Описание конструкции изделия и его материала

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МВО РФ

ТГУ АМИ

Кафедра” Оборудование и технология сварочного производства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент: Сафьянов Е. А.

Преподаватель: Климов А. С.

Группа: Т – 307

Введение

Контактная сварка - термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металлов вследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки – значительная скорость нагрева, для чего необходимы машины большой электрической мощности.

Цель работы – приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки.

Описание конструкции изделия и его материала

Решётка – аллюминевая.

Материал – Амг6: Al-94%, Mg-6%

Температура плавления – Тпл = 620 С°

Удельный вес – γ = 2, 8 г/см³

Коэффициент аккумуляции тепла - =2, 35 Дж/см² ·С°·с

Температуропроводность – а = 0.7 см² /с

Теплопроводность – λ = 1, 7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σ т = 2500 кг/см²

Удельное электросопротивление при Тпл - ρ т = 7, 1·10‾ ² Ом·см

Технические условия

1. Соединение группы А

2. Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

180

Рис 1. Свариваемая деталь

1, 2 8

2,.4

2, 4

0, 48

Рис 2. Конструкция сварной токи

S = 2, 4 мм

h = 0, 2...0, 7∙ S =0, 5∙ 2, 4= 1, 2 мм

g = 0, 2∙ S =0, 2∙ 2, 4= 0, 48 мм

d = 8 мм

t = 30 мм

c = 36 мм

Расчет электродов

1. Определение материала электрода

Кадмиевая бронза БрКд

легирующие элементы ------------------------------------ (0, 9…1, 2)% Cd

твёрдость --------------------------------------------------- (95…115) HB

электропроводность, % к отожженной меди ------ (85…90)%

2. Определение конструктивной формы электрода

Выбираем пальчиковый электрод

3. Определяем размер электрода

Определяем размер рабочей поверхности электрода

d э = 2∙ S + 3 = 2∙ 2, 4+3 =7, 8 - диаметр рабочей поверхности электрода

Определяем остальные размеры электрода

- диаметр средней части электрода --------------------- D = 20 мм

- диаметр охлаждающего канала --------------- d 0 = (0.5…0, 6) D =0, 6∙ 20=12 мм

- расстояние от рабочей части до дна охлаждающего канала

h = (0, 75…0, 8) D = 0, 8∙ 20=16 мм

- длина электрода --- L= 55 мм

- длина посадочной части --- l 1 =1, 2D =1, 2∙ 20=24 мм

- конусность 1: 10

7, 8

Рис 3. Конструкция сварочного электрода

Расчет режима сварки

Определяем форму циклограммы в зависимости от материала детали

t к

F к

F св

I св

t св

Находим сварочное давление F св кгс в зависимости от толщины и материала

F св =(200...250)∙ S=250∙ 2, 4=600 кгс

Определяют расчётное значение сварочного тока из критерия М.В. Кирпичёва

I св = d

ρ т – значение удельного сопротивления при Т пл, Ом∙ см

С – значение критерия Кирпичёва, С=20

I св – сварочный ток, А

I св=0, 8 =43590, 93 А

Находим продолжительность импульса сварочного тока

t св=

tсв – продолжительность импульса сварки, сек

σ т – предел текучести металла в холодном состоянии, кг/см²

d – диаметр сварной точки, см

h – высота сварной точки, см

Тпл – температура плавления металла, Сº

- коэффициент аккумуляции тепла, Дж/см² ·С°·с

Fсв – давление сварки, кг

К – критерий технологического подобия, К=50

t св= = 0, 27 сек

Определяем дополнительные параметры режима сварки F k

Fк=1, 5∙ Fсв=1, 5∙ 600=900 кгс

Определение тока шунтирования

- Рассчитываем активное сопротивление горячей точки r т, Ом

r т = = = 3, 4∙ 10 Ом

- Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В

U ш = r т ∙ I с в = (3, 4∙ 10 )∙ 43590, 93 = 0, 15 В

- Значение критерия Неймана χ

χ = = = 0, 46

- Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R 0ш = = =12∙ 10 Ом

- Активное, индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

R ш = R 0ш ∙ (1+0, 6∙ χ ∙ )=0, 00012∙ (1+0, 6∙ 0, 46∙ )=14∙ 10 Ом

X ш = R 0ш∙ 0, 84∙ χ =0, 00012∙ 0, 84∙ 0, 46=4, 6∙ 10 Ом

Z ш = = =15∙ 10 Ом

- Определяем ток шунтирования

I ш = = =1000 А

4.7.Определяют расчётный вторичный ток

I 2р =I св + I ш ≈ 45000 А

4.8.Сводная таблица значений параметров режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

Обозначение	I св, А	F св, кгс	t св, сек	F к, кгс	I ш, А	U ш, В	Z ш, Ом	I 2р, А
Размерность	43590, 93	600	0, 27	900	1000	0, 15	15∙ 10	45000

0, 3 сек

900 кгс

600 кгс

43590, 93 А

0, 27 сек

Рис 4. Циклограмма точечной сварки

Расчёт вторичного контура

Конструктивно вычерчиваем схему сварочного (вторичного) контура

370

200

600

Рис 5. Схема вторичного контура

По габаритам сварочного контура конструктивно определяют его раствор H ср и вылет электродов l ср

l н = l ср =200 мм

H ср= 370 мм

l =600 мм

5.3.Расчитываем сечение основных элементов вторичного контура (свечей, гибких шин, вторичного витка, хобота)

F 1...n=

где i – допустимая плотность тока А/мм² для данного сечения

Свеча

F 1 = =1250 мм²

Гибкая шина

F 2= =8000 мм²

Вторичный виток

F 3= =6700 мм²

Хобот

F 4= =5000 мм²

Находим коэффициент поверхностного эффекта для каждого элемента вторичного контура

Свеча

R 1= Ом

=25 < 180

где f – частота тока f=50 Гц

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения Fn

К 1 = ∙ 10 =1, 08

Гибкая шина

R 2= Ом

=70 < 180

К 2 = ∙ 10 =1, 23

Вторичный виток

R 3= Ом

=65 < 180

К 3 = ∙ 10 =1, 21

Хобот

R 4= Ом

=56 < 180

К 4 = ∙ 10 =1, 18

Таблица 2.

Значение Наимено- ание элемента	Fn, мм²	Rn, Ом	Кn	ln, м
Свеча	1250	0, 08	1, 08	0, 248
Гибкая шина	8000	0, 01	1, 23	0, 33
Втор. виток трансформатора	6700	0, 012	1, 21	1, 375
Хобот	5000	0, 016	1, 18	0, 550

Исходные данные для электрического расчёта трансформатора

U 1=380 В I 1н =4000 А f =50 Гц

U 2н=34 В I 2н=45000 А ПВ=20 %

U 2 max=1, 1 U 1=37, 4 В

U 2 min = =18, 7 В

Вес трансформатора

=362200 г = 362, 2 кг

вес железа

кг

вес меди

кг

292

425

144 213 144

Рис 6. Общий вид магнитопровода трансформатора

Диаметр труб для охлаждения

см

Список литературы

1. Баннов М. Д. Конспекты лекций “Контактная сварка” часть I, Тольятти, ТГУ, 1998. – 100 с.

2. Рыськова З. Ф. Трансформаторы для контактных электросварочных машин, “Энергия” 1975. 280 с.

3. Кабанов Н. С. Сварка на контактных машинах. В-Ш. М. 1973. – 255 с.

4. Оборудование для контактной сварки: Справочное пособие / Под ред. В.В. Сирнова – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000. – 848 с.

Оглавление

Введение 1

Расчёт электродов 3

Список литературы 15