ф = ? 0.4R = = 0.4 Ч 3400 = 36.70 = 1360
где = Ч кгс.
Выполним проверку напряжения местного сжатия стенки по формуле:
- момент инерции верхнего пояса, определяется по формуле:
= = = 5.5
где bвп - ширина верхнего пояса, см;
увп - толщина верхнего пояса, см;
- момент инерции верхнего пояса и приваренного к нему рельса, определяется по формуле:
= + = 5.5 + 1220 = 1225.5
Jрел- табличная величина
Z-Расчетная длина шва по которой передается нагрузка пояса на стенку
Z=3.25(Jn//ст)1/3=3.25(1225.5)1/3=34.77 см.
= R=398.23400
где n-1.2 коэффициент запаса.
Проверка сварных швов по приведенным напряжениям.
ш = RWy * c
340.8 2890
Где hш- высота шва, или (принимаем 6 мм)
h1=1.1-коэффициент надежности.
В-коэффициент зависящий от вида сварки, для сварки автоматом примем
в=1
Z-см;
QmaxP-кг
RWy=R*0.85=3400*0.85=2890;
ус=1.
Проверка устойчивости балки
При наличии сосредоточенной нагрузки перемещающийся по балке должно соблюдаться условие:
70*0,5=700,5=130.755,
где высота стенки ст, hст - мм.
R-кгс
(кгс/см2)=кгс/см2
При несоблюдении этого условия, вертикальным листам необходимо приварить ребра жесткости из полос и профильного материала (Рис. 4).
А А
Рис. 4. Двутавровая балка с ребрами жесткости.
Где р- толщина ребра(мм).bр- ширина ребра.а1-расстояние между ребрами.
Ребра жесткости должны иметь следующие размеры.
bр=+40=+40=43.4мм.
р=
Расстояние между ребрами определяется по рекомендации и табличным данным.
Для подкрановой балки длиной 6 м ; примем 5 секций тогда:
а1= =1.2м.
Проверка устойчивости стенки для обеспечения местной устойчивости вертикального листа должно быть выполнено следующие условие
[(/0+/0)2+(/0)2]0,50.9
-напряжение местного смятия стенки.
0=K1*=4.82=1040тс/cм2
Где К1 зависит от соотношения определяется по таблице
0=(1.25+*=(1,25+)*()2=1.07тс/см2
0-касательное напряжение
-отношение большей стороны к меньшей (а1или hст)
d- длина меньшей из сторон (а1или hст) заключенных между листами и ребрами жесткости
0=7.46*2=7.46*2=4.3тс/см2
- напряжение от изгиба, создаваемого М(моментом)определяется по формуле:
=
=
где Q1- спарвочное значение1.04*RА
Проверки подлежит первый отсек находящийся в центре так как в первом наибольше касательное напряжение, а в среднем нормальные. Определим изгибающий момент для сечений находящиеся на расстоянии hст/2 в первом отсеке от правого края отсека а в среднем от любого из краев.
Проверка отсека реакции опоры
L1=h-(a+(a1-hст/2))=600-(310+(120-102/2))=224
L2= L1+a=224+310=534
Определим Ra
Ra===1.26
Где Q=1.2*pн=1.2*10=12
Q1=1,04*Ra=1.04*1.26=1.3тс
М=1.04; M=1.04*Ra(a1-hcт/2)=1.04*1.26(120-102/2)=86.4тсм
Определяем напряжение от изгиба создаваемого моментом М
===0.002тс/cм2
Определяем касательное напряжение, возникающее от действия реакции опоры Ra
==2
0.9=0.100.9
Рис. 5. Расчетный проект крана балки.
Проверка третьего отсека реакции опоры.
L1/=L(2*a1+0.5+3.1)=600*(2*120+50+310)=0
L2/=a+L1/=310+0=310cм
Определим RA/===15.16 тс
M/=1.04*RA(2*a1+0.5)=1.04*15.16(2*1.2+0.5)=45.72 тс
Определяем напряжение от изгиба, создаваемого моментом
/===0.004тс
Определяем касательное напряжение, возникающее от действия реакции опоры RA
==2
0.9=0.100.9
Рис. 6. Расчетный пролет крана 3 секции
В курсовой работе сконструирована сварная двутавровая балка. Выполнены расчеты для определения сечения пояса балки. Осуществлена проверка балки на прочность на устойчивость на срез и смятие.
Расчет режимов сварки.
Основными параметрами механизированных процессов дуговой сварки является
-диаметр электродной проволоки dэл , мм
-вылет электродной проволоки Lэл мм
-скорость подачи электродной проволоки Vnn мм с
-сила сварочного тока Iсв.А
-напряжение Uсв.В
-скорость сваркиVсв.мм/с
-расход СО2 кг.
Механизированную сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Расстояние от электрода (сопла горелки) до материала не должна превышать 25мм.
Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и с наклоном шва под углом 40-50к горизонтали смещая электрод на 1мм от угла на горизонтальную полку. Выполняется колебательные движения концом электрода, с повышенным зазором с разделкой кромок под сварку.
Толщину и катета сварных швов по чертежу.
S=12мм
Т38,
У68;
|
Показатель |
Толщина свариваемого металла или катет шва, мм |
||||||||||||
|
0,6-1,0 |
1,2-2,0 |
3,0-4,0 |
5,0-8,0 |
9,0-12,0 |
13,0-18,0 |
||||||||
|
Диаметр dэл Электродной Проволоки мм |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
2,0 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
Определяем диаметр электродной проволоки для механизированной сварке по таблице: диаметр электрода 2.0мм.
Вылет электрода Lэл=10*dэл
Lэл=10*0.8=8 мм
4.Расчитываем силу сварочного тока Iсв=i*Fэл,где i- плотность тока.
Диапазон плотностей сварочного тока от 100 до 200А.
Большие значения плотности тока соответствуют меньшим диаметрам электродных проволок.
Устойчивое горение дуги при сварке плавящимся электродом в углекислом газе достигается при плотности тока свыше 100 А/мм2.
Принимаем для расчетов
J=100 А/мм2.
Fэл-площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм2.
Так как определение основного параметра режима сварки основывается на интерполировании широкого диапазона рекомендованных плотностей тока, то силу сварочного тока необходимо уточнять по таблице.
Определяем площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм2
Определяем коэффициент наплавки
Определяем площадь наплавки:
ТЗ ?8
Рис. 7. Определение площади наплавки таврового соединения
???н ТЗ ?8 =2Чк2/2+2Ч1.05ЧкЧg
???н ТЗ ?8 =2Ч82/2+2Ч1.05Ч8Ч1=80.8 мм2
Fн2=к2/2+1.05*k*q=82/2+1.05*8*1=48.8мм2
Где к- катет шва, мм
У68.
Рис. 8. Определение площади наплавки углового соединения
Fн 6?8 =к22+2Ч1.05ЧкЧg=2Ч82/2+2Ч1.05Ч8Ч1=48.8 мм2
где к -катет шва, мм
Определяю скорость сварки для швов Т3 ?8; У6 ?8 по формуле:
Vсв =0,9Ч??Чdэл2ЧVпп/4ЧFн, мм/с,
Vсв Т3 ?8 =0.9Ч3.14Ч22*45.256/4Ч48.8=2.62 мм/с,
Vсв У6 ?8 =0.9Ч3.14Ч22Ч45.256/4Ч48.8=2.62 мм/с.
где Vсв -скорость сварки, мм/с,
Fн -площадь поперечного шва, мм2
0,9- коэффициент, учитывающий потери металла на угар и разбрызгивание
Определяю вес наплавленного металла:
Q Т3 ?8 = FнЧLшЧ5
где Lш -длина шва, мм.
Длина шва Lш складывается из суммы тавровых двусторонних швов
Lш=5970Ч4+918Ч4+800Ч12+344Ч8+190Ч12=42184
Q Т3 ?8 = FнЧ LшЧ??=48.8Ч42184Ч7.8Ч10-3=16056.917 г =16.056917 кг
Q У6 ?8 = FнЧ LшЧ??=48.8Ч1400Ч7.8Ч10-3=532.896,8 г =0.532 кг
Длина швов приварки опорное ребро с верхний пояс
Lш =1400
Определяю расход сварочной проволоки
Qпр =QнЧК1, Qпр =(16.056917+0.532)Ч1.35=22.39 кг
где К1 =1.35 -коэффициент потерь на угар и разбрызгивание
Определяю расход защитного газа:
Qг =QнЧК2, Qг =(16.056917+0.532)Ч1.7=28.2011 кг
где К2 =1.7 - коэффициент защиты
Выбор режима сварки:\
РЕЖИМЫ СВАРКИ ПОЛУАВТОМАТОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Использование сварочного полуавтомата в сочетании с защитным газом -- почти всегда выигрышный вариант. Благодаря такому комплекту оборудования вам становится доступна качественная и быстрая сварка сталей, алюминия, меди и прочих металлов. Но есть и особенности, которые сварщик должен учитывать перед тем, как выберет данный метод сварки.
Рис.9. Использование сварочного полуавтомата
Прежде всего, полный новичок вряд ли сможет выполнить работу качественно. Это связано не только с отсутствием опыта, но и с тем фактом, что полуавтомат нужно правильно настроить и выбрать необходимые расходники. Опытные мастера говорят: «Чтобы настроить режимы сварки полуавтоматом в среде защитных газов нужно потратить несколько лет на изучение литературы, ГОСТов и кропотливую работу. Без практики ничего не получится».
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Чтобы правильно подобрать режимы полуавтоматической сварки нужно четко понимать, из чего состоят эти режимы. Далее мы перечислим основные параметры режимов сварки, зная которые вы сможете правильно выбрать настройки полуавтомата.
ДИАМЕТР И МАРКА ПРОВОЛОКИ
Начнем с диаметра проволоки. Он может колебаться в пределах от 0.5 до 3 миллиметров. Обычно, диаметр проволоки подбирается исходя из толщины свариваемого металла. Но в любом случае у каждого диаметра есть свои характерные признаки. Например, при работе с проволокой малого диаметра мастера отмечают более устойчивое горение дуги и меньший коэффициент разбрызгивания металла. А при работе с проволокой большего диаметра всегда требуется увеличивать силу тока.
Не стоит забывать и о марке применяемой проволоки. А точнее, металле, из которого проволока изготовлена и какие вещества входят в ее состав. Например, для сварки низкоуглеродистой или низколегированной стали рекомендуется использовать проволоку с раскислителями, а в составе должен присутствовать марганец и кремний.
Рис.10.Проволки
СИЛА, ПОЛЯРНОСТЬ И РОД СВАРОЧНОГО ТОКА
Помимо выбора комплектующих нам также нужно настроить сам полуавтомат. В типичном полуавтомате даже самого низкого ценового сегмента вы сможете настроить силу, полярность и род сварочного тока. У каждого параметра также есть свои особенности. Например, если увеличить силу тока, то глубина провара увеличиться. Силу тока устанавливают, опираясь на диаметр электрода и особенности металла, с которым собираются работать.
Теперь о полярности и роде тока. Общепринято выполнять полуавтоматическую сварку в среде защитного газа, установив постоянный ток и обратную полярность. Переменный род тока или прямая полярность применяются очень редко, поскольку такие настройки не обеспечивают устойчивое горение дуги и способствуют ухудшению качества сварного соединения. Но есть исключение из правил. Так переменный ток показан при сварке алюминия, например.
Также многие новички забывают о таком параметре, как напряжение сварочной дуги. А вместе с тем именно напряжение дуги влияет на глубину провара металла и размер сварочного соединения. Не стоит устанавливать слишком большое напряжение, иначе металл начнем разбрызгиваться, в шве образуются поры, а газ не сможет в должной мере защитить сварочную зону. Чтобы правильно настроить напряжение дуги ориентируйтесь на силу сварочного тока.
СКОРОСТЬ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ
Как вы знаете, в полуавтоматической сварке проволока подается с помощью специального механизма. Он работает очень точно, поэтому необходимо заранее установить оптимальную скорость подачи присадочной проволоки, чтобы она вовремя плавилась и способствовала формированию качественного шва. Настраивайте скорость с учетом силы тока. В идеале проволока должна подаваться так, чтобы дуга сохраняла свою устойчивость.
СКОРОСТЬ СВАРКИ
Не менее важна и скорость сварки. От нее во многом зависят физические размеры шва. Скорость регулируется ГОСТами, но ее можно выбрать и по своему усмотрению, опираясь на особенности металла и его толщину. Учтите, что толстый металл нужно варить быстрее, а шов должен быть узким. Но не стоит слишком спешить, иначе электрод может просто выйти из зоны защитного газа и окислиться под воздействием кислорода. Ну а слишком медленная скорость способствует формированию непрочного пористого шва.
НАКЛОН ЭЛЕКТРОДА
И последний важный параметр, а именно угол наклона электрода при сварке. Наиболее частая ошибка у новичков -- держать электрод так, как физически удобно. Это грубейшее нарушение. Ведь угол наклона электрода напрямую влияет на то, какова будет глубина провара и насколько качественным получится шов в конечном итоге.
Существует два типа наклона: углом назад и углом вперед. У каждого положения есть свои достоинства и недостатки. При сварке углом вперед зона сварки видна хуже, зато лучше видны кромки. Также глубина провара меньше. А при сварке углом назад наоборот зона сварки видна намного лучше, но глубина провара увеличивается.
Выбор методов и параметров контроля качества изделия
Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.
Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.