ЗМІСТ

ЗАВДАННЯ …………………………………………………………………………. 2

АНОТАЦІЯ ………………………………………………………………………….. 4

ВСТУП ……………………………………………………………………………….. 7

1. Загальний розділ ………………………………………………………………….. 8

1.1 Описання зварної конструкції та технічних умов на її виготовлення……… 9

1.2 Вибір матеріалу зварної конструкції…………………………………………. 10

1.3 Вивчення особливостей зварювання конструкцій даного типу…………….. 11

1.4 Заходи спрямовані на зниження металоємності конструкції ………………. 16

2. Технологічний розділ ……………………………………………………………...17

2.1 Вибір способу зварювання та зварювального устаткування …………….….18

0. 2.1.1 Здатність до зварювання матеріалу зварної конструкції ……………...18

2.1.2 Вибір способів зварювання ………………………………………….….19

2.1.3 Вибір зварювальних матеріалів …………………………………….…..20

2.1.4 Обгрунтування режимів зварювання ……………………………….….21

2.1.5 Вибір джерел живлення ………………………………………………...27

2.1.6 Вибір основного зварювального устаткування ……………………….28

2.2 Розробка технологічного процесу виготовлення конструкції ……………...29

2.2.1 Оцінка технологічності конструкції ………………………………..….29

2.2.2 Заготівельні операції …………………………………………………...32

2.2.3 Розробка технології складання та зварювання …………………….…35

2.2.4 Вибір заходів боротьби із зварювальними напруженнями та

деформаціями …………………………………………………………... 38

2.2.5 Технічний контроль та виправлення браку ……………………….. 39

3. Конструкторський розділ ……………………………………………………….…42

3.1 Загальна характеристика механічного обладнання, необхідного для

забезпеченості технологічного процесу …………………………………….…43

3.2 Розрахунок роликового стенду ……………………………………………..44

3.3 Розрахунок окремих вузлів роликового стенду ……………………………....47

3.4 Розрахунок оснастки під збирання поздовжніх стиків ………………….. 56

4. Охорона праці ………………………………………………………………….. 61

4.1 Задачі в галузі охорони праці ……………………………………………… 62

4.2 Розрахунок інженерного рішення ………………………………………… 64

4.2.1 Розрахунок місцевої вентиляції від зварювальних місць ………….. 64

4.4.2 Висновок ……………………………………………………………….. 71

5. Додатки ………….. …………………………………………………………...... 72

5.1 Додаток А. Побудова епюри згинаючих моментів ………………………… 73

5.2 Додаток Б. Розрахунок розмірів заготовок під конічні обичайки ……… 74

5.3 Додаток В. Специфікації …………………………………………………… 76

Висновки ……………………………………………………………………………. 81

Перелік посилань ………………………………………………………………….. 82

ВСТУП

В даній курсовій роботі розглядається пристрій, який використовується в металургії. На даний момент чорна металургія являється невід’ємною частиною промисловості України.

Для транспортування та зберігання рідкого чавуну в металургії використовують міксер. Корпус міксера являється складовою частиною пересувного міксера ємністю 320 м³.

Корпус міксера складається з циліндричних та конічних обичайок. На центральній циліндричній обичайці приварена горловина через яку заливають рідкий чавун. Для виготовлення міксера використовують корозійностійку та жароміцну сталь Х18Н9Т.

Через необхідність застосовування міксерів існує необхідність підвищення рівня механізації допоміжного зварювального обладнання з метою зменшення трудомісткості їх виготовлення підвищення продуктивності складально-зварювальних операцій підвищення якості зварювання та техніки безпеки.

У зв’язку з вище сказаним метою роботи являється розробка технології виготовлення міксера і розрахунок роликового стенда важкого типу який забезпечує зниження трудомісткості і підвищує продуктивність зварювання кільцевих швів при виготовленні корпуса міксера.

1. Загальний розділ

1.1 Описання зварної конструкції та технічних умов на її виготовлення

Міксер (рисунок 1.1) призначений для зберігання та транспортування рідкого чавуну. Основними підприємствами, де використовується дана конструкція є сталеплавильні заводи, заводи по виплавці чавуну, заводи по переробці металобрухту.

На виготовлення міксеру можуть бути розроблені наступні технічні умови:

1. зварні шви мають, як і конструкція в цілому, мають бути стійкими до корозійного впливу;

2. конструкція має бути стійкою при експлуатації при високих температурах;

3. строк експлуатації не менше 10 років;

4. після зварювання необхідно провести термічну обробку зварних швів та прилеглих до них зон, а також провести контроль якості зварних швів та конструкції в цілому;

5. спеціальні вимоги, які можуть обумовлюватись специфікою робіт на певному заводі: додаткове антиадгезійне покриття, покриття зовнішньої поверхні міксера додатковою теплоізоляцією, приварювання додаткових кріплень для встановлення драбин та інше.

1.2 Вибір матеріалу зварної конструкції

Міксер експлуатується в умовах дії високих температур та практичній відсутності ударних навантажень. Також теплопровідність міксеру повинна бути

не значною для запобігання швидкої кристалізації рідкого чавуну. Тому для його виготовлення необхідно обрати сталь з низькою теплопровідністю, високою корозійною стійкістю, жароміцністю та жаростійкістю. Такими сталями можуть бути: Х18Н9Т, 08Х15Н25М3ТЮБ, 08Х15Н24В4ТР, 31Х19Н9МВТ. Хімічний склад вказаних сталей наведений у таблиці 1.1, фізичні властивості у таблиці 1.2, а механічні – у таблиці 1.3.

Таблиця 1.1 – Хімічний склад корозійностійких, жароміцних сталей

Марка сталі	С, %	Si, %	Ni, %	Cr, %	Mn, %	Ti, %	Mo, %	Al, %	B, %	Nb, %	W, %
Х18Н9Т	до 0,12	до 0,8	8-9,5	17-19	до 2	до 1,0	-	-	-	-	-
08Х15Н25М3ТЮБ	до 0,1	до 0,5	24-28	14-16	1-2	0,9-1,3	2,8-3,5	0,8-1,3	0,01	-	-
08Х15Н24В4ТР	до 0,08	до 0,6	22-25	14-16	0,5-1	1,4-1,8	-	-	0,005	-	4-5
31Х19Н9МВТ	0,28-0,35	до 0,8	8-10	18-20	0,8-1,5	0,2-0,5	1-1,5	-	-	0,2-0,5	1-1,5

Таблиця 1.2 – Фізичні властивості корозійностійких, жароміцних сталей

Марка сталі	ТКЛР, ºС^-1·10^6	Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·град)	Густина, кг/м^3	Теплоємність, Дж/(кг·град)	Питомий опір, Ом·м ·10^9
Х18Н9Т	16,6- 20,1	13-24	7900	469-548	725-1176
08Х15Н25М3ТЮБ	14,1-17,4	14,7	8160	450-517	816
08Х15Н24В4ТР	14,5-17,9	12,2	8230	518-583	735
31Х19Н9МВТ	16,02-17,94	15,1-25,1	7960	475-557	850-1150

Таблиця 1.3 – Фізичні властивості корозійностійких, жароміцних сталей

Марка сталі	Ударна в’язкість, кДж / м^2	Модуль пружності, МПа ·10^5	Границя міцності, МПа	Границя текучості, МПа	Відносне подовження, %
Х18Н9Т	500	1,95	530	215	35
08Х15Н25М3ТЮБ	1400	2,02	910	430	18
08Х15Н24В4ТР	800	2,23	750	450	20
31Х19Н9МВТ	400	2,05	700	300	27

Усі наведені сталі добре зберігають механічні та фізичні властивості при дії високих температур, а також за рахунок високого вмісту легуючих елементів мають гарну корозійну стійкість. Хоча сталі 08Х15Н25М3ТЮБ та 08Х15Н24В4ТР мають кращі механічні властивості, нижчий коефіцієнт теплопровідності їх зварювання дуже ускладнене великим вмістом хімічних елементів. Сталь 31Х19Н9МВТ має трохи гіршу здатність до зварювання ніж сталь Х18Н9Т, але більшу міцність, тому її доцільно було б використовувати для зменшення металоємності конструкції.

Остаточно обираємо сталь Х18Н9Т зважаючи на її розповсюдженість, гарної здатності до зварювання серед високолегованих жароміцних, корозійностійких сталей, та достатню міцність (для забезпечення товщини стінки міксеру 100мм).