должен производиться по всем ниже перечисленным стадиям.

  1.  Контроль качества основного металла.

Проверка металла перед сваркой начинается с проверки наличия сертификата, где должны быть указаны: механические свойства, пластические свойства, химический состав металла. При отсутствии сертификата проводится полная проверка металла и лишь после этого он запускается в производство. Металл перед сваркой должен быть проверен на свариваемость, перед сваркой все заготовки должны быть очищены от ржавчины, окалины, загрязнений, и проверены на отсутствие механических повреждений.

  1.  Контроль качества сварочных материалов.

Качество сварного соединения во многом зависит от качества сварочных материалов, поэтому каждую партию электродов, проволоки, флюсов, баллоны с защитным газом перед началом сварки необходимо тщательно проверять. Сварочные материалы должны иметь сертификат, в котором должны быть указаны данные в соответствии с ГОСТ, ТУ и паспорт.

  1.  Контроль качества газа.

Если газ поставляется в баллонах, то он должен иметь сертификат завода-поставщика с указанием ГОСТ, названия газа, % примесей, % влаги, даты выпуска. Использование баллонов, не имеющих сертификатов, запрещено. Если сертификат имеется, то проверку производят только в тех случаях, когда при сварке возникают поры. Для предотвращения пор при сварке в защитных газах рекомендуется использовать осушители.

  1.  Контроль качества сварочной проволоки.

Проволока поставляется в бухтах с металлической биркой, на которой должны быть указаны: завод-изготовитель, № плавки, марка проволоки. Также должен присутствовать сертификат на проволоку, в котором должно быть указано: марка и диаметр проволоки, завод-изготовитель, № плавки, масса проволоки и её химический состав. При поступлении партии проволоки проводиться её проверка на отсутствие окислов, следов смазки, грязи и если проволока не надлежащего качества её подвергают механической или химической очистке.

  1.  Контроль качества оборудования.

Данный вид контроля осуществляется в несколько этапов.

1. Контроль самим оператором производиться каждый день, перед началом смены.

2. Один раз в неделю оборудование должно осматриваться мастером участка и соответствующие записи должны производиться в журнале осмотра. Если в процессе осмотра выявлены серьезные недостатки, то дается заявка в группу механиков или электриков на их устранение. Работа на неисправном оборудовании запрещена.

3. Один раз в месяц производиться профилактический контроль и ремонт оборудования группой механиков и электриков. Этот контроль производиться по графику, утвержденному начальником цеха.

В процессе всех видов контроля обращают особое внимание на исправность всех контролирующих приборов, проводки, подводящей питание, шлангов (если это полуавтомат), держателей, горелок, редукторов, наличия заземления, а также наличия изоляционного коврика у сварщика. Профилактический осмотр проводиться в нерабочие дни.

  1.  Контроль качества технологии.

Этот вид контроля предусматривает контроль над подготовкой заготовок, исправностью оснастки, необходимой, для сборки изделия, как поузловой, так и общей. Контроль заготовок производиться выборочно и если выявлены существенные отклонения, то проверяется вся партия. У сборочных и сварочных приспособлений проверяется исправность зажимных устройств, пригодность установочных поверхностей, исправность и пригодность медных, флюса - медных и других подкладок, теплоотвод элементов. Проверяются режимы выполнения сварочных операций, то есть: сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки; контроль проводится путем визуального наблюдения за приборами и внешнего осмотра сварного шва.

При изготовлении особо ответственных конструкций, а также при серийном и крупносерийном производстве контроль ведется путем непрерывной записи параметров режима с помощью самопишущих приборов.

  1.  Контроль квалификации сварщика или оператора.

Этот контроль производится на всех этапах производства сварной конструкции: заготовки, сборки, сварки и контроля готовой продукции. С этой целью производится периодическая аттестация операторов, паспортизация сварщиков, сборщиков, дефектоскопистов. Порядок и сроки аттестации указаны в соответствующих документах, отраслевых нормативах или в соответствующих распоряжениях по цеху или предприятию. В процессе аттестации производиться проверка теоретических знаний и практических навыков выполнения работы. Аттестация производиться комиссией, которая создается приказом по предприятию или распоряжением по цеху и включает ведущих специалистов отрасли.

5.4 Организация ремонта оборудования на участке

Производственный процесс на участке сборки-сварки осуществляется с использованием разнообразного технологического оборудования, транспортных средств, подъемных механизмов, приборов и инструментов.

При сварке используется широкая номенклатура оборудования, которое характеризуется сложностью конструкции, использованием электроники, пневмотехники, к нему предъявляются высокие требования по точности работы. Отдельные виды оборудования используются в агрессивной среде.

В период эксплуатации и хранения сварочное оборудование подвергается физическому и моральному износу.

Физический износ характеризуется утратой оборудованием своих первоначальных качеств. Это вызывает уменьшение точности работы оборудования, снижение скорости его работы. Физический износ оборудования является причиной увеличения доли бракованных изделий, увеличения времени простоя оборудования по техническим причинам, перерасхода основных и вспомогательных материалов, простоев в связи с авариями, что в конечном итоге ведет к росту себестоимости продукции.

Моральный износ оборудования бывает двух форм. Первая форма морального износа вызывает уменьшение стоимости машин или оборудования вследствие удешевления их воспроизводства. Вторая форма морального износа наступает в том случае, если изменяется конструкция и эксплуатационные показатели новых машин, когда машина технически устарела и заменяется более совершенной.

Предприятия должны постоянно проводить мероприятия, предупреждающие или устраняющие последствия износа оборудования путем своевременного проведения различного вида ремонтов и технического обслуживания оборудования.

Организация технического обслуживания и ремонта оборудования на участке направлена на поддержание и восстановление работоспособности оборудования. Но в результате ремонта можно не только восстановить утерянные функции деталей и узлов машин и механизмов, но и модернизировать их с целью улучшения технических характеристик. Сущность ремонта заключается в обеспечении сохранности и качественном восстановлении эксплуатационных характеристик оборудования путем замены или восстановления изношенных деталей и регулировки механизмов.

Ремонт - это комплекс операций по восстановлению исправности, работоспособности либо ресурса оборудования, либо его составных частей. Техническое обслуживание - это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при его использовании по назначению, во время ожидания, хранения или транспортирования.

Внедрение рациональной системы профилактического обслуживания способствует сокращению простоев оборудования по техническим причинам. Это ведет к улучшению использования производственных мощностей предприятия, является предпосылкой дополнительного выпуска продукции.

Задачами организации ремонтных работ на полиграфическом предприятии являются:

- поддержание сварочного оборудования в работоспособном состоянии;

- предупреждение преждевременного износа деталей и узлов;

- сохранение высокой точности, надежности и долговечности сварочного оборудования;

- сокращение простоев оборудования во время ремонтов и техобслуживания;

- снижение затрат на ремонт и техническое обслуживание.

5.5 Разработка мероприятий по охране труда, техники безопасности и противопожарной защите

Для изучения факторов, влияющих на условия труда, рассмотрим взаимосвязи человека с элементами системы труда. В процессе труда человек средствами труда воздействует на предметы труда, качественно видоизменяя их или меняя положение его в пространстве. В свою очередь, сам предмет труда, материалы, инструменты и оборудование, имеющиеся в распоряжении человека, оказывают влияние на характер условий труда. Кроме того, безопасность и безвредность труда зависят от параметров производственной среды (микроклимата, производственных вредностей), уровня организации труда, от взаимоотношения человека с трудовым коллективом. Все элементы процесса труда находятся в диалектической взаимосвязи и образуют единую систему.

Для обеспечения безопасности труда на рабочем месте каждого человека должны быть обеспечены: электробезопасность, пожаробезопасность, безопасность производственного оборудования и технологических процессов, безопасность устройства и эксплуатации подъемно-транспортных машин и т. д.

Анализ опасных и вредных производственных факторов.

При выполнении сварки, наплавки, резки, пайки и напылении металлов на рабочих могут воздействовать опасные и вредные производственные факторы. К вредным производственным факторам относятся: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение сварочной дуги, а также инфракрасное излучение сварочной ванны и свариваемых изделий; электромагнитные поля; ионизирующее излучение; шум; ультразвук; статическая нагрузка на руку. При сварке в зону дыхания работающих могут поступать сварочные аэрозоли, содержащие в составе твердой фазы окислы различных металлов (марганца, хрома, никеля, меди, титана, алюминия, вольфрама, железа и т.д.), их окислы и другие соединения, а также токсичные газы (окись углерода, озон, фтористый водород, окислы азота и др.). Количество и состав сварочных аэрозолей, их токсичность зависят от химического состава сварочных материалов и свариваемых металлов, вида технологического процесса. Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ может явиться причиной острых и хронических профессиональных заболеваний и отравлений. Интенсивность излучения сварочной дуги в оптическом диапазоне и его спектр зависят от мощности дуги, применяемых материалов, защитных и плазмообразующих газов. При отсутствии защиты возможны поражения органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т.п.) и ожоги кожных покровов. Отрицательное воздействие на здоровье может оказать инфракрасное излучение предварительно подогретых изделий, нагревательных устройств (нарушение терморегуляции, тепловые удары).

При ручных и полуавтоматических методах сварки имеет место статическая нагрузка на руки, в результате чего могут возникнуть заболевания нервно-мышечного аппарата плечевого пояса. К опасным производственным факторам относятся воздействие электрического тока, искры и брызги, выбросы расплавленного металла и шлака; возможность взрыва баллонов и систем, находящихся под давлением; движущиеся механизмы и изделия.

Требования к безопасности труда.

Эти требования включают в себя: устранение непосредственного контакта рабочего с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами готовой продукции и отходами производства, оказывающими вредное действие; замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением вредных и опасных факторов, процессами и операциями при которых данные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью; комплексную механизацию и автоматизацию производства; применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов, и т.д.

Рабочее место сварщика должно содержаться в чистоте и порядке, не допуская ничего лишнего, мешающего работе на рабочем месте, а также в проходах и проездах. Детали и заготовки следует держать в устойчивом положении на подкладках и стеллажах; высота штабелей не должна превышать полторы ширины или полтора диаметра основания штабеля и во всех случаях не должна быть более 1 м.

Сварочные кабели нельзя располагать рядом с газосварочными шлангами и трубопроводами, находящимися под давлением, или по участкам с высокой температурой, а также вблизи кислородных баллонов и ацетиленовых генераторов.

Не должны производиться сварка и резка внутри сосудов с закрытыми люками или невывернутыми пробками, у неограждённых или незакрытых люков, проёмов, колодцев и т.п.

Средства индивидуальной защиты.

При электродуговой сварке зона сварки (сварочная дуга, расплавляемый металл) является источником возможного травмирования электросварщика излучением и теплом сварочной дуги и брызгами расплавленного металла. Для защиты глаз, лица, кожного покрова головы и шеи сварщика от излучений и брызг металла, а также частичной защиты органов дыхания от непосредственного воздействия выделяемых при сварке паров металла, шлака и аэрозолей предназначены защитные щитки. Щитки изготавливаются двух основных видов: наголовные и ручные. Наголовный щиток более удобен, так как освобождает руку сварщика от необходимости удерживать ручной щиток. Щитки изготавливают углублённой формы для того, чтобы они хорошо защищали все открытые части головы и шеи сварщика. При пользовании щитком для обзора конструкции не обязательно открывать щиток назад на голову, достаточно поднять крышу рамки со светофильтром и осмотреть конструкцию через прозрачное защитное стекло, а также подготовить стык к сварке, зачистить кромки, удалить шлак и выполнить другие операции, требующие хорошей видимости.

Для защиты от вредного излучения дуги в щитки вставляют стеклянные светофильтры тёмно - зелёного цвета, которые не пропускают вредного излучения, но позволяют видеть дугу, расплавленный металл и манипулировать электродом для лучшего формирования шва. Применяют 13 классов светофильтров типа C для сварки на токах от 13 до 900 А. Необходимо иметь в виду, излучение сварочной дуги может травмировать глаза рабочих, находившихся поблизости от работающего сварщика. Поэтому рабочих, находящихся в зоне сварки, следует снабдить очками и светофильтрами, предназначенными для подсобных рабочих. Излучение дуги опасно для зрения на расстоянии до 20м.

Сварщики, работающие на строительных площадках, обязаны носить каски, предохраняющие голову рабочего от возможного травмирования падающими предметами и защищающие от ударов поражения электрическим током и атмосферных воздействий. Под каску должен надеть головной убор - подшлемник. Важными средствами индивидуальной защиты сварщика являются спецодежда и спецобувь. Спецодежда (куртки и брюки) изготовляется из материала, предохраняющего сварщика от излучений и имеющего противоискровые нашивки. Для работы в стационарных постах сварщик использует фартук, предохраняющий от брызг, особенно опасных при дуговой резке. Обувь сварщика, работающего на монтажной площадке, должна быть с нескользящей подмёткой.

К средствам индивидуальной защиты относятся также резиновый коврик, резиновые перчатки и галоши, применяемые при работе в особо опасных местах. Во время работы сварщик должен застёгивать куртку, не допуская оголения и поражения лучами дуги открытых мест тела. Клапаны куртки должны быть закрыты, брюки носятся на выпуск так, чтобы они закрывали ботинки во избежание попадания брызг металла на ноги.

При проведении сварочных работ на открытом воздухе в холодное время года спецодежда должна комплектоваться теплозащитными подстёжками в соответствии с климатическими зонами.

При использовании материалов, выделяющих повышенное количество сварочных аэрозолей (цветных металлов и сталей с цинком и цинковым покрытием и д.р.), применяют усиленную вентиляцию, обеспечивающую подачу чистого воздуха к сварщику. Однако общая вентиляция не всегда достигает нужного эффекта, поэтому прибегают к средствам индивидуальной защиты. Для этого в основном используют фильтрующие противопылевые респираторы и реже - изолирующие шланговые и автономные дыхательные аппараты.  

Противопожарная защита.

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика.

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры: нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесными отходами.

Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания.

Запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением.

Нужно постоянно иметь противопожарные средства – огнетушители, ящики с песком, лопаты, ведра, пожарные рукава и следить за их исправным состоянием, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию; после окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.

5.6 Мероприятия по охране окружающей среды

Способы защиты окружающей среды – ряд политических, социально-экономических, правовых воспитательных и образовательных мер. В настоящее время на многих предприятиях созданы системы внедрения безопасных в экологическом отношении технологических процессов.

Для эффективной реализации этих задач необходимо, чтобы каждый специалист и руководитель любого профиля имел глубокие знания по охране окружающей среды, знали природоохранительное законодательство, умело использовали их в повседневной деятельности. В настоящее время разработаны меры по защите окружающей среды:

а) регулярный технический осмотр автотранспорта;

б) проверка транспорта на содержание углекислого газа в выхлопных газах;

в) предотвращение испарения при сливоналивных операциях в системах автомобилей;

г) предотвращение работ на второстепенном производстве, загрязняющем атмосферу;

д) бесперебойная работа очистных сооружений;

е) усиление контроля за качеством работ пыле - очистных систем;

ж) уменьшение движения транспорта по территории предприятия и цехов.

Также в целях повышения качества защиты окружающей среды разработаны три режима загрязнения атмосферного воздуха:

1– Сокращение выбросов на 15–20%;

2– Сокращение выбросов на 20–40%;

3– Сокращение выбросов на 40–60%.

Деятельность ОАО «НефАЗ» по уничтожению, обезвреживанию, переработке и использованию отходов производства.

Также можно предложить ввести в действие на ОАО «НефАЗ» следующие установки и участки для обезвреживания и уничтожения образующихся отходов:

- участок по переработке ЛКМ;

- участок регенерации отработанного масла;

- установка регенерации растворителя КХ-445;

- установка для повторного использования отходов производства ПА, ПЭ, ПВХ, пластика АБС.

- установка для изготовления пеностирольных плит с добавлением отходов пенопласта;

- биологические очистные сооружения;

Эти установки уменьшат выделение вредных веществ в окружающую среду.

5.7 Утилизация отходов

Для уменьшения засорения производственных площадей и окружающей среды отходами производства ежегодно разрабатываются мероприятия по их утилизации;

а) мусор после уборки территории предприятия или города, вывозится на свалку;

б) металлоотходы подвергаются прессованию и отправляются на переплав;

в) отработанные жидкости, масла из автотранспортных цехов собираются в специальный контейнер и подвергаются дальнейшей переработке;

г) сточные воды предприятий проходят фильтрацию или физика – химическую очистку;

д) при наличии или выработке вредных газов на предприятии имеются фильтрационные системы для их очитки;

е) для очистки пыли применяются пыле – очистные системы.

Отходами производства являются остатки сырья, материалов, химических соединений, образование при производстве продукции или выполнения работ и утрачивании полностью или частично исходные потребительские свойства, вторичными материальными ресурсами, которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.

Охрана природы, водных ресурсов, а также для утилизации содержащихся отходов ценных веществ и компонентов в моровой практике ведется разработка и широкое внедрение различных технологий механизированного обезвреживания и переработке отходов. Выбор метода обезвреживания и переработке отходов для конкретного города определяется необходимостью, в первую очередь, оптимального решения, проблем охраны природной среды и здоровья населения с учетом экономической эффективности, рационального использования земельных ресурсов.

В процессе производства образуются твердые промышленные отходы в виде лома, стружки, шлаков, окалины золы пыли и мусора. Чтобы эти отходы не попадали в почву и атмосферу их подвергают переработке и используют вторично.

Важное значение практически во всех отраслях промышленности имеет решение проблемы улучшения качественных характеристик потребляемых материальных ресурсов, их комплексной переработки, т.к. снижения уровня материальных издержек в целом по промышленности на 1% приводит к снижению общих издержек производства больше, чем на 0,7%. Все то свидетельствует об определяющем воздействии материальных издержек на уровень себестоимости продукции.

Одним из наиболее важных путей рационального использования материальных ресурсов является их комплексная переработка. При этом исключительное место отводится вопросам сбора, хранения и переработки производственных отходов, содержащих определенное количество как полезных, так и вредных для окружающей среды веществ.

6. Экономическая часть

6.1 Определение затрат на материалы

6.1.1 Затраты на основные материалы

К основным материалам относятся материалы, расходуемые непосредственно на изготовление изделий. Эти материалы входят в вес готового изделия.

Расчет стоимости основных материалов производится в таблице 14.

    Таблица 14 – Расчет стоимости основных материалов для выполнения годовой программы изделий

Материал (с указанием профиля, размера)

Вес, кг

Цена за кг, руб

Затраты на основные материалы, руб

На единицу изделия

На годовую программу

На единицу изделия

На годовую программу

Сталь 10

Листовой прокат

150,3

751500

14,86

2233,46

11167290

Отходы: 5%

7,5

37500

2,97

22,28

111375

Итого:

2211,18

11055915

Расчет затрат на основные материалы на одно изделие производится по формуле:

                         МЕД=К*Цм*mм – Цo*mo ,                                         [8], стр. 12, (32)

где, К – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты на транспортно-заготовительные работы. С его помощью учитывается наценки, уплачиваемые снабженческо-сбытовым организациям, стоимость провоза, расходы на разгрузку и доставку материалов на склады и т.п.

К=1,05, то есть 5% от стоимости материалов;

Цм – цена за 1 кг материала, руб.;

mм – масса заготовки, кг;

Цо – цена 1 кг отходов, руб.;

mо – масса заготовки, кг.

6.1.2 Затраты на вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы выполняют подсобную роль в производстве продукции, хотя без их участия процесс не может совершаться. Они  либо необходимы для поддержания в требуемом состоянии средств труда, либо используются в некоторых технологических процессах для обработки продукции. К вспомогательным материалам для сварки изделия «Каркас передка 52997» относятся сварочная проволока марки Св-08Г2С и защитный газ СО2.

Затраты на все виды вспомогательных материалов, применяемых при изготовлении конструкции определяются по формуле:

                            ВМ=,                                          [8], стр. 13, (33)

где,    n – количество операций;

W – число видов вспомогательных материалов, применяемых при выполнении операции;

qвсi – норма расхода материала С-го вида при выполнении операции, кг/шт;

Цвс – цена материала С-го вида;

N – годовая производственная программа в натуральном выражении.

Расчет потребности и стоимости вспомогательных материалов производится по форме, приведенной в таблице 15.

Таблица 15 – Расчет потребности и стоимости вспомогательных материалов

Материал

Единица измерения

Расход

Цена за единицу, руб

Затраты, руб

На единицу изделия

На годовую программу

На единицу изделия

На годовую программу

1

2

3

4

5

6

7

Св-08Г2С

кг

1,76

8800

31,5

55,44

277200

Продолжение таблицы 15

1

2

3

4

5

6

7

СО2

кг

0,6

3000

8,03

4,82

24090

Базовый

итог:

60,26

301290

Сжатый воздух

м3

18,4

92000

0,25

4,6

23000

Проектный итог:

64,86

324290

6.2 Определение фонда заработной платы по участку

6.2.1 Заработная плата основных рабочих

Фонд заработной платы производственных рабочих складывается из основной и дополнительной заработной платы.

Определим основную заработную платы производственных рабочих.

Для расчета основной заработной платы вначале следует определить расценки на все операции технологического процесса обработки изделия.

Расценки в рублях определяется для серийного производства по формуле:

                          Ропсд*tшк/60,                                                          [8], стр. 14, (34)

где,  Ссд – часовая тарифная ставка, соответствующая разряду выполняемой работы, руб;

tшк – норма времени на данную операцию, мин. Часовая тарифная ставка в зависимости от профессии, разряда, формы оплаты и условий труда выбираем из тарифной сетки предприятия.

Принятые числовые значения символов:

Ссд 3 разр.=27,5 руб.;

tшк.баз.=51,2 мин.;

tшк.пр.= 32,1 мин.;

Решение:

Роп.баз..=27,5*51,2/60= 23,5 руб.

Роп.пр.=27,5*32,1/60=14,7 руб.

Заработную плату по сдельным расценкам на изготовление N деталей годового объема выпуска определяют по формуле:

                                     ЗПпрям=,                                         [8], стр. 14, (35)

где,  - сумма всех расценок на полную обработку одной детали по всем операциям, руб.

Принятые числовые значения символов:

=23,5 руб;

=14,7 руб.

Решение:

ЗПпрям.баз.=23,5*5000=117500 руб.

ЗПпрям.пр.=14,7*5000=73500 руб.

Основной фонд ЗП основных рабочих рассчитывается по формуле:

                    ЗПосн=(ЗПпрям+Фпрем+Фдп)*Кр,                         [8], стр. 14, (36)

где,   ЗПпрям – прямой фонд основных рабочих;

Фпрем – фонд премии, 60% от ЗПрям;

Фдп – фонд доплат, 20% от ЗПрям;

Кр – районный коэффициент.

Фпрем и Фдп определяются в процентах к прямому фонду ЗП.

В дипломном проекте принимаем по заводским данным.

Решение:

Фпрем.баз.=0,6*117500=70500 руб.

Фдп.баз.=0,2*117500=23500 руб.

Фпрем.пр.=0,6*73500=44100 руб.

Фдп.пр.=0,2*73500=14700 руб.

В фонд премий включаются выплаты стимулирующего характера по системным положениям. Это премии (включая стоимость натуральных премий) за производственные результаты, в том числе вознаграждения по итогам работы за год; надбавки к тарифным ставкам и окладам за профессиональное мастерство и т.д.

В фонд доплат включаются выплаты компенсирующего характера, связанные с режимом работы и условиями труда: надбавки и доплаты к тарифным ставкам и окладам за работу в ночное время (22.00 – 6.00 часов); за сверхурочную работу; за совмещение профессий за работу в тяжелых, вредных условиях труда и др. в соответствии с действующим законодательством.

Кр=1,15 – районный коэффициент представляет собой нормативный показатель степени увеличения заработной платы в зависимости от месторасположения предприятия. Его задача – обеспечение равной реальной заработной платы за равный труд во всех экономических районах страны. Районный коэффициент строится с учетом разницы: в уровне цен на предметы потребления; в бюджетном наборе товаров (из-за различий в природно-климатических условий районов, требующих специфических наборов продуктов питания, одежды, топлива и т.д.); в климатических условиях, воздействующих на работника непосредственно в процессе труда и вызывающих усиление его физической напряженности по сравнению с аналогичным трудом в других климатических условиях.

ЗПосн.баз.=( 117500+70500+23500)*1,15=243225 руб.

ЗПосн.пр.=( 73500+44100+14700)*1,15= 152145 руб.

В дополнительный фонд ЗП входят все виды выплат, не связанные непосредственно с выполнением производственных работ, но предусмотренные трудовым законодательством. В него входит оплата очередных отпусков, льготных часов подросткам, времени выполнения государственных обязанностей, доплата за выслугу лет, оплата учебных отпусков и т.п.

Определим дополнительную заработную плату производственных рабочих. Фонд дополнительной ЗП основных производственных рабочих может быть определен по формуле:

                                ЗПдоп = ЗПосн*n,                                       [8], стр. 15, (37)

где, n- принятый процент дополнительной ЗП.

Принимаем n = 15 %  

Решение:

ЗПдоп.баз. = 243225*0,15 =36483,8 руб.

ЗПдоп.пр. = 152145*0,15 =22821,2 руб.

Общий фонд ЗП основных рабочих равен:

                                Зпобщ = ЗПосн+ЗПдоп,                              [8], стр. 15, (38)

 

Решение:           

ЗПобщ.баз.= 243225+36483,8=279709 руб.

ЗПобщ.пр.= 152145+22821,2=174966,2 руб.

Рассчитаем страховые взносы. Страховые взносы зачисляются в государственные внебюджетные фонды – Пенсионный Фонд Российской Федерации, Фонд социального страхования РФ и Фонд обязательного медицинского страхования РФ и предназначены для мобилизации средств для реализации права граждан на государственное пенсионное и социальное обеспечение и медицинскую помощь. Процент отчислений принимается по установленным законодательством размерам.

Размер этих отчислений определяем по формуле:

                                               Зотч=ЗПобщ*β/100,                           [8], стр. 15, (39)

где, β – общий размер отчислений, %.

Принятые числовые значения символов:

β=30%.

Решение:

Зотч.баз.= 279709* 30/100=82112,7 руб.

Зотч.пр.= 174966,2 *30/100=52489,9 руб.

6.2.2 Заработная плата вспомогательных рабочих

Расчет годового фонда основной ЗП вспомогательных рабочих - повременщиков ведется по формуле:

                     ЗП=Сч*Фд.р.*Кпр*Чвсп*Кзан,                           [8], стр. 16, (40)

где,    Сч – часовая тарифная ставка, соответствующая квалификации рабочего, руб.;

Фд.р. – эффективный годовой фонд рабочего времени, час.;

Кпр – коэффициент, учитывающий премии и доплаты;

Чвсп – число вспомогательных рабочих, чел.;

Кзан – коэффициент занятости.

Принятые числовые значения символов:

Сч=21,2 руб (таблица 13);

Фд.р.= 1666,2 ч;                

Кпр=1,8;

Кзан.баз.пр.=1 (таблица 13);

Чвсп.баз.пр. =1 человек.

Решение:

ЗПосн.всп.баз.=21,2*1666,2*1,8*1,15*1*0,75= 47687 руб.

ЗПосн.всп.пр=21,2*1666,2*1,8*1,15*1*0,5= 38149 руб.

Дополнительный, общий ФЗП вспомогательных рабочих и отчисления на социальные нужды от ФЗП вспомогательных рабочих определяется также, как и для основных рабочих по формулам [8], стр. 15, (16), [8], стр. 15, (17), [8], стр. 15, (18).

Решение:

ЗПдоп.баз.= 47687 * 0,15 = 7153 руб.

ЗПобщ.баз. = 47687 + 7153 = 54840 руб.

Отч.баз. = 54840 * 0,3 = 16452 руб.

ЗПдоп.пр.= 38149 * 0,15 = 5722 руб.

ЗПобщ.пр. = 38149+5722 = 43871 руб.

Отч.пр. = 43871* 0,3 = 13161 руб.

Общий фонд ЗП вспомогательных рабочих с отчислениями на социальные нужды от ФЗП вспомогательных рабочих равен:

ФЗП с отч.баз. = 54840 + 16452 = 71292 руб.

ФЗП с отч.пр. = 43871+13161=57032 руб.

6.3 Затраты на силовую энергию

Затраты на электроэнергию на технологические цели для приведения в движение производственных механизмов вычисляют по формуле:

                                            Зэ=Цэ*Wэ,                                              [8], стр. 17, (41)

где, Цэ – стоимость 1кВт*ч.электроэнергии, руб;

Wэ – годовой расход электроэнергии, кВт*ч:

                            Wэ=(Nустдосд)*Кз.ср.,                              [8], стр. 17, (42)

где,    Nуст – установленная мощность всех станков на участке, кВт;

Фд – эффективный годовой фонд производственного оборудования, ч.;

ηо – коэффициент одновременной работы оборудования;

Кс – коэффициент потерь в электрической сети;

ηд – коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателей;

Кз.ср – средний коэффициент загрузки оборудования.

Принятые числовые значения символов:

Nуст.баз. =80 кВт;

Nуст.пр. =50 кВт;

Фд=3494 ч;

Кс=0,95;

ηо=0,7;

ηд=0,85;

Кз.баз=0,6;

Кз.пр =0,76;

Цэ=3,95 руб.

Решение:

Wэ.баз.=(80*3494*0,7/0,95*0,85)*0,6=145385кВт.

Зэ.баз.=3,95*145385=574271 руб.

Wэ.пр.=(50*3494*0,7/0,95*0,85)*0,76=115097 кВт.

Зэ.пр.=3,95*115097 =454633 руб.

6.4 Амортизационные отчисления от основных производственных фондов

6.4.1 Амортизация производственного оборудования

Амортизация – это процесс перенесения по частям затрат основных фондов производства на себестоимость выпускаемой продукции.

Амортизация -  плановый процесс накопления денежных средств для возмещения выбывших основных фондов на протяжении всего намеченного срока функционирования основных фондов.

Расчет амортизационных отчислений может производиться линейным (равномерным) и нелинейным методами. В дипломном проекте используется первый, самый распространенный метод, согласно которому размер годовых амортизационных отчислений можно определить по формуле:

                      АОобор=Собор/Т,                                                    [8], стр. 18, (43)

где, Собор – первоначальная стоимость оборудования, руб;

Т – срок полезного использования объекта основных фондов, годы.

Сроком полезного использования объекта основных фондов является период в течение которого использование объекта должно приносить доход или служить для выполнения целей предприятия.

Принимаем :

Соб.баз.= 109449,1 руб. (таблица 10);

Соб.пр.= 42251,4 руб. (таблица 10);

Т=10 лет.

Решение:

АОб.баз.=109449,1/10=10945 руб.

АОб.пр.=42251,4/10=4225 руб.

6.4.2 Амортизация транспортных средств

Амортизационные отчисления на транспортные средства планируются аналогичным образом, что и для производственного оборудования, исходя из стоимости транспортного оборудования и срока его полезного использования.

Принятые числовые значения символов:

Странсп.баз.= 10945 руб.;

Странсп.пр.= 4225 руб.;

Ттрансп.=10 лет.

АОтрансп.баз.=10945/10=1095 руб.

АОтрансп.пр.=4225/10=423 руб.

6.4.3 Амортизация здания

Амортизационные отчисления на здания рассчитываем по формуле:

                                                    АОзд = Сзд/Тзд,                           [8], стр. 18, (44)

где,   Сзд- стоимость здания, руб.;

Тзд - срок полезного использования здания, лет.

Принятые числовые значения символов:

Сзд.баз.= 201600 руб.

Сзд.пр.= 127680 руб.

Тзд = 50 лет.

Решение:

АОзд.баз. = 201600/50 =4032 руб.

АОзд.пр. =127680/50 =2554 руб.

6.5 Затраты на текущий ремонт и содержание основных производственных фондов

6.5.1 Затраты на текущий ремонт и содержание технологического оборудования

Затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования принимаются в размере 7% от их первоначальной стоимости.

Решение:

Зр.обор.баз.= 0,07*109449,1= 7661 руб.

Зр.обор.пр.= 0,07*42251,4= 2958 руб.

6.5.2 Затраты на текущий ремонт здания

Затраты на текущий ремонт здания принимаем в размере 3% от стоимости здания.

Зрем.зд.баз. = 0,03*201600 = 6048 руб.

Зрем.зд.пр. = 0,03*127680 =3830 руб.

6.6 Затраты на охрану труда и технику безопасности.

Затраты на охрану труда и обеспечение техники безопасности составляют примерно 2% от фонда основной зарплаты производственных рабочих.

Зохр.баз. = 0,02*243225 = 4865 руб.

Зохр.пр. = 0,02*152145 = 3043 руб.

6.7 Затраты на премирование по рационализации и изобретениям.

Эти затраты составляют примерно 1,5 % от фонда основной зарплаты производственных рабочих.

Зрац.баз. = 0,015 * 243225 =3648  руб.

Зрац.пр. = 0,015 * 152145 = 2282 руб.

6.8 Затраты на воду, отопление, освещение.

Затраты  на  воду,  на  хозяйственные  и  бытовые  нужды  определяем  по формуле:

                             Зв. = Цв*Ч*q*Др,                                          [8], стр. 19, (45)

где,    Цв - стоимость 1 м3 воды, руб.;

Ч- число работающих на участке с учетом коэффициента занятости, чел;

q- удельный расход воды на одного работающего в смену, м3;

Др - число рабочих дней в году.

Принимаем:

Цв = 17,61 руб.;                                       

Чбаз.баз. = 4 чел;

Чбаз.пр. = 3 чел;

q = 0,08 м³;                                            

Др = 222 дней.

   Зв.баз. = 17,61*4*0,08*222= 1251 руб.

Зв.пр = 17,61*3*0,08*222=938 руб.

Определим затраты на отопление. Для  определения  затрат  на  отопление   помещения  рассчитаем  сначала максимальный часовой расход тепла (в Ккал) по формуле:

                        Qчас = q*a*k*V*(tв-tн)*10                                   [8], стр. 20, (46)

где:    q- тепловая характеристика зданий, в Ккал/м3 ч град;

k- поправочный коэффициент, учитывающий изменение расчетной наружной температуры;                         

а- коэффициент, учитывающий потери тепла;

V-объем здания, м3;

tв- средняя температура воздуха в здании, град.С;

tн- расчетная (максимальная) температура наружного воздуха, град.С.

Принимаем в работе:

q = 0,44;                                         

k = 0.93;                                           

а = 1,7;

tв = 16 град.С;

tн = -37 град.С.

Объем определяется по формуле:

                                     V = S * h ,                                               [8], стр. 20, (47)

где,   h - высота здания.    

Принимаем:

h = 8,05м.

V = 8,05*28= 225,4 м3

Qчас = 0,44*1,7*0,93*225,4*(16 + 37)*10 = 83104 кКал = 0,08 Гкал.

Затраты на отопление определяются по формуле:

                           Зот = Sпара*Qмес,                                     [8], стр. 20, (48)

где,    Sпара- стоимость 1 Гкал. пара, руб;

Qмес -суммарный расход тепла по месяцам, Гкал.

Расход тепла по месяцам определяем по формуле:

            Q мес = Qчас*24*Д*(tв-tр )/(tв - tн),                              [8], стр. 20, (49)

где,    24- количество часов в сутках;

Д- число дней в месяце;

tр- расчетная среднемесячная температура метеослужбы.

Получаем значения Qмес по месяцам:

Qянв = 0,08 *24*31*(16 + 15,1)/(16 + 37)= 35 Гкал;

Qфевр = 0,08 *24*28*(16 + 14,8)/(16 + 37) = 31,3 Гкал;

Qмарт = 0,08 *24*31*(16 + 8,4)/(16 + 37) = 27,4 Гкал;

Qапр = 0,08 *24*30*(16 - 1,9)/(16 + 37) = 15,3 Гкал;

Qмай = 0,08 *24*31*(16 - 8)/(16 + 37) = 8,9 Гкал;

Qсент = 0,08 *24*30*(16 - 8)/(16 + 37) = 8,6 Гкал;

Qокт = 0,08 *24*31*(16-2,3)/(16+ 37) = 15,3 Гкал;

Qноябрь = 0,08 *24*30*(16 + 6)/(16 + 37) = 24 Гкал;

Qдек = 0,08 *24*31*(16 + 12,5)/(16 +37) = 32 Гкал;

Qмес = 198 Гкал

Приняв Sпара = 612 руб за 1 Гкал, определяем затраты на отопление:

Зот.баз. = 612*198*0,6 =72705,6 руб.

Зот.пр. = 612*198*0,76=92094 руб.

Определим затраты на освещение.

Эти затраты определяются по формуле:

                                                         [8], стр. 21, (50)

где,    Fо - годовое число часов на освещение;      

S- общая площадь участка, м2;                                                        

Qо - удельный расход эл. энергии на 1 м2 ;

Цэ – стоимость 1кВт*ч.электроэнергии, руб.

Принимаем:

Fо = 2700 часов;

Sзд.баз. =28м2 

Sзд.баз. =14м2

Qо = 15 Вт/ час

Цэл = 3,95 руб.

Зэл.осв.баз. = 2700*28*15*3,95/1000 = 2687 руб.

Зэл.осв.пр. = 2700*14*15*3,95/1000 = 1702 руб.

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и цеховые расходы сведем в таблицы 16, 17 соответственно.

 Таблица 16 - Смета РСЭО.

Наименование статей

Сумма, руб.

Базовый вариант

Проектный

вариант
Амортизация производственного оборудования
10945
4225
Амортизация транспортных средств
1095
423
Затраты на вспомогательные материалы
301290
324290
Затраты на силовую электроэнергию
574271
454633
Продолжение таблицы 16

Наименование статей

Сумма, руб.

Базовый вариант

Проектный

вариант
Затраты на текущий ремонт оборудования
7661
2958
Затраты на страховые взносы
71292
57032
Прочие расходы (2% от суммы п.1-6)
19331
16871
 Итого:
985885
860432
 
 Таблица 17 - Смета цеховых расходов.

Наименование статей

Сумма, руб.

Базовый

вариант

Проектный

вариант

Амортизация зданий

4032

2554

Затраты на электроэнергию на освещение

2687

1702

Затраты на воду на хозяйственные и бытовые нужды

1251

938

Затраты на отопление

72705,6

92094

Затраты на текущий ремонт здания

6048

3830

Затраты на охрану труда

4865

3043

Затраты на  премирование по рационализации и изобретательству

3648

2282

Прочие расходы (принимаем 1% от п. 1-7)  

952

1064

Итого цеховых расходов

96189

107507

7 Результирующая часть

  1.  Технико-экономические показатели участка

Себестоимость продукции – это стоимостная оценка используемых в процессе производства продукции природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных фондов, трудовых ресурсов, а также других затрат на ее производство и реализацию.

Определение издержек производства и реализации единицы продукции называется калькулированием. В процессе калькулирования все издержки группируются по статьям калькуляции. Расчет себестоимости  одного изделия проведем в таблице  18.

  Таблица 18 - Калькуляция себестоимости изделия «Каркас передка 52997»

Статьи калькуляций

Затраты на изделие, руб.

Методика расчета

Базовый

вариант

Проектный вариант

1. Основные материалы с учетом ТЗР и за вычетом возвратных отходов

Табл.14

2211,18

2211,18

2. Основная ЗП производственных рабочих

ЗПосн/N

49

30

3. Дополнительная ЗП производственных рабочих

ЗПдоп/N

7,3

4,6

4. Отчисления на социальные нужды от ФЗП производственных рабочих

Зотч/N

16

10

5. РСЭО и цеховые расходы

РСЭО+

ЦР/N

216

194

Итоговая цеховая себестоимость

2499

2450

6. Общепроизводственные расходы

108% от основной ЗП произв. рабочих

52,9

32,4

Итого производственная себестоимость

2552

2482

7. Внепроизводственные расходы,

5% от производственной себестоимости

128

124

Итого полная себестоимость

2680

2606

Для сравнения уровня производства в однородных цехах и участках необходимо иметь комплекс данных, характеризующих экономическую сторону работы спроектированного участка. Свод этих показателей представлен в таблице 19.

   Таблица 19 - Комплекс технико-экономических показателей деятельности участка по изготовлению изделий «Каркас передка 52997».

Наименование показателей

Ед.измерения

Величина показателей

Базовый вариант

Проектный вариант

Выпуск продукции, годовая программа

шт.

5000

5000

Капитальные вложения в основные производственные фонды, в т.ч:

- технологическое оборудование;

- транспортное оборудование;

- приспособления;

- здания;

руб.

329338

109449,1

10945

7344

201600

181909

42251,4

4225,1

7752

127680

Процент загрузки сварочного оборудования

%

0,76

0,6

Средняя мощность оборудования

кВт

40

50

Общая площадь участка

м

28

14

Общая  ЗП производственных рабочих (ЗПобщ)

руб.

243225

152145

Общая  ЗП вспомогательных рабочих (ЗПобщ)

руб.

47687

38149

Полная себестоимость изделия

руб.

2680

2606

7.2 Оценка  технико-экономической  эффективности  спроектированного  участка.  

Годовой  экономический  эффект  определяем  по  формуле:

Эг = [( Сбаз + Eн * Кбаз/N) – (Спр. + Eн * Кпр/N.)]* N,                       [8], стр. 23, (51)

где, Eн  – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений принятый для расчета 0,2;

Сбаз   – себестоимость единицы продукции базового варианта, руб.;

Спр – себестоимость единицы продукции проектного варианта, руб.;

Кбаз   – капитальные вложения по базовому варианту, руб.;

Кпр – капитальные вложения по проектному варианту, руб.;

N – программа выпуска продукции, шт.

Принятые числовые значения символов:

Сбаз=2680 руб.;

Спр= 2606 руб.;

Кбаз =329338 руб.;

Кпр= 181909 руб.

Решение:

Эг = [(2680+0,2*329338/5000)–(2606+0,2*181909/5000)]х5000 =400000руб.

Годовой  экономический  эффект  составил 400000 рублей.

Завершающим этапом экономической части дипломного проекта является определение роста производительности труда за счет снижения трудоемкости изготовления детали в результате предлагаемых мероприятий.

Производительность труда – это уровень трудовых затрат на производство единицы продукции. Для измерения производительности труда в машиностроении используются два основных показателя: выработка и трудоемкость.

Выработка – это количество продукции, произведенной в единицу рабочего времени или приходящейся на одного среднесписочного рабочего в год.

Трудоемкость – это затраты рабочего времени на производство единицы продукции.

Зависимость между ростом производительности труда и снижением трудоемкости рассчитываем по формуле:

                                     ΔПТ = 100*Δt /(100- Δt),                        [8], стр. 24, (52)

где,    ΔПТ – процент повышения выработки (рост производительности труда);

Δt – процент снижения трудоемкости.

Δt = 100*(1- t2 / t1),

где, t2 – трудоемкость изготовления детали в проектном варианте, мин;

t1 - трудоемкость изготовления детали в базовом варианте, мин.

Получаем:

Δt = 100*(1- 32,1/ 51,2) = 37 %;

ΔПТ = 100*37/(100-37) =59 %.

Таким образом, проведенные расчеты показали, что предлагаемый усовершенствованный вариант изготовления изделия «Каркас передка 52997» является экономически целесообразным.

Заключение.

Задачами данного дипломного проекта было повысить производительность труда при уменьшении числа занятых на производстве рабочих, а также улучшить качество продукции, за счет технического перевооружения и реконструкции, повышения уровня механизации и автоматизации. Для решения этих задач потребовалось широкое применение современного технологического оборудования, механизмов, различных приспособлений, специального инструмента.

Была дана полная характеристика основному материалу, вспомогательным материалам. Произведен выбор способа сварки, метода и параметров контроля качества изделия, электрического и механического сварочного оборудования. Выполнены расчеты режимов сварки, норм времени на сборочно-сварочные операции, расходов и затрат на основной материал, на вспомогательные материалы, на силовую энергию, на текущий ремонт здания, на воду, отопление, освещение и были определены необходимые капиталовложения, заработная плата рабочих.

В дипломном проекте был усовершенствован технологический процесс сборки-сварки изделия «Каркас передка 52997», снижена трудоемкость сборки-сварки изделия за счет внедрения пневматических прижимов и более модернизированного электросварочного оборудования взамен винтовых прижимов и  устаревшего сварочного полуавтомата.

Организационная часть включила в себя мероприятия по: планировке оборудования и рабочих мест на участке сборочно - сварочного цеха; организации рабочих мест и НОТ на участке; организация технического контроля; организация ремонта оборудования на участке; разработке мероприятий по охране труда, техники безопасности и противопожарной защите;  по охране окружающей среды и утилизация отходов;

В результате выше указанных мероприятии годовой экономический эффект от усовершенствования технологии сборки-сварки изделия «Каркас передка 52997» составил  400000 руб.


Список использованной литературы.

1 Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением: Л.: Машиностроение, 1992г. - 464стр.

2 Кожевников Н.Н. Экономика и управление в машиностроении: М.: Академия, 2004г. – 208стр.

3 Козьяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении: М.: Машиностроение, 1998г. – 150стр.

4 Квасницкий В.В.- Специальные способы сварки (на укр. яз.), 2003.-437 с.

5  Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции: М.: Высшая школа, 1991 г. - 400стр.

6 Куркин С.А., Хохов В.М., Рыбачук А.М. Атлас: Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций: М.: Машиностроение, 1993г. – 460стр.

7 Маслов Б.Г., Выборнов А.П. Производство сварных конструкций: М.: Академия, 2007г. – 254стр.

8 Лупачёв В.Г.- Ручная дуговая сварка, Учебник, Высшая школа, 2006, 416 стр. с ил.

9  Рубцов А.А., Воронин Ю.В. Механизация и автоматизация производства: М.: Машиностроение, 1990г. – 192стр.

10 Рыморов К.С. Механизация и автоматизация сварочного производства: М.: Машиностроение, 1990г. – 210стр.

11 Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов: М.: Машиностроение, 1993 г. – 640стр.

12 Методическое пособие по курсовому проектированию: Нефтекамск: НМТ, 2003г. – 40стр.

13 Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика отрасли»: Нефтекамск: НМТ, 1998г. - 27стр.


 
005 Зачистка 

Щетка, очки

 010  Сборка-сварка

ПДГ-508, приспособление, щиток

020 Контроль

Рулетка, угольник

  015   Слесарная

Шлифмашинка, напильник,

державка, очки

Базовая деталь сборочной единицы 1порядка Дуга передка в сборе поз.1-1 шт.

Перекладинаверхняя

поз. 3-1 шт.

Дуга верхняя, поз. 2-1шт.

поз. 2

Стойка боковая

поз. 4- 1 шт.

Сборочная единица 1 порядка

«Каркас передка 52997» 

Кронштейн

поз.6-2 шт.

Труба

поз.7-13-11шт.

Пластина, поз.14-4шт.

Ось поз. 15-4шт

Кронштейн средней панели

поз. 5-1 шт.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73627. Статистика труда 176 KB
  Понятие и роль рынка труда в экономике. Задачи статистического изучения рынка труда. Категории рынка труда. Показатели, их характеризующие. Понятие производительности труда и значение её статистического изучения. Показатели уровня производительности труда. Изучение динамики производительности труда...
73628. Статистика результатов экономической деятельности 101.5 KB
  Понятие промышленной продукции и ее видов по степени готовности. Стоимостные показатели объема производства продукции. Факторный анализ изменения объема производства продукции. Анализ динамики производства продукции индексным методом.