Проектирование технологической оснастки

3.2. Планировка участка                                                                                    

3.3. Выбор оборудования

 

4. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Расчёт напряжённо – деформированного состояния конструкции методом конечных элементов в программном комплексе

4.1.1. Расчёт напряжённо – деформированного состояния конструкции в

КОМПАС – 3D (APM FEM) и в SolidWorks (Simulation)

4.2.  Разработка флюсоудерживающего приспособления 

 

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

                                                                                                                                

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

                                                                                                                                

6.ПРИЛОЖЕНИЕ                                                                                                  

ВВЕДЕНИЕ

Большинство деталей машиностроения можно выполнить сварными из отдельных заготовок простой формы. Однако для деталей, выпускаемых в условиях серийного, а тем более массового производства, целесообразность изготовления составной детали с помощью сварки не является бесспорной. Эта целесообразность существенно зависит от технологичности конструкции, т.е. от характера расчленения детали, метода получения заготовок, их обработки, удобства выполнения и трудоемкости сборочно-сварочных операций, возможности механизации и автоматизации процесса изготовления, искажения размеров и формы от сварки, необходимости и характера последующей термической и механической обработки. Эти соображения приобретают тем большее значение, чем выше серийность выпуска изделий.

Баки для хранения жидкости (далее баки-аккумуляторы) используются для аккумуляции тепловой энергии горячей воды на теплоэлектроцентралях, атомных электростанциях, котельных для оптимизации работы систем теплоснабжения и технологических процессов, поддержания температурного режима воды для дальнейшего использования в период максимального потребления. Также в последнее время активными потребителями баков-аккумуляторов стали тепличные комбинаты, использующие запасы горячей воды в своих технологических процессах. Использование баков-аккумуляторов для корректировки графика тепловой нагрузки в системах отопления дает существенный экономический эффект.

В современных условиях, характеризующихся постоянным расширением строительства данных баков, потребность в росте количества высококвалифицированных кадров в области сварочного производства непрерывно растет. Максимально возможный перевод главных сборочно-сварочных работ  непосредственно на заводы освободит большое число монтажников и сварщиков, так как при массовом заводском строительстве более эффективно используется рабочее время, а большой объем монтажно-сварочных работ на заводе может выполняться менее квалифицированными кадрами.

Баки-аккумуляторы изготавливаются как по индивидуальным проектам, так и с применением следующих типовых конструктивных решений [1]:

· Баки и резервуары для ТЭС и АЭС ­ по ОСТ 34­42­560, ОСТ 34­42­563, ОСТ 34­42­564.

· Баки­-аккумуляторы для ТЭС и АЭС ­ по ТП 903­3­03С.91.

· Баки-­аккумуляторы цилиндрические горизонтальные (деаэраторные) ­ по ОСТ 34­42­561.

Также может применяться “Типовая инструкция по технической эксплуатации баков­-аккумуляторов горячей воды в системах коммунального теплоснабжения" ­ МДК 4­04.2002. Для увеличения срока службы производится антикоррозионная обработка внутренней и внешней поверхности баков­-аккумуляторов в соответствии с требованиями РД 153­34.1­40.504­00 "Защита баков­-аккумуляторов от коррозии"

 

Цель выпускной квалификационной работы состоит в разработке технологического процесса сборки и сварки аккумуляторных баков. В перечень решаемых задач входят:

· выбор и подробная разработка технологической последовательности изготовления деталей, узлов и подузлов, включая заготовительные, сборочные и сварочные операции, контроль;

· выбор способа и метода сварки;

· расчет параметров режима сварки;

· разработка маршрутно-операционной технологии;

· проектирование технологической оснастки для сварки бака;

· выбор оборудования из номенклатуры выпускаемого серийно, наиболее рационального для выполнения тех или иных операций;

· разработка флюсоудерживающего приспособления.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Анализ объекта проектирования

1.1.1 Конструкция изделия

Баки для хранения жидкости (далее баки-аккумуляторы) представляет собой цилиндрический сосуд с двумя приварными днищами и несколькими патрубками. Кроме того бак может иметь люк для проведения осмотра и ремонта. Конструкция баков определяется необходимым объемом запаса горячей воды и местом установки аккумуляторного бака. Отличительной особенностью баков-аккумуляторов по сравнению с резервуарами РВС для нефтепродуктов является более толстая толщина стенки, днища и кровли, а также обязательное наличие конструкций защиты от лавинообразного разрушения стенки, выполненных в виде бандажей (для баков объемом от 100 м³). Также внутри баков-аккумуляторов может быть установлен трубопровод с перфорированными распределителями, предназначенными для равномерного поступления и забора воды. Применение вертикальных резервуаров для нефтепродуктов взамен баков-аккумуляторов запрещено.

 

Рисунок 1.1 Баки-аккумуляторы для горячей воды

 По расположению корпуса баки делятся на горизонтальные и вертикальные. Аккумуляторные баки запаса горячей воды объемом до 50 м³ целесообразно применять горизонтального исполнения. Аккумуляторные баки запаса горячей воды объемом от 50 до 100 м³ можно применять как горизонтального исполнения, так и вертикального исполнения. Аккумуляторные баки объемом от 100 м³ как правили, используются вертикальной компоновки.

Возможны исключения из правил диктуемые технологическими особенностями и условиями установки баков. По желанию Заказчика возможно изготовление бака аккумулятора для горячей воды нестандартных размеров по индивидуальным чертежам.

Конструкция баков-аккумуляторов может быть также открытой или закрытой. Первая модификация является более безопасной, так как работает при атмосферном давлении.

Из-за свойств воды баки подвержены большому коррозионному воздействию и другим негативным факторам. Поэтому марка стали, из которой производятся баки-аккумуляторы, должна обладать высокими антикоррозионными характеристиками, быть износостойким и обладать хорошей сопротивляемостью к воздействию низких температур.

Материал изготовления бака-аккумулятора зависит от назначения: для систем отопления, горячего водоснабжения и технологических нужд применяется углеродистая или низколегированная сталь; для пищевой промышленности или для питьевой воды чаще применяют нержавеющие стали. Для районов с низкими температурными показателями выбираются низколегированные стали 09Г2С или аналоги, более стойкие к суровым условиям эксплуатации.

Антикоррозионная защита баков заключается в комплексной обработке внутренней и внешней поверхностей. В качестве покрытий используются различные герметики, алюминиевое металлизированное покрытие, краски, эпоксидные составы, эмали, самовосстанавливающиеся противокоррозионные смазки, катодная защита.

Толщина корпуса бака выбирается исходя из нескольких параметров: рабочее давление в баке, рабочая среда, размеры, прибавка на коррозию. Также на выбор размеров и толщины может влиять место размещения бака, так как, например, при размещении на крыше или перекрытиях необходимо рассчитывать дополнительные нагрузки.

Днища аккумуляторного бака могут быть плоскими, коническими или эллиптическими. Первые два варианта применяются на баках с рабочим давлением близким к атмосферному. Эллиптические или торосферические днища более универсальны и применяются на баках как с атмосферным так и с повышенным давлением 0,6 МПа, 1,0 МПа, 1,6 МПа или другим.

В зависимости от типа и размера баки комплектуются различными типами опор. При использовании в системах отопления или ГВС, когда поступающая в бак вода имеет высокую температуру и должна сохранять ее как можно дольше, бак покрывают слоем тепловой изоляции. Нанесение теплоизоляции производится после монтажа бака.

Вертикальные баки-аккумуляторы изготавливаются объемом от 1,0 до 10000 м³. Основные составляющие вертикального бака-аккумулятора: днище, стенка, каркасная либо самонесущая крыша, площадки обслуживания и ограждение на крыше, лестница подъема на резервуар (шахтная либо стремянная), конструкции от лавинообразного разрушения, теплоизоляция резервуара. При необходимости изготавливаемые баки-аккумуляторы комплектуются патрубками, люками, кронштейнами и другим технологическим оборудованием.

Баки-аккумуляторы объемом 1,0 – 16 (25) м³ изготавливаются цельносварными в заводских условиях. Производство баков объемом 40 (25) - 5000 м³ осуществляется методом рулонирования либо полистовой сборки с последующим монтажом их на площадке заказчика. Конструкция защиты от лавинообразного разрушения предусмотрена на баках объемом от 100 м³ и более [1].

Таблица 1.1 Основные характеристики вертикальных баков-аккумуляторов для систем теплоснабжения

Объём резервуара, V м3	Высота резервуара, Н мм	Внутренний диаметр, Dвн мм
1	1610	1060
1,6	2055	1060
2,5	1610	1670
4	2055 (3000)	1670 (1300)
6	3000	1600
6,3	3350	1670
7,5	3000	1800
10	3350	2150
11	2350	2450
15	3000	2500
16	2730	3000
20	3600	2650
25	4090 (4200)	3000 (2750)
34	3800	3000
40	4200 (4090)	3600 (3800)
50	3600	4200
60	4800	4300
63	6340	3800
100	6140	4800
200	5960	6630
300	7450	7580
400	7450	8530
700	8940	10430
1000	11920	10430
2000	11920	15180
3000	11920	18980
5000	14900	20920
10000	17880	28500

Рисунок 1.2 Баки-аккумуляторы для систем теплоснабжения

Аккумуляторный бак, рассматриваемый в выпускной квалификационной работы изображен на рисунке 1.3. Он имеет следующие основные характеристики:

V=6 м³ – объём бака;

Н=3052 мм – высота бака;

D=1616 мм – внешний диаметр;

S=20 мм – толщина стенки.

Бак состоит из следующих конструктивных элементов: цилиндрических обечаек 1, изготовленные из листовой стали; подводящего патрубка холодной воды 2; отводящего патрубка горячей воды 3; кронштейнов для транспортировки и крепления 4; фланца 5; днища 6.

Рисунок 1.3 Собираемое изделие

 

1.1.2 Анализ материала изделия

Качество стали зависит от технологичности, ее состава, от того, каковы ее физические свойства и насколько однороден ее химический состав. В качестве материала изделия рассмотрим три марки стали:

· Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества Ст3;

· Сталь конструкционная углеродистая качественная Сталь 10;

· Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций 17Г1С.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: