Разработка технологического процесса изготовления шкворневой балки полувагона

Расчет программы изготовления шкворневой балки полувагона, определение такта изготовления. Назначение, материал и конструкция. Нормирование технологического процесса, составление технологической карты изготовления. Разработка сборочно-сварочного стола.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Содержание

1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса изготовления шкворневой балки полувагона

1.1 Назначение, материал и конструкция рамы полувагона, шкворневой балки

1.2 Нормативные требования при изготовлении рамы полувагона

2. Определение объема работ и выбор метода изготовления

2.1 Расчет программы изготовления шкворневой балки полувагона, определение такта изготовления

2.2 Выбор метода изготовления

3. Выбор оборудования и разработка технологической оснастки

3.2 Разработка сварочного стола для сборки и сварки шкворневой балки

4. Нормирование технологического процесса, составление технологической карты изготовления шкворневой балки

4.1 Разработка технологического процесса. Нормирование операций

4.2 Составление технологической карты изготовления шкворневой балки

5. Расчет себестоимости изготовления шкворневой балки

6. Техника безопасности и охрана труда при изготовлении шкворневой балки

Литература



1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса изготовления шкворневой балки полувагона

1.1 Назначение, материал и конструкция рамы полувагона, шкворневой балки

Рама полувагона является основой кузова, воспринимает от него и перевозимого груза все нагрузки, передает их на ходовые части и, кроме того, служит для размещения автотормозного и автосцепных устройств. Рамы современных грузовых вагонов представляют собой прочные металлические цельносварные конструкции из продольных и поперечных балок. Рамы основных типов вагонов эксплуатационного парка изготовлены из стали марок 09Г2Д, 10Г2БД, а после 2001 г. для изготовления рам применяют более прочные стали марок ЮХСНД и 16Г2АФД.

Рама универсального четырехосного полувагона (рисунок 1.1) имеет хребтовую балку 7, сваренную из двух специальных Z-образных профилей и перекрытую сверху двутавром 10, для навешивания петель 1 крышек люков, две концевые балки 2 коробчатого сечения из гнутого уголка, вертикального и горизонтального листов; две шкворневые балки 5 замкнутого коробчатого сечения из двух вертикальных и двух горизонтальных листов и четыре промежуточные балки 11 из вертикального листа и горизонтальных поясов.



Рисунок 1.1 - Рама универсального четырехосного полувагона

К верхней полке концевой балки приварен порог торцевой двери 16. Верхним листам шкворневых и поперечных балок придана выпуклая форма, чтобы верхние точки этих балок были выше гофров крышек разгрузочных люков. При таком уровне указанных элементов перевозимые длинномерные грузы опираются на балки рамы, а не на крышки люков. Кроме того, выпуклая форма верхних листов поперечных балок способствует более полной разгрузке через люки. Для предохранения тележек от попадания на них сыпучего груза при разгрузке на вертикальных листах шкворневых балок приварены специальные планки.

На всех поперечных балках имеются упоры, ограничивающие угол открывания люков. У шкворневых балок упоры являются одновременно скользунами. Для опоры на тележки рама имеет два стальных литых пятника. По концам хребтовой балки расположены розетки автосцепки 17.

Наличие двутавровой балки увеличивает высоту хребтовой балки полувагона и угол открытия крышек люков, что необходимо для более полной выгрузки сыпучих грузов.

Рама восьмиосного универсального полувагона имеет восемь промежуточных балок. Рама специализированного полувагона отличается от рамы универсального тем, что в ней для поддержания пола между хребтовой балкой и каждой из боковых стен поставлено по дополнительной продольной балке из двутавра № 19. Кроме того, рама не имеет двутавра хребтовой балки.

Металлы для изготовления рам полувагонов относятся к I группе: несущие толстостенные элементы, предельное состояние которых оценивается прочностью. Поэтому металл для них должен обладать повышенными механическими характеристиками. Вместе с тем в связи с толстостенностью этих элементов предъявляются менее жесткие требования по коррозионной стойкости металла.

Для кузовов грузовых вагонов в основном применяются низколегированные стали марок 09Г2Д, 09Г2СД и 10ХНДП вместо ранее применявшейся углеродистой стали СтЗ. Стали 09Г2Д и 09Г2СД используются для изготовления рам и подкрепляющих элементов стен и крыши, а сталь 10ХНДП -- для обшивки кузова. Объясняется это тем, что стали 09Г2Д и 09Г2СД значительно дешевле стали 10ХНДП, поэтому они используются в более материалоемких элементах кузова.

Шкворневая балка рамы люкового полувагона, рисунок 1.2, устанавливается на хребтовую балку рамы (на чертежах показана штрих-пунктирной линией) и состоит из двух пар вертикальных стенок 1, соединенных диафрагмами 2, нижней полки 3 (12 мм) и верхней полки 4 (10мм). Последние перекрывают вертикальные стенки 1 попарно и хребтовую балку рамы. Вертикальные стенки 1 дополнительно соединяются с хребтовой балкой компенсирующими накладками 5, являющимися продолжением вертикальных стенок 1. Нижняя полка 3 сужается от пятникового места Б, на ней установлены скользуны В, предназначенные для взаимодействия со скользунами ходовой тележки полувагона. Верхняя полка 4 выполнена двускатной, т.е. перегнутой по оси симметрии детали, имеет покатые края Г и сварена с обеими парами вертикальных стенок 1 и накладками 5. Высота стенок 1 увеличена до контакта с верхней двускатной полкой 4, а в верхних частях вертикальных стенок выполнены прямоугольные вырезы Д, обеспечивающие сварочные соединения с элементами кузова - нижними продольными обвязками Е боковых стенок.

Рисунок 1.2 - Шкворневая балка полувагона

При этом на верхней двускатной полке 4 установлены соединительные компенсационные накладки 6, которые повторяют в поперечном сечении форму верхней двускатной полки, прилегают к последней и к нижним продольным обвязкам Е. Накладки 6 выполнены с двойными скосами Ж на торце, предназначенными для улучшения сварных соединений с верхней двускатной полкой 4. Покатые боковые края последней взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям К нижних кромок, что не создает условий для прессования остатков сыпучих грузов. Верхняя двускатная полка 4 может быть выполненной из двух равных по длине частей, которые стыкуются между собой на постоянной подкладке 7, привариваемой снизу и в поперечном сечении также повторяющей форму верхней двускатной полки.

При сборнике рамы полувагона в нормальном положении две шкворневые балки, без нижних полок 3 и соединяющих компенсационных накладок 5 и 6, устанавливаются на хребтовую балку, которая размещена на предварительно установленных нижних полках 3, и привариваются к последним. Потом устанавливаются накладки 5. Накладки 6 устанавливаются и привариваются на верхнюю двускатную полку 4 при соединениях рамы с боковыми стенками кузова и выполняют свои функции. Установка предлагаемой шкворневой балки в раму возможно и при сборнике рамы полувагона в перевернутом положении, т.е. при иной технологической схеме сборки рамы.

1.2 Нормативные требования при изготовлении рамы полувагона

Общая схема технологического процесса сборки и сварки рамы вагона предусматривает сборку и сварку технологических сборочных единиц рамы, общую сборку, сварку, зачистку швов после сварки, правку и контроль качества сварных швов после правки, механическую обработку и монтажно-сборочные работы на раме, контроль геометрических параметров рамы.

При разработке технологии изготовления рамных конструкций необходимо выбирать оптимальную последовательность выполнения сборочно-сварочных операций. Полное завершение сборки до начала сварки часто оказывается нецелесообразным из-за больших сварочных деформаций и неудобства наложения швов. Поэтому при изготовлении рам вагонов следует вначале выполнять сборку и сварку составных частей, а затем уже общую. Хребтовую балку, шкворневые балки, поперечные балки, металлический пол собирают и сваривают на отдельных специальных рабочих местах параллельно процессу общейсборки рамы.

Хребтовые балки изготовляют раздельным способом (сборка и сварка элементов на разных рабочих местах) или совмещенным (сборка и сварка на одном рабочем месте). Если длина хребтовой балки больше, чем длина проката, поставляемого промышленностью, производят стыковку профилей под углом 45 или 90 °. Первый способ применяют при ручной дуговой и полуавтоматической сварке. Швы накладывают с двух сторон с разделкой кромок. Такой способ малопроизводителен и рекомендуется для мелкосерийного производства.

Второй способ соединения стыков применяется при контактной стыковой электросварке. Стыковую сварку прокатных профилей из малоуглеродистой и низколегированной стали (уголков, швеллеров, двутавров, труб, зетов и т. п.) выполняют на универсальных и специализированных машинах типов К-190П, K-19QM, МСГУ-500.

Кондуктор для сборки и сварки хребтовой балки (рисунок 1.3) имеет жесткую раму 6 с базовыми поверхностями, на которые укладывают продольные элементы.

Рисунок 1.3 - Кондуктор для сборки и сварки хребтовой балки

На одном конце кондуктора установлены откидные упоры, ограничивающие продольное перемещение элементов, на другом - торцовый прижим с силовым цилиндром 5.

Для создания необходимого расстояния между вертикальными стенками профилей кондуктор оборудован фиксирующими устройствами 1 и 4, а для...