Презентация

1.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
ГБПОУ НСО «НОВОСИБИРСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»
ул. Фадеева, 24
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Технология изготовления сварной конструкции
«Рама привода ленточного конвейера»
Специальность 22.02.06 Сварочное производство
Студент: Гандонов Павел Виссарионович
Руководитель: Петров Пётр Петрович
Новосибирск, 2026

2.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность, цель и задачи работы
▪ Доля сварных конструкций в машиностроении — 45–60 %; трудоёмкость сварки достигает 25–30 %
▪ Рамы приводов на малых предприятиях часто варят РД без расчёта режимов и оснастки
▪ Следствия: повышенная трудоёмкость, коробление, правка, нестабильное качество швов
Цель — разработать технологию изготовления сварной рамы привода, обеспечивающую
заданное качество при программе 250 шт/год
▪
▪
▪
▪
▪
▪
Проанализировать конструкцию, условия работы и технологичность
Обосновать материал и способ сварки, выбрать оборудование
Рассчитать режимы, нормы времени и расход материалов
Проверить прочность и жёсткость конструкции
Разработать техпроцесс, приспособление и контроль качества
Рассчитать себестоимость и мероприятия по охране труда
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
2

3.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Конструкция рамы и условия работы
▪
Габариты 1400 × 900 × 460 мм, масса 85 кг
▪
Швеллер 12П, лист 8 и 10 мм, труба 80 × 80 × 4
▪
Нагрузка: редуктор и двигатель — 350 кг, kдин = 1,5
▪
Требования: плоскостность площадок 0,5 мм на 200
мм
▪
Швы: угловые k = 6 мм, стыковые S = 4 мм
▪
Условия эксплуатации — У3, срок службы 10 лет
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
3

4.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Анализ технологичности конструкции
0,89
9,4 м
1,28 м
коэффициент использования металла
длина угловых швов
длина стыковых швов
▪ Прямолинейные протяжённые швы в нижнем положении
▪ Однотипный сортамент — 3 профиля, минимум номенклатуры
▪ Симметрия относительно продольной оси снижает деформации
▪ Опорные площадки обрабатываются после сварки
Вывод: конструкция технологична для мелкосерийного производства с механизированной сваркой и
универсальной оснасткой
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
4

5.

ОБОСНОВАНИЕ
Выбор материала — сталь 09Г2С
Показатель
09Г2С
10Г2С1
Сталь 20
Предел текучести, МПа
345
390
245
Предел прочности, МПа
490
510
410
KCU при −40 °С, Дж/см²
59
49
39
Углеродный эквивалент
0,38
0,44
0,32
Стоимость, руб/т
68 000
74 000
61 000
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
▪
Cэ = 0,09 + 1,5/6 + 0,25/5 + 0,25/15 = 0,407 %
< 0,45 %
▪
Подогрев при S < 20 мм не требуется
▪
Проволока Св-08Г2С и CO₂ высшего сорта
▪
Запас хладостойкости и вязкости
5

6.

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ
Сравнение способов сварки
Критерий
111 РД
135 CO₂
136 порошк.
141 TIG
Производительность наплавки
2
5
5
1
Качество шва
3
4
3
5
Способ 135
Стоимость оборудования
4
3
3
1
механизированная сварка
в среде CO₂
Стоимость материалов
3
4
2
2
Условия труда
2
2
1
4
Сумма баллов
20
25
19
24
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
▪
Производительность в 2–2,5 раза
выше РД
▪
Нет шлака, непрерывная подача
проволоки
▪
Устойчиво варит металл 4–8 мм
▪
Низкая стоимость газа и проволоки
6

7.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Оборудование и сварочные материалы
▪ Полуавтомат Kemppi Master MIG 3500: 30–350 А, ПВ 60 %, 380 В
▪ Четырёхроликовый подающий механизм, кассета 15 кг
▪ Баллон CO₂ 40 л (6 м³) + подогреватель УГС-2 и расходомер УР6-6
▪ Проволока Св-08Г2С Ø1,2 мм по ГОСТ 2246-70
▪ Углекислый газ по ГОСТ 8050-85, высший сорт
▪ Электроды УОНИ-13/55 Ø3 мм — для исправления дефектов
280 А расчётный ток сварки
350 А номинал источника (запас 20 %)
2,04 кг проволоки на изделие
0,61 м³ CO₂ на изделие
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
7

8.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Расчёт режимов сварки
Параметр
Угловой шов k = 6
Стыковой S = 4
Сила тока, А
280
200
Напряжение дуги, В
29
24
Скорость сварки, м/ч
20,8
33,1
Площадь наплавки, мм²
23
10
Погонная энергия, кДж/см
11,2
4,2
Расход CO₂, л/мин
14
12
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
▪
I = j · Fэл = 250 · 1,13 = 282 ≈ 280 А
▪
Uд = 14 + 0,05 · I = 28 ≈ 29 В
▪
v = αн · I / (7,85 · Fн) = 20,8 м/ч
▪
qп = U · I · η / v = 11,2 кДж/см
▪
qп < 15 кДж/см — без перегрева ЗТВ
8

9.

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
Проверочные расчёты конструкции
17,8 МПа
0,24 мм
0,64 МПа
напряжение изгиба (допустимо 330)
прогиб (допустимо 3,5)
срез шва (допустимо 140)
▪ F = m · g · kд = 350 · 9,81 · 1,5 = 5,15 кН
▪ M = F · l / 4 = 1,80 кН·м; σ = M / W = 17,8 МПа
▪ f = F · l³ / (48 · E · I) = 0,24 мм < l/400 = 3,5 мм
▪ τ = F / (2 · β · k · L) = 0,64 МПа < 140 МПа
Катет 6 мм и профиль 12П назначены из конструктивно-технологических условий; запас по прочности — 18,5
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
9

10.

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
Нормы времени и расход материалов
Показатель
Значение
Основное время сварки
29 мин
Материал
Расход
Вспомогательное время
12 мин
Проволока Св-08Г2С
2,04 кг
Штучное время
0,77 ч
Углекислый газ
0,61 м³
Штучно-калькуляционное время
0,79 ч
Электроэнергия
2,34 кВт·ч
Трудоёмкость сборки
0,60 ч
Общая трудоёмкость
1,39 ч
Наплавленный металл
1,82 кг
Годовая трудоёмкость: 1,39 · 250 = 348 ч
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
10

11.

ТЕХПРОЦЕСС
Маршрутная технология изготовления
005
010
015
020
025
Заготовительная
Слес
арная
Сбор
ка
Сварк
а
Правк
а
030
Меха
ническа
я
▪
Сборка на приспособлении: базирование по упорам, прихватки 30–40 мм через 200–250 мм
▪
Сварка обратноступенчатым способом, участками 200–250 мм от середины к краям
▪
Симметричное наложение швов в углах — снижение сварочных деформаций
▪
Правка и выдержка 30 мин перед механической обработкой площадок
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
035
040
Контр
оль
Окра
ска
11

12.

ОСНАСТКА
Сборочно-сварочное приспособление
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
▪
Основание — сварная рама из швеллера 10
▪
4 неподвижных упора и 2 винтовых прижима М16
▪
6 быстросъёмных эксцентриковых прижимов
▪
Откидные кантователи для сварки нижних плит
▪
Кондукторные втулки для отверстий Ø14
▪
Погрешность базирования не более 0,5 мм
▪
Усилие прижима 10 кН (проверено на сжатие)
12

13.

КАЧЕСТВО
Контроль качества сварных швов
▪
Входной контроль: сертификаты на металл и материалы, геометрия,
чистота кромок
▪
Операционный контроль: зазоры, катет прихваток, ток, напряжение,
расход газа
▪
Внешний осмотр и измерения 100 % швов по ГОСТ Р ИСО 17637-2014
▪
Катет 6 ± 1 мм — шаблон УШС-3
▪
УЗК стыковых швов 10 % по ГОСТ 14782-86, дефектоскоп УД2-102
▪
Геометрия: плоскостность 0,5 мм на 200 мм, диагонали ±2 мм
▪
Допуски дефектов — уровень качества C по ГОСТ Р ИСО 5817-2016
Типовые дефекты и меры
• Поры — влага и ржавчина: продувка,
зачистка
• Подрез — завышенное U: снижение на 1–2 В
• Прожог — большой ток: снижение до 200 А
• Непровар — малый ток: увеличение тока
• Коробление — обратноступенчатая сварка
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
13

14.

ЭКОНОМИКА
Себестоимость изготовления
▪
Металл — 79,1 % затрат (7 384 руб.)
▪
Оплата труда с начислениями — 9,0 %
▪
Накладные расходы — 8,4 %
9 340
полная
себестоимость,
руб.
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
11 208
оптовая цена, руб.
0,83
затрат на 1 руб.
продукции
14

15.

ЭКОНОМИКА
Экономическая эффективность
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
▪
База: РД, Тшт-к = 1,68 ч
▪
Проект: CO₂, Тшт-к = 0,79 ч
▪
Затраты на оснастку — 85 000 руб.
651
руб.
162,75
тыс.
экономия на
изделие
экономия в год,
руб.
6,2
мес.
срок
окупаемости
оснастки
15

16.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выводы по работе
▪ Проанализирована конструкция, обоснованы сталь 09Г2С и способ сварки 135 (CO₂)
▪ Рассчитаны режимы: 280 А / 29 В для углового шва, 200 А / 24 В для стыкового
▪ Трудоёмкость изготовления — 1,39 ч, годовая — 348 ч
▪ Прочность и жёсткость подтверждены: σ = 17,8 МПа, f = 0,24 мм
▪ Разработаны техпроцесс, приспособление и контроль качества
▪ Себестоимость — 9 340 руб., прибыль — 467 тыс. руб./год, рентабельность 20 %
▪ Экономия от внедрения — 162,75 тыс. руб./год, окупаемость 6,2 мес.
Цель работы достигнута, задачи решены в полном объёме
Технология изготовления сварной рамы привода конвейера
16

17.

Спасибо за внимание!
Готов ответить на ваши вопросы
Гандонов П. В. · 22.02.06 Сварочное производство · 2026