Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Анотація
Ключові слова: зварювання неплавким електродом, зварювання плавким електродом в аргоні, ємність, обладнання, система керування, техніко-економічний аналіз, охорона праці.
Диплом присвячено розробці лінії для зварювання балонів високого тиску зі сталі. Визначено вимоги до лінії, розроблено її структуру, конструкція установок, які входять до лінії, конструкцію окремих блоків та систему керування. Проведено розрахунок механізму подачі дроту. Розглянуто питання охорони праці. Проведено техніко-економічний аналіз.
Abstract
Key words: MIG/MAG welding, TIG welding, tank, equipment, monitoring system, labour protection, technic-economical analysis
The diploma is devoted to development of welding welding of baloons. Equipment main parameters were determined, equipment structure, main units’ construction and monitoring system were developed. Design of wire feed mechanism was done. The problems of labour protection were considered. The technical-economic machinery creation expediency analysis was done.
Зміст
|
[1] Вступ |
Сталі є багатокомпонентними системами на основі заліза. Залежно від добавок їх властивості сильно міняються. Першою і основною добавкою до заліза є вуглець. Температура плавлення заліза 1539 °С, щільність 7.68 Т/м3.
Вплив різних добавок на сталь.
Зміст вуглецю. Ніж більше вуглецю, тим більше крихка, менш в′язка, менш пластична, спочатку міцніша, потім менш міцна. Росте питомий опір, коерцитівная сила, падає щільність, теплопровідність, магнітна проникність.
Зміст кремнію і марганцю . Їх додають при виплавці для видалення оксидів заліза. Залишаючись в сталі кремній підвищує межа текучості, що утрудняє наприклад штампування. Марганець підвищує міцність.
Зміст сірі . Сірка є природною шкідливою домішкою в металі. Вона утворює FES, які порушують контакт зерен між собою. При цьому погіршуються корозійна стійкість, трещиностойкость, сваріваємость.
Фосфор також є шкідливою домішкою. Він частково розчиняється в сталі, частково збирається на межах зерен. Тому зменшуються пластичність, в′язкість, трещиностойкость.
Зміст азоту, кисню і водню . Утворення оксидів і нітрідов відбувається, в основному на межах зерен. Тому вони сприяють крихкому руйнуванню. Особливо небезпечний водень, що приводить до водневої крихкості стали.
Легуючі добавки . Звичайно це нікель, марганець. Як правило вони підвищують межу текучості стали, причому вони сприяють стабільності аустеніту в низькотемпературній області. З нього роблять неіржавіючі стали. Відзначимо, що неіржавіюча сталь дійсно парамагнітна, як і повинно бути у аустеніту.
Розглянемо види стали. Легована сталь, крім традиційних домішок, містить у своєму складі так звані легують елементи. Залежно від компонентів розрізняють низьколеговану, середньолеговану і високолеговану сталь. Низьколегована сталь відрізняється від своїх "сестер" "начинкою", в якій сумарний зміст легуючих елементів доходить до 2,5 відсотків. Має широку сферу застосування і конструкційна сталь - це загальна назва сталей, призначених для виготовлення будівельних конструкцій, а також деталей машин або механізмів.
Дипломний проект присвячений розробці лінії для зварювання балонів високого тиску. Матеріал, з якого виготовляється балон – конструкційна низьколегована сталь 17Г1С.
Розроблена лінія включає в себе установку для зварювання горловин, та установку для зварювання кільцевих швів у два проходи.
Найдоцільнішим буде використання дугового зварювання в середі захисного газу.
Дипломний проект включає в себе:
1. Пояснювальну записку, в якій розглянуто такі питання:
- опис зварюваного матеріалу та обґрунтування вибору способу зварювання. Розглянуто особливості сталі 17Г1С, технологію зварювання неплавким електродом у середовищі захисного газу, технологію зварювання плавким електродом.
Визначено основні параметри режимів зварювання;
- технічне завдання на проектування лінії та її установок;
- опис конструкції основних вузлів установок. Розглянуто конструкцію пальника та зварювальної головки. Проведено розрахунок потужності двигуна механізму подачі дроту;
- опис електричних частин установок. Розглянуто склад та роботу електричних схем установок та окремих їх блоків. Розглянуто функціональні схеми установок із персональним комп’ютером;
- питання охорони праці. Проаналізовано шкідливі та небезпечні фактори, які створюються при роботі лінії;
- техніко-економічне обґрунтування. Проведено відповідні розрахунки та обґрунтовано доцільність створення лінії.
2. Графічну частину, яка містить:
- схему технологічного процесу;
- складальне креслення лінії;
- складальне креслення зварювальної головки;
- складальні креслення оснасток;
- функціональні схеми установок;
- електричні принципові схеми установок;
- електричні принципові схеми окремих блоків установки.
3. Додатки:
- список літератури;
- специфікації до складальних креслень;
- списки елементів до електричних принципових схем.
1. Характеристика способу зварювання
Виріб, що зварюється – балон виготовляється із Сталі 17Г1С.
Сталь конструкційна низколегована 17Г1С застосовується для:
- виготовлення зварних металоконструкцій і деталей, які працюють в умовах високого тиску та при температурах від -40 до +475 °С;
- елементів трубопроводу і деталей гарячої води атомних станцій, зварних переходів, фланців, зварних тройників та інших фасоних деталей трубопроводів
- прямошовних зварних труб, які призначені для будівництва трубопроводів високого тиску.
Хімічний склад матеріалу виробу подано в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 Хімічний склад Сталі 17Г1С
|
Mn, % |
Si, % |
Ni, % |
Cr, % |
Cu, % |
Ni, % |
С, % |
|
1.15 - 1.6 |
0.4 - 0.6 |
до 0.3 |
до 0.3 |
до 0.3 |
до 0.3 |
0.15 - 0.2 |
Основний метал має такі механічні характеристики:
|
Термообробка, стан поставки |
Сечение, мм |
s0,2, МПа |
sB, МПа |
d5, % |
KCU, Дж/м2 |
|
Листи і полоси |
<10 |
335 |
510 |
23 |
|
|
Листи і полоси |
10-20 |
345 |
510 |
23 |
|
|
Листи 2-6, 10-12, 16,18 категорій горячекатані |
4-20 |
295 |
510-630 |
22 |
49 |
1.1 Характеристика способу зварювання для установки, що зварює горловину.
Завдяки таким перевагам: висока продуктивність, легкість транспортування захисного середовища до плавильного простору, відсутність шлакової корки, зниження ширини зони термічного впливу, зварювальних деформацій, можливість зварювання у всіх просторових положеннях, спостереження за дугою і керування нею, зварювання в середовищі захисних газів – стало домінуючим процесом серед
автоматичних процесів зварювання при виготовленні металоконструкцій відповідального та особливо відповідального призначення. Зварювання у середовищі захисних газів виконується на постійному струмі зворотної полярності. Це пов’язано з більш дрібно крапельним переносом металу, меншим розбризкуванням, меншою схильністю до утворення пор. Як захисне середовище використовуємо газ аргон Ar. Використовуємо електродний дріт СВ08Г2СА.
ВАХ джерела живлення обираємо жорсткою, при більшому струмі кращий перенос металу. Оскільки жорстка характеристика блок регулювання напруги не потрібний її стабілізує джерело живлення.
Утворення шва відбувається за рахунок розплавлення кромок основного металу та електродного дроту.
В зварній конструкції найнебезпечнішим місцем є зварний шов. В процесі експлуатації виробу у зварному шві можуть виникнути тріщини, корозія та інші дефекти. Що є неприпустимим у виробах, що працюють під тиском.
Параметри режиму зварювання
|
Параметр |
Значення |
|
Діаметр електродного дроту, мм. |
1 |
|
Зварювальний струм, А. |
110 - 140 |
|
Напруга на дузі, В. |
18 – 24 |
|
Швидкість зварювання, м/год. |
16 – 20 |
|
Витрати газу, л/год. |
12 |
|
Кількість проходів |
1 |
|
Час зварювання, с. |
209 |
|
Віліт електроду, мм. |
12 |
|
Катет, мм |
3 |
|
Зазор, мм |
0+1,0 |
1.2 Характеристика способу зварювання для установки, що зварює кільцеві шви.
Для зварювання запропонованого виробу обираємо такі способи – дугове зварювання неплавким електродом у середовищі інертного газу
- дугове зварювання плавким електродом у середовищі инертного газу.
При зварюванні в інертних газах підвищується стабільність дуги і знижується чад легуючих елементів, що важливо при зварюванні високолегованих сталей.
Зварювання в інертних газах зазвичай виконують неплавким (вольфрамовим) чи плавким електродом. Зазвичай його застосовують для зварювання матеріалу товщиною до 7 мм, але особливо ефективне воно при малих товщинах (до 1,5 мм), коли при 1застосуванні інших способів спостерігаються прожоги. Однак у деяких випадках його застосовують при зварюванні неповоротних стиків труб великої товщини і зварюванні кореневих швів при виготовленні особливо відповідальних товстостінних виробів. Зварювання ведуть без присадкового матеріалу або з присадковим матеріалом на постійному струмі прямої полярності. Але при зварюванні сталі або сплавів з підвищеним змістом алюмінію застосовують змінний струм, щоб за рахунок катодного розпилення зруйнувати поверхневу плівку з оксидів.
В якості захисного газу обираємо аргон.
Аргон практично не вступає в хімічну взаємодію з розплавленим металом і іншими газами в зоні горіння дуги. Через те, що він на 38% важче повітря, аргон витісняє його з зони зварювання і надійно ізолює зварювальну ванну від контакту із атмосферою.
При аргонодуговому зварюванні можливий крупно крапельне або струменеве перенесення електродного металу. При крупно крапельному переносі процес зварювання нестійкий, с великим розбризкуванням. Його технологічні характеристики гірщі, ніж при полу автоматичному зварюванні в вуглекислому газі, так як в слідстві меншого тиску в дузі краплі вирощуються до великих розмірів. Діапазон струмів для крупно крапельного переносу достатньо великий, наприклад для дроту d=1.6 мм Icв=120-240А. При силі струму Iсв більш ніж 260А відбувається різкий перехід до струменевого переносу, стабільність процеса зварювання покращується, розбризкування зменшується. Але такі струми не завжди відповідають технологічним вимогам. Тому більш раціонально для забезпечення стабільності процесу використовувати імпульсні джерела живлення дуги, які забезпечують перехід до струменевого переносу на струмах близька Ісв = 100А, а також використання електромагніту для керування зварювальною дугою.
В ході арногодугового зварюваня дуга горить між зварювальним виробом і неплавким вольфрамовим електродом. Електрод розташовано в пальнику, через сопло якого подається захисний газ. Присадковий матеріал подається в зону дуги збоку, і в електричну ланку не включений.
Схема аргонодугового зварювання
При автоматичному зварюванні розпал дуги не може бути виконано шляхом торкання електродом виробу. По – перше, через те, що аргон володіє достатньо високим потенціалом іонізації, тому іонізувати дуговий проміжок за рахунок іскри між виробом та електродом достатньо важко. По – друге, торкання виробу вольфрамовим електродом призводе до його забруднення і інтенсивного оплавлення. Тому при аргонодуговому зварюванні неплавким електродом для розпалу дуги паралельно джерелу живлення вмикається пристрій «осцилятор».
Осцилятор для розпалу дуги подає на електрод високочастотні високовольтні імпульси, які іонізують дуговий проміжок і забезпечують розпал дуги після включення зварювального струму. Якщо аргонодугове зварювання виконується на змінному струмі, осцилятор після розпалу дуги переходить в режим стабілізатора і подає імпульси на дугу в момент зміни полярності, щоб запобігти де іонізацію дугового проміжку і забезпечити стійкість горіння дуги.
При зварюванні на постійному струмі на аноді і катоді виділяється неоднакова кількість тепла. При токах до 300А 70% тепла виділяється на аноді, и 30% на катоді, тому, практично завжди використовується пряма полярність, щоб максимально проплавляти виріб і мінімально розігрівати електрод. Титан в нашому випадку зварюється на прямій полярності.
Для покращення боротьби з пористістю до аргону іноді добавляють кисень у кількості 3-5%. При цьому захист метала стає більш активною. Чистий аргон не захищає метал від забруднень, вологи і інших включень, які потрапили в зону зварювання із зварюваних кромок або присадкового матеріалу. Кисень, вступивши в хімічні реакції з шкідливими домішками, забезпечує їх вигоряння або перетворення в з’єднання, спливаючі на поверхню зварювальної ванни. Це запобігає пористості.
Аргонодугове зварювання неплавким електродом є найкращим способом зварювання тонколистової сталі аустенітного класу. Воно забезпечує мінімальну деформацію конструкції, що зварюється, і високу якість зварного шва, не вимагаючи спеціального флюсу. Зварювання виробляється на постійному струмі з обов'язковим застосуванням осцилятора.
Як присадку застосовують зварювальний дріт, близький за хімічним складом основному металу. Довжина дуги не повинна перевищувати 1,5 – 2,5 мм, а відстань від виступаючого кінця вольфрамового електрода до нижнього зрізу наконечника пальника при стикових з'єднаннях 1 – 1,5 мм. Робочий тиск аргону в залежності від витрати встановлюється в межах 0,01 – 0,05 МПа.
Включення подачі аргону повинне здійснюватись за 3 – 5 с до запалювання дуги, а вимикання - через 5 – 7 с з моменту обриву дуги, що забезпечується електромагнітним клапаном апаратури керування.
Пальник зазвичай розташовується вертикально, а присадка спеціальним механізмом подається в плавильну зону так, щоб кінець дроту спирався на край зварювальної ванни.
Параметри режиму зварювання такі:
1. Зварювальний струм, А 200
2. Зварювальна напруга, В 20
3. Швидкість зварювання, м/год 14
4. Діаметр вольфрамового електрода, мм 3
5. Витрати захисного газу, л/хв. 6
6. Діаметр присадкового дроту, мм 2,5
7. Швидкість подачі присадки, м/год 85
При зварюванні даного з’єднання якість його визначається герметичністю. Остання, в свою чергу, залежить в основному від глибини проплавлення. При цьому вона мало залежить від ширини шва. Таким чином, можна відмовитись від систем автоматичної стабілізації напруги дуги із застосуванням слідкуючи супортів, що значно спростить конструкцію установки.
Присадковий дріт Св08Г2СА. Хімічний склад присадкового дроту наведено в табл. 1.2.
Таблиця 1.2 Хімічний склад присадковому дроту Св08Г2СА
|
Mn. % |
Si. % |
Ni. % |
Cr. % |
Cu. % |
Mo. % |
|
1,80 -2,10 |
0,70 -0,95 |
0,25 |
0,20 |
0,20 |
0,15 |
Установка дозволяє проводити технологічний процес зварювання балонів. Установка має комбінований властивості, оскільки перший прохід – заварка кореня шва, відбувається за допомогою TIG зварювання. Потім має місце зміщення зварювальної головки відносно шва. До балону приводом поперечного переміщення подається другий пальник, який варить вже в режимі MIG/MAG зварювання. Матеріал –
Сталь 17Г1С.
За своїми експлуатаційними параметрами, ергономіці та техніці установка повинна задовольняти вимогам роботи в цехах машинобудівних підприємств.
Вихідними даними до проектування є креслення складових частин виробу, матеріал виробу. Основні технічні параметри установки:
– номінальний зварювальний струм, А - 200
– номінальна зварювальна напруга, В - 20
– швидкість зварювання, м/год - 14
– витрати захисного газу, л/хв. - 6
– швидкість подачі присадки, м/год - 85
- привод затискання - пневматичний
- цикл зварювання - автоматичний
Установка повинна забезпечувати безпечну роботу оператора та містити засоби захисту навколишнього середовища. Кліматичне виконання УХЛ4 за ГОСТ15150-69.
Установка повинна працювати від цехової мережі змінного струму напругою 380 В та пневматичної магістралі із тиском 0,4 – 1,0 МПа. При цьому коливання напруги мережі живлення повинні бути в межах від –5 % до + 10 % від номіналу згідно ГОСТ 1309-67.
Ступінь захисту:
- ніш та шаф із електроапаратурою – не нижче ІР54 за ГОСТ 14254-80;
- пультів – не нижче ІР44 за ГОСТ 14254-80;
- елементів, що виділяють велику кількість теплоти (джерело живлення, і т. д.) – не нижче Р23 за ГОСТ 14254-80.3. Розробка структури установки. Конструкція основних її вузлів та пристроїв
2. Вимоги до лінії та її САК
Лінія для зварювання балонів високого тиску складається з двох окремих, абсолютно автономних установок. Вимоги до них ідентичні.
Кліматичне виконання установок - «У» категорії 4 за ГОСТ 15150-69.
2.1 Технічні вимоги
2.1.1 Установка повинна відповідати вимогам справжніх технічних вимог і комплекту документації відповідно ЗА86.21.0000.000 СК
2.1.2 Оснащення повинно забезпечувати точне позиціонування зварювального виробу;
2.1.2.1 Зварювальні головки мають передбачати коректувальні переміщення пальників, щоб уникнути відхилень при монтажі в цеху;
2.1.3 Характеристики
2.1.3.1 Номінальні значення кліматичних факторів по ГОСТ 15150-69 і ГОСТ 15543-70.
Навколишнє середовище не вибухонебезпечне, не містить струмопровідного пилу в концентраціях, знижуючи параметри установки до недопустимих норм.
2.1.3.2 Установки повинні бути стійкими до вібраційних навантажень ступені «У» і багатократним ударним навантаженням
ступені жорсткості «1» по ГОСТ 16962-71. За умовами експлуатації в частині корозійної активності атмосфери установки повинні відповідати групі «Л» ГОСТ 15150-69 і ГОСТ 15543-70.
2.1.3.2 Редуктори подаючи механізмів після складання повинні бути обкатані в перебігу 2 годин. В кінці обкатування електродвигуни і редуктори повинні бути перевірені на нагрів:
А) температури двигунів повинна бути не більше +65С
Б) температури мастила в редукторах повинна бути не більше +75С.
2.1.3.4 Механізми подачі повинні забезпечувати плавну подачу електродного дроту через наконечники у всьому діапазоні швидкостей у двох напрямках. При зміні напрямку подачі дроту швидкість подачі не повинна мінятись. Люфт подаючого ролика не повинен перевищувати 5º.
2.1.3.5 Тягове зусилля механізму подачі повинно бути не менш 30 кгс при найбільшій швидкості подачі.
2.1.3.6 По закінченню обкатування редукторів мастило в картерах механізмів замінити. Забезпечити затяжки кріпильних деталей і ущільнень. Текти масло не повинно.
2.1.3.7 При відводі притискних роликів подача електродної проволоки повинна припинятися.
2.1.3.8 Опір ізоляції електричних кіл установки повинен бути не менше 0.4 МОм.
2.1.3.9 При випробуванні напругою змінного струму частотою 50Гц ізоляція електричних кіл в апараті повинна витримувати напругу на протязі 1 хвилини:
А) для кіл, зв’язанних зі зварювальним колом – 1000 В плюс подвійна напруга холостого ходу зварювального кола
Б) для кола керування (та інших кіл) – 500 В плюс подвійна номінальна напруга.
2.1.3.10 Апарат повинен зберігати працездатність при коливаннях напруги мережі в межах від плюс 5 до мінус 10% від номінальної напруги.
2.1.3.11 Напруга радіоперешкод не повинна перевищувати наступні величини в діапазонах частот:
От 0.15 до 0.5 МГц - 80 дБ
Більше 0.5 до 2.5 МГц - 74 дБ
Більше 2.5 до 3,0 МГц - 66 дБ
2.1.3.12 Гранично – допустиме перевищення температури окремих елементів електричної частини установок в залежності від класу ізоляції повинно задовольняти ГОСТ 183-74 і ГОСТ 8865-70.
2.1.3.13 Установка повинна працювати від цехової мережі змінного струму напругою 380 В. Коливання напруги мережі живлення повинні бути в межах від –5 % до + 10 % від номіналу згідно ГОСТ 1309-67.
2.1.3.13 Корпус пальника повинен бути електрино ізольованим від інших механізмів.
2.1.3.14 Діаметр неплавкого електрода – 5 мм.
2.1.3.15 Діаметр плавкого електрода – 5 мм
2.1.3.16 Діаметр присадкового дроту – 3 мм.
2.1.3.17 Діапазон регулювання положення дроту по вертикалі 10 мм, по горизонталі 3 мм.
2.1.3.18 Вимоги до охорони праці та довкілля наведені у розділі 4.3.
2.1.3.19 Економічні показники. Коефіцієнт технічного рівня установки, повна собівартість та лімітна ціна визначені у розділі 4.2.
2.1.4 Комплектність.
2.1.4.1 Лінія для зварювання складається із наступних частин:
1. Установка для зварювання кільцевих швів, в свою чергу складається із:
1.1. Дві зварювані головки
1.2. Чотири пальники
1.3. Стіл із оснащенням
1.4. Шафа керування
1.5. Пульт керування.
1.6. Два джерела струму Fronius TPS400
1.7. Два механізма подачі проволоки Fronius VR2000
1.8. Два балоні із захисним газом аргоном
1.9. Газова аппаратура, блоки охолодження, які входять до складу джерела струму Fronius TPS400
2.Установка для зварювання горловини, в свою чергу складається іх:
2.1. Пульт керування.
2.2. Блок керування .
2.4. Мультисистема ВД-506ДК, яка складається з випрямляча ВД-506ДК та напівавтомата ПДГО-511.
2.6. Автоматичний обертач TRAF 200BA.
2.7 Газова апаратура
3. Збиральний контейнер для деталей
Лінія для зварювання балонів складається із двох установок: для зварювання горловини, та для зварювання кільцевих швів.
Спочатку розглянемо установку для зварювання горловини.
3.1. Мультисистема ВД-506ДК
ПДГО-511. Зварювальний напівавтомат складається з двох блоків рамної конструкції та стандартної 15 кг касети, закритої кожухом.
ПДГО-511 призначений для роботи в тяжких умовах праці з випрямлячем зварювального типу ВД-506ДК який має жорстку зовнішню характеристику. Всередині нижнього блоку подаючого механізму встановлено 2-х роликовий редукторний привід з притискним регулюючим пристроєм, електромагнітний клапан та газовий тракт. В верхньому блоці розміщена плата керування зварювальним процесом та органи керування процесом.
Органи керування зварювальним режимом містяться на двох протилежних лицевих панелях( дві пари багато обертових резисторів з фіксаціею для регулювання швидкості подачі дроту, регулятори параметрів м`якого старту і часу вимикання холостого ходу випрямляча після завершення подачі електродного дроту — на одній стороні, перемикач двохтактний - чотирьохтактний режим, залежна – незалежна подача зварювального дроту, продувка захисного газу та заправка зварювального дроту -- на іншому боці). Плата керування зварювальним напівавтоматом забезпечує стабілізацію швидкості подачі зварювального дроту .
З`єднання з випрямлячем ВД-506ДК відбувається на пряму без додаткових блоків.
Технічні характеристики:
Номінальний зварювальний струм при (ПВ=100%)…500А.
Діаметр електродного дроту…1,2-2мм.
Кількість роликів…2 або 4 (по замовленню).
Потужність приводу…120Вт.
Розмір зварювальної касети …300мм.
Місткість зварювальної касети…15кг.
Габаритні розміри, не більше (ДхШхВ)…440х290х530.
Маса…15кг.
ВД-506ДК. Зварювальний випрямляч використовується для ручного та напівавтоматичного зварювання в суміші вуглекислого газу та аргону виробів зі сталей на постійному струмі.
Випрямляч може використовуватись в умовах експлуатації як на будівництві так і в заводських умовах, стаціонарно або в комплекті пересувних зварювальних агрегатів. Випрямляч має жорстку характеристику зі ступінчастим нахилом ВАХ, призначену для напівавтоматичного зварювання в середовищі захисних газів.
Випрямляч забезпечує:
Технічні характеристики:
Напруга живлячої мережі…380В.
Частота живлячої мережі…50 Гц.
Номінальний зварювальний струм при (ПВ=60%)…500А.
Межі регулювання зварювального струму…50-500А.
Напруга холостого ходу, не більше…95В.
Споживаєма потужність, не більше…36кВт.
Маса, не більше…160кг.
Габарити, не більше…390х730х690.
Обертач TRAF 200BA
Автоматичний обертач, вантажопідйомністю до оснащений дисплеєм швидкості обертання. Діаметр планшайби 500мм. Обертання здійснюється за допомогою двигуна постійного струму, швидкість регулюється оберненим зв`язком за струмом. Кут нахилу стола 0-90о. Функції керуються електронною платою, яка вмонтована в панель контроля.
У своєму складі обертач має:
Зварювальна оснастка
Пристосування складально зварювальне призначене для складання, фіксації та закріплення виробу. В даному випадку усе пристосування стандартне, тобто входить до складу обертача, а саме: самоцентруючий фіксатор та задня бабка.
Спочатку обичайка затискається у фіксаторі. В неї вставляється горловина в якій для зручнішого складання зроблена проточка. Зверху горловина притискається задньою бабкою, яка центрує її з обичайкою.
Блок керування забезпечує керування установкою, слідкує та відпрацьовує цикл зварювання.
Блок керування зібраний на основі контролера АTMEL AT89C51-24C, що є високоефективним та швидкісним контролером. Також AT89C51-24C характеризується – низьким споживанням, високою швидкодією. В нього вбудовано 4 Кбайт Flash пам`яті. При виготовленні цього мікроконтролера були використані Hi-Tech технології фірми АTMEL.
Характеристики контролера:
4 Кбайт Flash пам’яті;
128 байт ОЗУ;
32 порти ввода вивода.;
Два 16 бітних лічильника;
Повний дуплексний послідовний порт (RS-232);
Вмонтований в кристал генератор та годинник.
Контролер AT89C51-24C забезпечує виконання циклів зварювання, слідкує за всіма датчиками, і в разі будь - яких відхилень параметрів від заданих намагається усунути за рахунок зміни керуючої дії.
В блок керування також входить блок живлення – який потрібен для живлення системи керування, набору датчиків, блоку вимірів і т.д.
Пуль керування призначений для контролю та керування роботою пристроїв та процесу в цілому. Пульт складається з плати,десяти кнопок, розетки та двадцяти опорів. Причому основні десять мають значення 520 Ом, а додаткові десять -- 100 кОм. Принцип роботи пульту наступний: в початковому стані при не натиснутій кнопці струм йде через додатковій опір на вихід, тому маємо там одиницю. Після натискання кнопки струм, за законом Кіргофа (струм йде шляхом меншого опору), йде через основний опір на землю, а через додатковій опір подається сигнал нуль.
4.6.Газова апаратура
Газовий балон. Призначений для забезпечення установки захисним газом.
Технічні характеристики:
Діаметр циліндру……….219мм
Ємність…………………..40л
Висота……………………1755мм
Маса балону……………..93кг
Робочий тиск…………….19,6МПа
Газовий редуктор. Необхідний для зниження тиску газу, який надходить з балону та автоматичного підтримання заданого робочого тиску постійним.
Технічні характеристики:
Найбільша пропускна здатність…………50м3/год
Максимальний тиск газу на вході……….20МПа
Маса………………………………………..0,8кг
Обираємо пальник типу Kemppi ММТ-42, попередньо перекомутувавши на ньому кнопки.
Зварювальна головка складається з корпусу , струмопідводу , сопла , ізоляторного кільця, ізолятора та арматури кожуха. Зварювальна головка прикріплюється за допомогою пари хомутів до супорту, який розміщено на консолі.
Функціональна схема та циклограма роботи установки.
Проаналізувавши параметри зварювального режиму, характерні дефекти та збурення, керовані величини та керуючі дії, та обравши задачі автоматичного керування, можна побудувати функціональну схему зварювальної установки.
До складу функціональної схеми входять такі блоки як: пульт керування, блок керування (контролер), інтерфейс, мультисистема (привід подачі дроту, газовідсікач, джерело живлення, блок керування), обертач (шафа керування обертачем, привід підйому пальника), пальник.
Основні операції будуть проводитись за допомогою пульта керування, операції з якого будуть поступати на блок керування, і через інтерфейс передаватись на всі інші блоки установки.
Після завантаження деталі(оператор робить вручну) оператор затискає її у трьохкулачковому патроні (вручну). Потім з пульту подаємо команду задній бабці, яка притискає деталь зверху та центрує її, наступною командою є нахил столу обертача разом з консоллю на 45 градусів. Це робиться з метою отримання положення зварювання в човник. Далі йде команда на переміщення пальника, який знаходиться на консолі, у зварювальне положення. Починається подача захисного газу та подається команда на увімкнення джерела живлення. Консоль зупиняється і вмикається привід подачі електродного дроту. Після подачі команди на привід обертання деталі відбувається збудження дуги . Після проходження обороту в 360 градусів, обертач додатково повертається на 5 градусів для заварки кратеру. Газовідсікач перериває подачу захисного газу до місця зварювання , вимикається джерело живлення та деталь повертається у вихідний стан. Консоль відводить пальник від деталі. Стіл, після натискання кнопки, повертається у початкове положення, та подається команда на підняття задньої бабки.
3.2. Тепер розглянемо установку для зварювання кільцевих швів.
Загальний вигляд установки наведено на кресленні ЗА86.01.000.000.СК.
Установка складається з таких основних вузлів: портал, стіл із оснащенням для зварювання балонів, дві зварювальні головки, два джерела живлення Fronius TPS 4000 .
Портал являє собою зварну конструкцію із прокатних профілів. По балці порталу переміщуються дві зварювальні головки під час зварювання та повернення у вихідне положення. На балці конструктивно розміщено три датчики положення автомата – початок шва, кінець шва та початкове положення автомата при зварюванні. Також на балці закріплені кабельні ланцюги – конструкції, які забезпечують підведення до зварювальних головок електричних кабелів, газових та водяних шлангів з урахуванням зміни положення автомата під час зварювання. Ланцюг є гнучкою конструкцією, тому він не перешкоджає рухові зварювальних головок вперед-назад по балці порталу.
Зварювальна головка (див. креслення ЗА86.04.0000.004 СК) призначена для здійснення зварювальних та налагоджувальних переміщень пальника, а також для підведення у зону зварювання захисного газу, електричного струму та присадкового дроту.
В якості джерела струму обираємо Fronius TPS 4000 – один із перших в світі повністю цифрових інверторних джерел струму MSG, які керуються мікропроцесором та регулюються в цифровому режимі, забезпечують чудову точність виконання процесів зварювання та високі якісні показники.
Використовується в парі із системою подачі проволоки VR2000. Це невеликий компактний та дуже легкий в експлуатації, який включає в себе вбудований регулятор подачі захисного газу з витратоміром.
Прибори серії TS, TPS відповідають самим високим вимогам як в майстерні, так і промисловому підприємстві. Кожен з лінейки цих приборів здатен працювати з будь-якими матеріалами.
Прибори серії TPS здатні працювати в режимах MIG/MAG та TIG зварювання.
Джерело зварювального струму забезпечує операції, пов’язані із запалюванням, підтриманням горіння дуги та заваркою кратера з метою уникнення утворення пропалів наприкінці шва.
Приводи зварювальних переміщень здійснюють керування двигунами механізмів подачі дроту та поздовжнього переміщення зварювальної головки.
Блок охолодження призначений для підтримання оптимального температурного режиму роботи елементів зварювальної установки, які нагріваються зварювальним струмом або теплом від розплавленого металу ванни. Зокрема охолодженню підлягає зварювальний пальник та консоль притискного пристрою.
Газова апаратура містить балон із аргоном, редуктор та відсікач газу.
Конструктивно джерело струму, блок охолодження та газову апаратуру разом із балоном розміщено на візку.
В якості оснащення для балонів використовуємо модифікований стіл, який взято із установки дугової наплавки мод. 56Е. Складається із станіни, обертача та задньої бабки. Модифікація полягає в збільшенні розмірів столу та основних компонентів, та додаванням роликових опор. Балон збирається таким чином: обічайка вкладається на роликові опори, дно та верхня частина балона, із попередньо звареною горловиною, «вкладаються» відповідно в нішу, прикріплену до обертача, та в патрон задньої бабки. Потім частині стискаються, місця стику зварюються. Отримуємо готовий виріб.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
29
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
28
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
27
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
26
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
23
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
24
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
25
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
20
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
21
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
19
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
11
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
9
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
10
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
17
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.21.0000.000ПЗ
14
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
15
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
22
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
16
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.21.0000.000ПЗ
12
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
8
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
18
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
7
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000
.000ПЗ
6
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
5
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
4
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.01.0000.000ПЗ
3
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ЗА86.21.0000.000ПЗ
13
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.