Участок цеха по сборке и сварке цилиндра гидропресса (стр. 5 из 8)
Определить удельную величину потери усилия в манжете:
где 
гдеh – высота манжеты = 17 мм;
f – коэффициент трения манжеты о стенки цилиндра, f=0,25-0,35.
P0 – усилие на поршне; P0=230 кН;
.Cледовательно потеря усилия в одной манжете составит 9,3%.
3.8.3 Описание строения портала
Портал представляет собой металлоконструкцию, имеющую привод перемещения и две площадки – рабочую и верхнюю вспомогательную.
На рабочей площадке расположены пульты управления самим порталом, стендом и сварочными аппаратами. На верхней площадке шкафы управления и источники питания, тележки со сварочными аппаратами.
Тележки имеют привод перемещения по направляющим вдоль портала. А также на данных тележка расположен механизм подъема и опускания сварочных головок, который необходим для того, что бы обеспечить возможность достать сварочным мундштуком “дна” разделки, чего не может обеспечить механизм сварочной головки в нужных приделах.
Описание технологического процесса изготовления изделия.
1. Выполнить обдирочное точение наружных поверхностей на токарно-карусельном станке 1А532ЛМФ3.
2. ОТК контролировать соответствие размеров заготовок.
3. Краном установить заготовку на планшайбу вертикально-расточного станка 277В.
4. Произвести растачивание внутреннего отверстия заготовки до заданного размера.
5. ОТК контролировать соответствие размеров заготовок.
6. Краном установить заготовку на радиально-сверлильный станок 2М58-11.
7. Произвести сверление отверстия.
8. ОТК контролировать соответствие размеров заготовок.
9. Краном установить заготовку в токарно-винторезный станок 1А670.
10. Произвести нарезание резьбы.
11. ОТК контролировать соответствие размеров заготовок, при наличии положительного заключения УЗК, чистоту свариваемых поверхностей.
12. Подготовить заготовки к сварке, обеспечить свариваемые и посадочные поверхности от ржавчины, обезжирить уайт-спиртом.
13. Установить краном заготовку на ролики люнетов. Центр тяжести детали должен находится между люнетами.
14. Выставить заготовку на оптическую ось стенда, регулирую и положение перемещением роликов люнетов.
15. Снять визитную марку из отверстия заготовки, расположенного около планшайбы.
16. Включить гидропривод стенда, перемещением нижней тяги переместить люнеты с заготовкой до упора торца заготовки в планшайбу.
17. При помощи кулачков планшайбы закрепить заготовку в планшайбе.
18. Установить краном на люнеты вторую заготовку.
19. При помощи гидропривода переместить люнеты с заготовкой к первой заготовке и установить между ними расстояние 200 мм.
20. Сцентрировать заготовку 2 относительно первой. Разность показаний индикатора не должна быть более 0,5мм.
21. Установить газовые горелки и нагреть посадочные отверстия заготовки до 200°С.
22. Установить краном третью заготовку на люнеты.
23. При помощи гидропривода переместить люнеты с заготовкой ко второй заготовке и установить расстояние между ними 200 мм.
24. Нагреть посадочные отверстия заготовки до 200°С.
25. Отцентрировать подшипник упорный относительно торца заготовки при помощи винтовых домкратов.
26. Установить в гидростанции рабочее давление гидроцилиндра, равное 4Па.
27. Включить перемещение штока гидроцилиндра и сжать заготовки при помощи всех трех тяг, обеспечить горячую посадку до упоров.
28. После остывания заготовок проверить ширину сформировавшейся разделки в диаметрально противоположных точках.
29. Вывести из соприкасновения с деталью ролики люнетов.
30. Проверить индикаторами радиальное биение.
31. Изделие покрыть асбестовым полотном по обе стороны разделки в три слоя.
32. Подготовить к работе и проверить две сварочные головки.
33. Заправить сварочную проволоку.
34. Установить сварочный мундштук.
35. Установить режим сварки.
36. Провести автоматическую многослойную сварку под флюсом с программным управлением корневой части разделки на высоту 20 мм.
37. Проложить сварочный шов по середине разделки. Управление раскладкой валиков производить в ручном режиме. Второй шов проложить под левой стороной разделки и перевести управление раскладкой на программу по 2 валика в слои.
38. Подключить установку для зачистки и в течении всего процесса сварки производить зачистку сварочных швов от шлаковой корки. Температура изделия 400 °С. Шлаковые включения не допускаются.
39. Сварку вести круглосуточно с перерывом на подогрев через каждые два часа. Подогрев заготовок производить в течении двух часов.
40. После окончания сварки снять индукторы краном, опустить кулачки планшайбы, снять изделие со стенда и отправить на термообработку.
41. После термообработки и шлакообработке произвести УЗК сварного соединения.
3.10 Мероприятия по уменьшению сборочно-сварочных напряжений и деформаций
Так как сталь 20ХН3МФА склонна к самозакаливанию, то необходимо установить скорость охлаждению. Это достигается предварительным и сопутствующим подогревом изделия.
Подогрев, помимо снижения остаточных напряжений, заметно влияет на структуру металла в зоне сварки. Уменьшая скорость охлаждения, удается регулировать структурные превращения. Не следует делать низкотемпературный подогрев для снижения остаточных напряжений, так как уменьшение их составляет не более 30-40%. Подогрев понижает предел текучести металла в момент сварки, что и влияет на формирование и величину остаточных напряжений.
Для того, что бы назначить температуру предварительного и сопутствующего подогрева необходимо рассчитать эквивалент углерода:
Сэ=%С+Mn/6+Cr/5+V/5+Mo/4+Ni/15+Cu/13+P/2;
Если Сэ<0,45, то подогрева не требуется. Если выше, то подогрев необходим. С учетом толщины металла:
С1э=0,005·Сэ.
С2э=Сэ+С1э;
Сделаем расчет Тпод, исходя из вышесказанного:
Сэ=0,2+1.4/5+0.15/5+0,6/4+3/15+0,025/2=0,87;
Сэ>0,45, подогрев необходим.
С1э=0,005·300·0,87=1,3;
С2э=Сэ+С1э=0,87+1,3=2,1.
Исходя из опытных данных в лаборатории сварки ОАО НКМЗ, температура предварительного и сопутствующего подогрева составляет 400-450 °С.
Подогрев цилиндра перед сваркой и поддержание температуры в процессе сварки производится индукционным методом при частоте 50 Гц. Индуктор ТПЧ.
Наиболее эффективным методом уменьшения остаточных напряжений является общий высокий отпуск. Он является практически единственным методом когда одновременно с уменьшением напряжений первого рода происходит восстановление пластичности металла и снижение напряжений более высоких родов по всему объему металла сварной конструкции независимо от и сложности и конфигурации. Можно снизить напряжения до 85-90% от исходных значений.
Он состоит из четырех стадий: нагрева, выравнивания температур по длине и сечению деталей, выдержки и охлаждения.
Экспериментальные данные показывают, что при температуре отпуска 650-680 °С пластичность стали полностью восстанавливается через 2-3 часа.
После сварки цилиндра гидропресса, он подвергается высокому отпуску в нем при температуре 650±20 °С, для снятия остаточных напряжений.
Перед посадкой в печь на отпуск не допускается ее охлаждение ниже 300 °С.
Сварка кольцевых швов сопровождается возникновением упругопластических деформаций в зоне сварного шва, что неблагоприятно влияет на протекание сварочного процесса. По этому для поджатия изделий в кантователе нельзя применять обычные жесткий вращающиеся центра. Поджимные вращающиеся центра должны иметь упругое исполнение с регулируемым усилием поджима. Конструкция этих центров не препятствует свободной деформации изделий при их нагреве и охлаждении, обеспечивая надежное их закрепления, и снижает остаточные упругопластические деформации в зоне нагрева.
Эффективным способом предотвращения перемещений при сварке кольцевых швов является, режим кромок к подкладному кольцу роликом, перекатывающимся по поверхности стыка перед сварной дугой.
3.11 Обоснование и описание методов контроля качества, исправление дефектов и выбор оборудования
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.
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.
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.