Zavariavane kursovo proektirane - MTT 2014 @ TU-Varna – Блог на ... · 2018-01-08 · Множители за определяне на числата , ... 1.1 Стомани

Д-р инж. Манахил Тонгов

З А В А Р Я В А Н Е

КУРСОВО ПРОЕКТИРАНЕ

Курсово проектиране по “Основи на заваряването”

Стр. 2 от 61

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Съдържание на проекта и последователност на изпълнение 3

2. Избор на основен метал 4

3. Оразмеряване на греди 10

4. Оразмеряване на ферми 24

5. Съдове под налягане 35

6. Режими на заваряване 37

7. Маршрутно – технологична карта 45

8. Схема за базиране и притискане 52

9. Заваръчна процедура 58

Литература 62

Д-р инж. Манахил Тонгов

1. СЪДЪРЖАНИЕ НА ПРОЕКТА И ПОСЛЕДОВАТЕЛНОСТ НА ИЗПЪЛНЕНИЕ

Курсовият проект включва: определяне на основните размери на зададен тип заварена конструкция, за която е дадено натоварването и условията на работа; разработване на маршрутно-технологична карта; разработване на монтажен чертеж на конструкцията; разработване на снема за базиране и притискане; разработване на заваръчна процедура. Последователността на изпълнение на проекта е следната:

1. Избор на основен метал за заварената конструкция, основан на изискванията към заварената конструкция, натоварването и знанията придобити по дисциплината “Технология на заваряването”.

2. Определяне на основните размери на конструкцията с отчитане на изискванията якост, коравина и др. и в зависимосст от типа й (греда, ферма или съд работещ под вътрешно налягане)

3. Избор на метод на заваряване и определяне параметрите на режима.

4. Разработване на монтажен чертеж на конструкцията.

5. Разработване на маршрутно-технологична карта.

6. Разработване на схема за базиране и притискане при заваряване на зададен възел от конструкцията.

7. Разработване на приспособление за заваряване на съответния възел.

8. Разработване на заваръчни процедури за съединения от конструкцията.


Стр. 4 от 61

2. ИЗБОР НА ОСНОВЕН МЕТАЛ

Означение на нелегираните стоманите

xx nnn aa

Основен символ Свойства Допълнителни обозначения

S стомани за строителни конструкции

Минимална стойност на границата на провлачване

N нормализирана М термомеханично валцована

P стомани за съдове под налягане

Минимална стойност на границата на провлачване

+U необработена - състояние след валцоване

L стомани за тръбопроводи Минимална стойност на границата на провлачване

W устойчива на атмосферна корозия

C с особено висока

Е конструкционни стомани Минимална стойност на границата на провлачване

пластичност на студено +S обработена за повишаване

на

B арматурни стомани Минимална стойност на границата на провлачване

съпротивлението срещу срязване на студено

S корабостроителна

Y пружинни стомани Минимална стойност на якостта на опън

+Q закалена Q подобрена QA подобрена “на въздух”

R стомани за релси Минимална стойност на якостта на опън

QL подобрена чрез охлаждане в течна среда

H топлоустойчива

H стомани за изделия, изготвяни чрез студено валцоване

Минимална стойност на якостта на опън

J за използване при стайна и ниска температура (виж табл. по-долу)

D стомани за изделия, изготвяни чрез дълбоко изтегляне

C: студено валцовани

D: за студена пластична деформация

X: вида на валцоването не се посочва

K за използване при стайна и ниска температура (виж табл. по-долу)

L за използване при стайна и ниска температура, с изключение на дребнозърнестата строителна стомана (виж табл. по-долу)

G лети стомани Минимална стойност на границата на провлачване

G други класове: G, респ. G1, G2, G3,


Стр. 5 от 61

Основеният метал се избира от табл. 1. Той трябва да бъде обоснован с оглед на типа конструкцията, натоворванията и условията на работа. Групите на стоманите са дадени в следната таблица.

Групи стомани Група Тип на стоманата

Стомани с минимална якост ReH ≤ 360 N/mm2 и максимално съдържание на , %:

Други елементи C Si Mn Mo S P

всеки сумарно

1

0,24 0.6 1.7 1.7 0.045 0.045 0.3 0.8

Пример за G-означение:

Строителни стомани според EN 10 025

S…JRG1 кипяща стомана S…JRG2 спокойна стомана S…JRG3 особено спокойна и

нормализирана* стомана S…JRG4 състоянието на доставка не се

определя*

Устойчиви на атмосферна корозия стомани според EN 10 155

S…G1 нормализирана*

S…G2 състоянието на доставка не се определя*

*) за листов материал

Допълнителни символни означения за ударната жилавост

Ударна жилавост Темп. на изпитване

27 J 40 J 60 J °C

JR KR LR +20

J0 K0 L0 0

J2 K2 L2 -20

J3 K3 L3 -30

J4 K4 L4 -40

J5 K5 L5 -50

J6 K6 L6 -60

Множители за определяне на числата, характеризиращи съдържанието на легиращи елементи в символните обозначения на нисколегирани стомани

Химичен елемент Множител за образуване числото в символното обозначение на стоманата

Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4

Al, B, Cu, Mo, Ta, Nb, Ti, V, Pb

10

C, N, P, S 100


Стр. 6 от 61

1.1 Стомани с минимална якост ReH ≤ 275 N/mm2 и състав, показан в 1 1.2 Стомани с минимална якост 275 N/mm2 < ReH ≤ 360 N/ mm2 и състав, показан в 1 1.3 Стомани с подобрена антикорозионна устойчивост в атмосферни условия и

състав, показан в 1 2 Нормализирани или термомеханично обработени или леярски стомани с

минимална якост ReH > 360 N/mm2 2.1 Нормализирани дребнозърнести стомани с минимална якост ReH > 360 N/mm2 2.2 Термомеханично оброботени дребнозърнести стомани с минимална якост ReH >

360 N/mm2 3 Термообработени стомани 3.1 Термообработени стомани с минимална якост ReH ≤ 500 N/mm2 3.2 Термообработени стомани с минимална якост 500 N/mm2 < ReH ≤ 690 N/mm2 3.3 Термообработени стомани с минимална якост ReH > 690 N/mm2 3.4 Закаляеми стомани (без неръждаеми) 4 Стомани с Cr ≤ 0,75%, Mo ≤ 0,6%, V ≤ 0,3% 4.1 MnMo, MnMoV или MnNiMo стомани, съдържащи до 1,3% Mn, 0,5% Mo, 0,75% Ni и

0,05% V 4.2 CrMoV стомани, съдържащи до 0,5% Cr, 0,6% Mo и 0,3% V 4.3 MnCrNiMoV и NiMnMoCrNb стомани, съдържащи до 1,3% Mn, 1% Ni, 0,75% Cr,

0,3% Mo и 0,1% V 5 Стомани с максимално съдържание на Cr до 10%, Mo до 1,2% 5.1 Стомани съдържащи Cr ≤ 1,5% 5.2 Стомани съдържащи 1,5% < Cr ≤ 3,0% 5.3 Стомани съдържащи 3,0% < Cr ≤ 6,0% 5.4 Стомани съдържащи 6,0% < Cr ≤ 10,0% 6 CrMoV стомани съдържащи Cr до 12,2%, Mo до 1,2%, V до 0,5% 7 Стомани легирани с до 10% Ni 7.1 Стомани съдържащи Ni ≤ 2,0% 7.2 Стомани съдържащи 2,0% < Ni ≤ 4,0% 7.3 Стомани съдържащи 4,0% < Ni ≤ 10,0% 8 Феритни или мартенситни неръждаеми стомани, съдържащи 10,5% ≤ Cr ≤ 30% 8.1 Мартенситни неръждаеми стомани 8.2 Феритни неръждаеми стомани 9 Аустенитни стомани 9.1 Аустенитни неръждаеми стомани 9.2 Дълбокоаустенитни неръждаеми стомани и/или окалиноустойчиви стомани 9.3 Закаляеми неръждаеми стомани 9.4 Аустенитни неръждаеми стомани, съдържащи азот до 2% 10 Аустенито феритни (дуплекс) неръждаеми стомани 11 Стомани, които не са включени в групи от 1 до 10 и съдържащи 0,25% < C ≤ 0,5% 11.1 Стомани, съдържащи 0,25% < C ≤ 0,35% 11.2 Стомани, съдържащи 0,35% <C ≤ 0,5%


Стр. 7 от 61

Таблица 1

Означаване на нелегирани стомани – групи, стандарти и марки.

Обозначение Група

БДС EN Марка Номер

S235JR 1.0037 S235JRG1 1.0036 S235JRG2 1.0038 S235J0 1.0114 S235J2G3 1.0116 S235J2G4 1.0117 S235J2G3C 1.0118 S235J2G4C 1.0119 S275JR 1.0044 S275JO 1.0143 S275J2G3 1.0144 S275J2G4 1.0145 S275J2G3C 1.0141

10025

S275J2G4C 1.0142 P235GH 1.0345 P265GH 1.0425

10028-2

16Mo3 1.5415 P275N 1.0486 P275NH 1.0487 P275NL1 1.0488

10028-3

P275NL2 1.1104 S275N 1.0490 10113-

2 S275NL 1.0491 S275M 1.8818 10113-

3 S275ML 1.8819 P245NB 1.0111 10120 P265NB 1.0243

10149-3

S260NC 1.0971

SPH235 ..... SPH265 .....

10207

SPHL275 ..... GP24OGR 1.0621 GP240GH 1.0619

1.1

10213

G17Mn5 1.1131 S355N01 ..... S355NL01 ..... S355M01 ..... S355ML01 ..… S355NL01 ..... S355NL02 ..... S355NL04 .....

1.2 1.2

10225 10225

S355NL03 .....

S355NL05 ..... S320GP 1.0046

10248-1

S355GP 1.0083 S235J0W 1.8958 S275J2W 1.8961 S355J0W 1.8959 S355J2G1W 1.8963 S355J2G2W 1.8965 S355K2G1W 1.8966

1.3 10155

S355K2G2W 1.8967 P460N 1.8905 P460NH 1.8935 P460NL1 1.8915

10028-3

P460NL2 1.8918 S420N 1.8902 S420NL 1.8912 S460N 1.8901

10113-2

S460NL 1.8903 10149-3 S420NC 1.0981

S390GP 1.0522

2.1

10248-1 S420GP 1.0523 P420M 1.8824 P420ML 1.8835 P460M 1.8826 P460ML 1.8837

10028-5

P550M 1.8830 S420M 1.8825 S420ML 1.8836 S460M 1.8827

10113-3

S460ML 1.8838 S42OMC 1.0980 S46OMC 1.0982 S500MC 1.0984 S550MC 1.0986

10149-2

S600MC 1.8969 S650MC 1.8976 10149-2 S700MC 1.8974

2.2

10222-5 P420NH ….. P460Q 1.8870 P460QH 1.8871 P460QL 1.8872 P500Q 1.8873 P500QH 1.8874

10028-6

P500QL 1.8875 S460Q 1.8908 S460QL 1.8906 S460QL1 1.8916 S500Q 1.8924 S500QL 1.8909

10137-2

S500QL1 1.8984

3.1

10222-5 P420QH ….. 3.2 10028-6 P500Q 1.8876


Стр. 8 от 61

P500QH 1.8877 P500QL 1.8878 P690Q 1.8879 P690QH 1.8880

P690QL 1.8881 S420QL02 ….. S420QL04 ….. S420QL02 …..

10120

S420QL04 ….. S550Q 1.8904 S550QL 1.8926 S550QL1 1.8986 S620Q 1.8914 S620QL 1.8927 S620QL1 1.8987 S690Q 1.8931 S690QL 1.8928

10137-2

S690QL1 1.8988 S890Q 1.8940 S890QL 1.8983 S890QL1 1.8925 S960Q 1.8941

3.3 10137-2

S960QL 1.8933 S500A 1.8980 S500AL 1.8990 S550A 1.8991 S550AL 1.8992 S620A 1.8993 S620AL 1.8994 S690A 1.8995

3.4 10137-3

S690AL 1.8996 4.2 10137-3 G12MoCrV5-2 1.7720

10028-2 13CrMo4-5 1.7335 G17CrMo5-5 1.7357 10213 G17CrMoV5-10 1.7706

5.1

10222-3 14CrMo4-5 ….. 10CrMo9-10 1.7390 10028-2 11CrMo9-10 1.7383

10213 G17CrMo9-10 1.7379

5.2

10222-3 12CrMo9-10 ….. 10213 GX15CrMo5 1.7365 5.3 10222-3 X16CrMo5-1 …..

5.4 10222-3 X10CrMoV9-1 ….. 10222-3 X20CrMoV11-1 ….. 6 10213 GX23CrMoV12-1 1.4931

11MnNi5-3 1.6212 13MnNi6-3 1.6217

10028-4

15NiMn6 1.6228

7.1

10222-4 13MnNi6-3 1.6217 10028-4 12Ni14 1.5637

G17NiCrMo13-6 1.6781 7.2

10213 G9Ni10 1.5636

10222-4 12Ni14 1.5637 10028-4 12Ni19 1.5680 10213 G9Ni14 1.5638

12Ni19 1.5680 X8Ni9 1.5662

7.3

10222-4

X7NI9 1.5663 X12Cr13 1.4006 X12CrS13 1.4005 X20Cr13 1.4021 X30Cr13 1.4028 X29CrS13 1.4029 X39Cr13 1.4031 X46Cr13 1.4034 X12Cr13 1.4116 X50CrMoV15 1.4109 X70CrMo15 1.4104 X14CrMoS17 1.4122 X39CrMo17-1 1.4125 X105CrMo17 1.4112 X90CrMoV18 1.4057 X17CrNiMo13-4 1.4313

10088-1

X4CrNiMo16-5-1 1.4418 GX8CrNi12 1.4107 GX3CrNi13-4 1.6982

8.1

10088

GX3CrNi13-4 1.4317 X2CrNi12 1.4003 X2CrTi12 1.4512 X6CrNiTi12 1.4516 X6Cr13 1.4000 X6CrAl13 1.4002 X2CrTi17 1.4520 X6Cr17 1.4016 X3CrTi17 1.4510 X3CrNb17 1.4511 X6CrMo17-1 1.4113 X6CrMoS17 1.4105 X2CrMoTi17-1 1.4513 X2CrMoTi18-2 1.4521 X2CrMoTiS18-2*) 1.4523*) X6CrNi17-1*) 1.4017*) X6CrMoNb17-1 1.4526 X2CrNbZr17*) 1.4590*) X2CrAlTi18-2 1.4605 X2CrTiNb18 1.4509

8.2 10088-1

X2CrMoTi29-4 1.4592 X10CrNi18-8 1.4310 X2CrNiN18-7 1.4318 X2CrNi18-9 1.4307 X2CrNi19-11 1.4306 X2CrNiN18-10 1.4311 X5CrNi18-10 1.4301

9.1 10088-1

X8CrNiS18-9 1.4305


Стр. 9 от 61

X6CrNiTi18-10 1.4541 X6CrNiNb18-10 1.4550 X4CrNi18-12 1.4303 X1CrNi25-21 1.4335 X2CrNiMo17-12-2 1.4404 X2CrNiMoN17-11-2 1.4406 X5CrNiMo17-12-2 1.4401 X6CrNiMoTi17-12-2

1.4571

X6CrNiMoNb17-12-2

1.4580

X2CrNiMo17-12-3 1.4432 X2CrNiMoN17-13-3 1.4429 X3CrNiMo17-13-3 1.4436 X2CrNiMo18-14-3 1.4435 X2CrNiMoN18-12-4 1.4434 X2CrNiMo18-15-4 1.4438 X2CrNiMoN17-13-5 1.4439 X1CrNiSi18-15-4 1.4361 X3CrNiCu19-9-2 1.4560 X6CrNiCuS18-9-2 1.4570 X3CrNiCu18-9-4 1.4567

X3CrNiCuMo17-11-3-2

1.4578

GX2CrNi19-11 1.4309 GX5CrNi19-10 1.4308 GX5CrNiNb19-11 1.4552 GX2CrNiMo19-11-2 1.4409 GX5CrNiMo19-11-2 1.4408

10213

GX5CrNiMoNb19-11-2

1.4581

X7CrNiNb18-10 ……

10222-6 X7CrNiTi18-10 …… X1CrNiMoN25-22-2 1.4466 X1NiCrMoCu31-27-4 1.4563 X1NiCrMoCu25-20-5 1.4539 X1CrNiMoCuN25-25-5

1.4537

X1CrNiMoCuN20-18-7*)

1.4547*)

10088-1

X1NiCrMoCuN25-20-7

1.4529

9.2

10213 GX2NiCrMo28-20-2 1.4458 X5CrNiCuNb16-4 1.4542 X7CrNiAl17-7 1.4568 X8CrNiMoAl5-7-2 1.4532

9.3 10088-1

X5CrNiMoCuNb14-5 1.4594 X12CrMnNiN17-7-5 1.4372 X2CrMnNiN17-7-5 1.4371

9.4 10088-1

X12CrMnNiN18-9-5 1.4373 X2CrNi23-4*) 1.4362*) X3CrNiMoN27-5-2 1.4460 X2CrNiMoN22-5-3 1.4462

10 10088-1

X2CrNiMoCuN25-6-3 1.4507

X2CrNiMoN25-7-4*) 1.4410*) X2CrNiMoCuWN25-7-4

1.4501

GX2CrNiMoN22-5-3 1.4470 GX2CrNiMoCuN25-6-3-3

1.4517

10213

GX2CrNiMoN26-7-4 1.4469


Стр. 10 от 61

3. ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА ГРЕДИ

1. Общи данни, изчислителна снема.

Най-често срещаните сечения на гредите са показани на фиг.1. В някои случаи напречното сечение се променя по дължина на гредата, което е по-целесъобразно от увеличаването на дебелината на поясите или стените (фиг.2). При изчисляване на гредите се срещат три типа задачи.

1. Зададени са размерите на гредата и са известни натоварванията. Следва да се провери якостта на гредата. В този случай се определят нормалните и тангенциални напрежения.

2. Зададена е гредата и допустимите напрежения. Следва да се определи допустимото натоварване.

3. Дадена е схемата на гредата и натоварванията. Необходимо е да се проектира гредата.

Фиг.1 Напречни сечения на заварени греди


Стр. 11 от 61

Фиг. 2 Греди с променливо напречно сечение

2. Изчисляване на гредата.

Гредата трябва да отговаря на изискванията за коравина (максимално провисване fmax) и напреженията да не превишават допустимите. В табл.2 е дадено допустимото провисване за някои типове греди в части от дължината.

Таблица 2

Тип на гредата l

fmax

Подкранови греди

Телфери 1/500

Електрически кранове с товароподемност до 50 тона 1/600

Електрически кранове с товароподемност над 50 тона 1/750

Еднорелсови пътища 1/400

Греди на производствени сгради

Главни без релсов път 1/400

Други 1/250

При наличие на теснолинеен релсов път 1/400

При наличие на релсов път 1/600

Греди междуетажни


Стр. 12 от 61

Главни 1/400

Други 1/250

Греди покривни

Главни 1/250

Други 1/200

За да се изпълнят необходимите изисквания за коравина гредата трябва да има определена минимална височина. Тази минимална височина се определя от вида на натоварването и допустимите напрежения. Определянето на минималната височина ще поясним с примера от фиг.3. Гредата е на две опори и натоварена с равномерно разпределен товар.

l

q

f

b

h B hh 1

sB

s X

z

P

x1x1

x x

Фиг.3 Изчислителна схема.

Провисването на гредата е:

EI384

ql5f

4

= (1)

Изчислителният момент за разглеждания случай е:


Стр. 13 от 61

8

qlM

2

= (2)

От равенства (1) и (2) получаваме:

EI48

Ml5f

2

= (3)

Огъващият момент може да се изрази чрез допустимите напрежения на опън [σ]o и съпротивителния момент на сечението на гредата W.

[ ] WM oσ= (4)

Когато изчисляваното сечение е симетрично по отношение на хоризонталната ос то W=2I/h , където h е височината на гредата. Като заместим (4) в (3) получаваме:

Eh24

l][5f

2oσ

= (5)

или

Eh24

l][5

l

f oσ= (6)

откъдето

f

l

E24

][5

l

h oσ= (7)

Височината на гредата определена по формула (7) е минимална при зададени [σ]o и f/l . Тя може да бъде увеличена ако това е продиктувано от компановъчни, конструктивни или икономически съображения. При други натоварвания и конструкции на греди численият коефициент в (7) има друга стойност. В общия случай минималната височина на гредата се определя от израза:

max

2o

min Ef

l][h

σψ= (8)

За някои видове натоварвания коефициентът ψ е даден в табл.3.


Стр. 14 от 61

Таблица 3

Снема на натоварването ψ Снема на натоварването ψ

l

q

0.208 l/2 l/2l/2 l/2

P P

0.098

l/2

P

l/2

0.167 l

q

l

0.083

l

P

0.083 l/2

P

l/2

0.083

l

q

0.500 l

q

0.063

Гредата трябва да удоволетворява якостните изисквания при възможно най-малка маса, т.е напречното сечение трябва да бъде минимално. Височината на гредата може да бъде определена по следната формула:

� За двойно Т-образно сечение

oB ][s

M)4.13.1(h

σ÷= (9)

� За кутиеобразво сечение

oB ][s

Mh

σ= (10)

При проектирането на гредите sB е неизвестно и следва да бъде зададено. За различни конструкции обикновено се използват стойности в тесен диапазон. Ориентировъчно могат да бъдат използвани следните имперични зависимости:


Стр. 15 от 61

5.12

h10s B

B = (11)

за тежко натоварени конструкции

BB h005.07s += (12)

Стойностите на h намерени от гледна точка на необходимата коравина и якост могат да се окажат доста различни. От двете получени стойности следва да се избира по-голямата. След това се подбират размерите на напречното сечение с отчитане на изчислителния огъващ момент М и височина h.

3. Оразмеряване на напречното сечение на гредата.

Определяне размерите на напречното сечение на двойно Т-образна греда (фиг.4).

l

q

f

b

h B hh 1

sBs X

z

P

x1x1

x x

Фиг.4

1 Необходим съпротивителен момент o* ][MW σ= (13)

2 Необходим инерционен момент 2hWI **= (14)


Стр. 16 от 61

3 Височина на вертикалния лист (стената) h95.0h B = (15)

4. Инерционен момент на стената 12hsI 3BBB = (16)

5 Необходим инерционен момент на хоризонталния лист (пояса)

2)II(I B**

X −= (17)

6 Разстояние между центровете на тежестта на поясите

h)98.097.0(h1 ÷= (18)

7 Необходимо сечение на пояса ( )21*XX 2/hIF = (19)

8

Избират се размерите на сечението като за дебелините се избират стандартни стойности за произвеждан листов материал, а линейните размери се закръглят до 5 [mm].

XB

B

X

B

s2hh

b

h

s

s

+=

9 Определя се инерционният момент на пояса

12bsI 3XX = (20)

10 Определя се инерционният момент на стената

12hsI 3BBB = (21)

11 Определя се площта на пояса XX bsF = (22)

12 Определя се разстоянието от центровете на тежестта на поясите XB1 shh += (23)

13 Определя се инерционният момент на сечението

++=

21

XXB 2

hFI2II

(24)

14 Определя се статичния момент на пояса по отношение на центъра на тежестта на гредата 2

hbsS 1X

1 = (25)

15 Определя се статичния момент на половината сечение на гредата 1

2BB S

2

hsS += (26)


Стр. 17 от 61

14 Определят се опъновите напрежения от огъване o][I2Mh σ≤=σ (27)

15 Определят се тангенциалните напрежения от напречната сила

][IsQS B τ≤=τ (28)

16 Когато максималният момент и максималната напречна сила са в едно сечение се определят еквивалентните напрежения. Те се изчисляват за горния край на стената

17 Определят се нормалните напрежения в горния край на стената

I2Mh B1 =σ (29)

18 Определят се тангенциалните напрежения в горния край на стената B11 IsQS=τ (30)

19 Определят се еквивалентните напрежения.

21

21EKB 3τ+σ=σ (31)

20 Когато по горния пояс на гредата се предвижва съсредоточен товар (напр. подкранови греди) се определя якостта на стената с отчитане на локалното натоварване под товара

21

Определя се инерционния момент на пояса и релсата относно оста х1 преминаваща през общият им център на тежестта (IP,FP-инерционен момент и площ на релсата)

2XXX

2PPP1

FI

FII

δ+++δ+=

(32)

22 Определя се условната дължина в която съсредоточеният товар се разпределя в стената

3B1 sI25.3z = (33)

23 Определят се нормалните напрежения (m=1.5 при тежък режим на работа; m=1 при лек режим на работа)

BM zsmP=σ (34)

Определяне размерите на напречното сечение на кутиеобразна греда.

1 Необходим съпротивителен момент o* ][MW σ= (13а)

2 Необходим инерционен момент 2hWI **= (14а)


Стр. 18 от 61

3 Височина на вертикалния лист (стената) h95.0h B = (15а)

4. Инерционен момент на стената 12hsI 3BBB = (16а)

5 Необходим инерционен момент на хоризонталния лист (пояса)

2)I2I(I B**

X −= (17а)

6 Разстояние между центровете на тежестта на поясите

h)98.097.0(h1 ÷= (18а)

7 Необходимо сечение на пояса ( )21*XX 2/hIF = (19а)

8

Избират се размерите на сечението като за дебелините се избират стандартни стойности за произвеждан листов материал, а линейните размери се закръглят до 5 [mm].

XB

B

X

B

s2hh

b

h

s

s

+=

9 Определя се инерционният момент на пояса

12bsI 3XX = (20а)

10 Определя се инерционният момент на стената

12hsI 3BBB = (21а)

11 Определя се площта на пояса XX bsF = (22а)

12 Определя се разстоянието от центровете на тежестта на поясите XB1 shh += (23а)

13 Определя се инерционният момент на сечението

++=

21

XXB 2

hFI2I2I

(24а)

14 Определя се статичния момент на пояса по отношение на центъра на тежестта на гредата 2

hbsS 1X

1 = (25а)

15 Определя се статичния момент на половината сечение на гредата 1

2BB S

2

hs2S += (26а)


Стр. 19 от 61

14 Определят се опъновите напрежения от огъване o][I2Mh σ≤=σ (27а)

15 Определят се тангенциалните напрежения от напречната сила

][Is2QS B τ≤=τ (28а)

16 Когато максималният момент и максималната напречна сила са в едно сечение се определят еквивалентните напрежения. Те се изчисляват за горния край на стената

17 Определят се нормалните напрежения в горния край на стената

I2Mh B1 =σ (29а)

18 Определят се тангенциалните напрежения в горния край на стената B11 Is2QS=τ (30а)

19 Определят се еквивалентните напрежения.

21

21EKB 3τ+σ=σ (31а)

20 Когато по горния пояс на гредата се предвижва съсредоточен товар (напр. подкранови греди) се определя якостта на стената с отчитане на локалното натоварване под товара

21

Определя се инерционния момент на пояса и релсата относно оста х1 преминаваща през общият им център на тежестта (IP,FP-инерционен момент и площ на релсата)

2XXX

2PPP1

FI

FII

δ+++δ+=

(32а)

22 Определя се условната дължина в която съсредоточеният товар се разпределя в стената

3B1 s2I25.3z = (33а)

23 Определят се нормалните напрежения (m=1.5 при тежък режим на работа; m=1 при лек режим на работа)

BM zs2mP=σ (34а)

4. Оразмеряване на заваръчните шевове.

Както при двойно Т-образната греда така и при кутиеобразната греда поясите се съединяват със стената (стените) с два ъглови шева (поясни шевове). При двойно Т-образната греда при наличие на скосяване на краищата на стената или малка дебелина шевовете могат да бъдат изпълнени с пълен провар при което се получава К-шев. Поясните шевове се изчисляват от гледна точка действуващите тангенциални


Стр. 20 от 61

напрежения да не превишат допустимите за шева тангенциални напрежения. Срязващото усилие за тези шевове на единица дължина се определя от зависимостта:

IQST 1= (35)

Тангенциалните напрежения в шева без пълен провар се определят като:

K2ТШ β=τ (36)

където β =0.7, а К е катета на шева.

В шевовете с пълен провар тангенциалните напрежения се определят от съотношението:

BШ sТ=τ (36а)

При наличие на съсредоточен подвижен товар възникват допълнителни тангенциални напрежения

Kz2nPP β=τ (37)

Където n e коефициент, зависещ от начина на обработка на краищата на стената (обикновено n=0.4). В този случай се определят еквивалентните тангенциални напрежения:

Ш2P

2ШEKB ][τ≤τ+τ=τ (38)

От последните формули може да се определи катета на шева:

Ш

22

][2

z

nPT

K τβ

+≥

(39)

5. Конструиране на опорите (фиг.5).

Опорите на гредите трябва да осигуряват шарнирен контакт с гредата и затова обикновено се изпълняват във формата на изпъкнали плочи. При много големи натоварвания те могат да бъдат заварени. Ширината и дължината на опората се приемат равни на

b)5.10.1(a

b)2.11.1(bO

÷=

÷= (40)


Стр. 21 от 61

Плочите се изпълняват от стомана като ]mm[1510s0 ÷= , а радиуса на цилиндричната повърхнина е ]m[21R ÷= . Дебелината на плочата s се намира от условието за якост при огъване. По оста на плочата действува напречна сила

2/A2/qaQ == (41)

Тази сила създава огъващ момент

8Aa8qaM 2== (42)

Съпротивителният момент с отчитане отслабването на сечението от отворите за болтове е

( )6

sd2bW

20 −= (43)

За необходимата дебелина на плочата се получава

( )d2b][

M6

d2b

W6s

0O0 −σ=

−= (43)

Гредата се закрепва с болтове към едната опора, а към другата следва да бъде притисната за да могат да се поемат надлъжните температурни разширения на гредата.

b

d

b0

s

R

qs 0

A

a

Фиг.5


Стр. 22 от 61

6. Обща устойчивост на гредата.

Високите греди, при които Ix>>Iy, под действието на вертикален товар могат да загубят общата си устойчивост. За да се избегне това е необходимо :

1. Да се ограничи свободното дължина на огъвания елемент. Например две успоредни огъващи се греди 1 и 2 (фиг.6) следва да се свържат помежду си. Разстоянието между свързващите напречни греди е l0, особено свитите пояси.

2. Да се проверят напреженията с отчитане на изискването за осигуряване на обща устойчивост:

ϕσ≤=σ O][W

M (44)

Коефициентът на намаляване на допустимите напрежения ϕ се определя по следния начин:

� Определяме стойността на параметъра α

+

=α3X

3B

2X0

bs2

hs1

bh

sl8 (45)

� Определя се величината ψ по следната таблица :

Таблица 4

α 0.1 1 8 16 24 32 48 64 80

ψ 1.73 1.85 2.63 3.37 4.03 4.59 5.69 6.50 7.31

� Изчислява се величината ϕ* :

3

2

0X

Y* 10l

h

I

I

ψ=ϕ (46)

� Определя се коефициента ϕ от следната таблица

Таблица 5

ϕ* 0.85÷1.0 1.0÷1.25 1.25÷1.5 ≥ 1.5

ϕ 0.85 0.9 0.96 1.0


Стр. 23 от 61

1

2

l0

Фиг.6.

6. Локална устойчивост.

Локалната устойчивост на свитите пояси се осигурява при условието

R

210s30b X≤ (47)

където R е граничното съпротивление, МРа.

Устойчивостта на стената при греди от нисковъглеродни стомани без подвижен товар се осигурява когато (σs в МРа):

SB

B 210110

s

h

σ≤ (48)

При наличие на подвижен товар трябва да се изпълнява условието:

SB

B 21080

s

h

σ≤ (49)

Когато не се изпълняват условията (48) или (49) се прибягва до използването на вертикални ребра, разположени на разстояние а едно от друго. Тогава локалната устойчивост се проверява по условието:


Стр. 24 от 61

12

0

2

0M

M

0

1 ≤

ττ+

σσ+σ

σ (50)

В тази формула σ1 са нормалните напрежения, τ са средните напрежения от срязване:

BhsQ

=τ (51)

σ0, τ0, σМ0 са условни фактори, определени по следните зависимости:

]MPa[10.a

sK

a

h,

h

amaxv

)h,amin(d

]MPa[d

s100

v

95125

]MPa[10.h

s75

62

B10M

B

B

B

2B

20

3

B

B0

=σ

=

=

+=τ

=σ

(52)

Коефициентът К1 се определя от таблицата:

Таблица 6

h/a 0.5 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

1K 2.21 3.65 4.85 6.08 7.68 9.49 11.46 13.86

За подкранови греди изразът (50) не трябва да надхвърля 0.9.

4. ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА ФЕРМИ

1. Типове ферми.

Многобройните експерименти показват, че усилията в прътите на реалните ферми са близки до изчислените при допускането на шарнирна връзка във възлите. Това значително облекчава проектирането и конструктивните пресмятания. Проектирането


Стр. 25 от 61

на фермата започва с избор на рационална схема. Често това се постига с опитното проектиране на няколко варианта и определяне масата на фермата и разходите по нейното изработване.

За покривните ферми с голяма база са препоръчителни схемите, имащи стойки. Дължината на панелите на тези ферми (фиг.7) d е в диапазона от 1.5 до 3 [m] .

Отношението на височината към базата h/l=1/10÷1/14. Пример за кранова ферма е даден на фиг.8. Дължината на панела на горния пояс, по който се движи количката с товара се приема d=1.5÷2.5[m] , а отношението на височината към базата h/l=1/12÷1/18. Това отношение се определя от изискването за неподатливост и компактност на конструкцията. С неговото нарастване намалява провисването под товар, но също така нараства необходимата височина на цеха. По тази причина се предпочитат подкранови греди пред ферми. Панелите на мостовите ферми са значително по-големи от разгледаните до тук. Те трябва да имат значително по-голяма коравина и затова h/l=1/5÷1/8. Посочените схеми са равнинни. В действителност конструкцията винаги представлява две или повече успоредни ферми, свързани помежду си с елементи, които се наричат връзки.

2. Определяне на натоварването на прътите.

В повечето случаи силите са приложени във възлите на фермите. Определянето на усилията в прътите се намира чрез построяване на план Кремона. Препоръчва се определянето на усилията от собственото тегло, полезното натоварване и сумарната изчислителна сила. Когато силата е приложена по дължината на панела (фиг.9) следва да бъде разпределена по възлите. В натоварените панели освен надлъжните сили действат и напречни сили Q и огъващи моменти M, които се определят като натоварения пояс на фермата се разглежда като греда. Отчитайки, че поясът представлява не разрязана греда огъващият момент се определя по формулата:

6

PdM = (53)

Напречната сила е:

2

PQ = (54)


Стр. 26 от 61

l

d

h

Фиг.7

Фиг.8

P

d

Фиг.9.


Стр. 27 от 61

След определяне на надлъжните сили N и моментите М се определят напреженията

omax ][F

Ny

I

M σ≤+±=σ (55)

където I е инерционния момент на сечението на пояса относно хоризонталната ос; F – площ на сечението на пояса; ymax – разстояние от центъра на тежестта на сечението до крайните влакна, в които напреженията от огъване имат същият знак както и напреженията от силата N.

Поясът, работещ на натиск се проверява и на надлъжно огъване.

3. Напречни сечения на прътите.

Прътите трябва да имат достатъчна якост и коравина. Максималните стойности на

гъвкавостта λ за стоманени ферми са дадени в табл.7. При проектирането на фермите гъвкавостта се ограничава не само в натоварените на натиск пръти, но също така и в натоварените на опън за да се избягнат провисването при много голяма гъвкавост и вибрациите при динамични натоварвания. Трябва да се избират малък брой различни профили. Също така при проектирането на фермите трябва да се намаляват заваръчните работи.

Таблица 7

Максимално допустима гъвкавост λ за елементи на ферми

Пръти, работещи на опън натоварени Елемент на конструкцията

Пръти, работещи на натиск статично динамично

Пояси, опорни разпори 120 400 150÷250

Други елементи на ферми 150 400 350

Основни колони 120 - -

Второстепенни колони, връзки между тях 150 300 300

Други свързващи елементи 200 400 400

Сечения на свитите пояси.

Типовете сечения, използвани в поясите, натоварени на натиск и тяхното препоръчително използване са дадени в табл.8. Необходимата площ на сечението се определя от зависимостта:


Стр. 28 от 61

o][N

Fσϕ

= (56)

Препоръчва се изчисляването да започва със ϕ=0.5÷0.7

Таблица 8

Вид на сечението Препоръки за използване

Слабо натоварени ферми и “нулеви” пръти

Ферми с неголеми натоварвания, например мачти.

Тънкостенни конструкции или повишени изисквания срещу усукване

Кранови ферми, където освен натисковите усилия има големи огъващи моменти.


Стр. 29 от 61

Диафрагми

Средни и големи натоварвания

Мостови конструкции

При основни изисквания за икономичност и якост

За прътите, дадени в табл.8 съединителните шевове се изпълняват непрекъснати, обикновено чрез МИГ/МАГ или подфлюсово заваряване. Катетът на шева може да

бъде определен като k=(0.4÷0.6)s. Често катетът е 4÷5 [mm]. За повишаване на коравината на елементите се използват съединителни планки, ребра и диафрагми, разположени перпендикулярно на оста на елемента. Във фермите с голяма база и големи натоварвания, например мостове, напречните сечения на пояса могат да се променят от панел към панел. Тази промяна на сечението води до ексцентрицитет в центъра на тежестта на елементите от съседни панели. Допустимата стойност на ексцентрицитета : е ≤ 0.02 h .

Напречните сечения на поясите, работещи на опън се определят от зависимостта:

o][N

Fσ

= (57)

На фиг.10 са дадени най-често използваните сечения. Вида на сечението за горния и долен пояс обикновено е еднакъв.


Стр. 30 от 61

Фиг.10.

Типовите сечения за напречните елементи са показани на фиг.11. Определянето на размера на сечението се извършва по формули (4) и (5)

Фиг.11.


Стр. 31 от 61

4. Конструктивно оформяне на възлите.

Основните изисквания за рационално конструиране на фермите са следните:

� геометричните оси на съединяваните пръти трябва да преминават през една точка – центъра на възела;

� трябва да се осигури възможност за изпълняване на заваръчните шевове в удобно пространствено положение;

� да се избягва струпването на шевове.

Необходимата дължина на шевовете се определя по формулата:

Ш][kN

L τβ= (58)

Когато сечението на пръта е несиметрично (например L-профил) усилието се разпределя неравномерно по заваръчните шевове (фиг.12). Шевът, разположен по-близо до центъра на тежестта поема по-голяма част от натоварването. В примера посочен на фиг.13 усилията във шевовете се определят от зависимостта:

21

21

2211

21

aa

aNN

aNaN

NNN

+=

=

=+

(59)

По такъв начин при L-профил приблизително 2/3 от усилието се поема от шев 1. Срязващите напрежения в този шев и необходимата му дължина са:

Ш][k3

N2l

kl

N

3

2

τβ=β=τ

(60)


Стр. 32 от 61

N

N

N1

N2

a1a2

l

Фиг.12.

Възлите на фермите могат конструктивно да се оформят със и без планки във възела. Възлите без планки са най-технологични и следва да се предпочитат винаги когато

могат да бъдат изпълнени, условията посочени по-горе. На фиг. 14 ÷ фиг.16 са посочени примери за конструктивно оформяне на възлите на фермите.

Фиг.13.


Стр. 33 от 61

Фиг.14.

Фиг.15.

Натоварването на шевовете, свързващи планките към пояса се определя по следния начин (фиг.16):


Стр. 34 от 61

kl2

T

)cos(N)cos(NT 2211

β=τα+α=

(61)

N1 N2

α2α1

l

Фиг.16

Пример за конструктивно оформяне на възлите в опорите е даден на фиг.17. Тук следва допълнително да се спазват следните условия: � директрисата на реакцията на опората трябва да преминава през центъра на възела;

� свитият пояс трябва да преминава над опората без да бъде прекъсван;

� възелът трябва да има необходимата коравина.


Стр. 35 от 61

A

Фиг.17.

5. СЪДОВЕ ПОД НАЛЯГАНЕ

1.Класификация.

Съдовете, работещи под вътрешно налягане, са една голяма група заварени конструкции. Основните от тях са: вертикални цилиндрични резервоари, цистерни, газголдери, сферични резервуари, спирачни резервуари, барабани на котли, тръби и тръбопроводи и др. В качеството на пример разглеждаме въздушен спирачен резервоар на железопътен вагон (фиг.18). Те се произвеждат от нисковъглеродни или нисколегирани стомани. Основните детайли са мантела и дъната. Мантелът се изработва от листова ламарина, като чрез валцоване се придава цилиндрична форма. Заварява се с един надлъжен шев. Дъната са преогънати и се заваряват с по един

кръгов шев към мантела. Заваряваните дебелини обикновено не превишават 4÷5 [mm]. Заваряването на мантела обикновено се изпълнява върху водоохлаждаема медна подложка. Заваряването на кръговите шевове се изпълнява върху оставаща подложка или като върху дъното се изпълнява специално скосяване на краищата (фиг.18б). При якостните пресмятания обикновено се отчита намаляването на дебелината на стената

в резултат на корозията на метала – ориентировъчно 0.7÷1.0 [mm] за 10 години експлоатация. Коефициентът на сигурност


Стр. 36 от 61

O

B

][n

σ

σ= (62)

обикновено е не по-малко от 3.5.

Опъновите напрежения в надлъжния шев се определят от зависимостта:

s2

Dp=σ (63)

където р е налягането във резервоара;

D – вътрешният диаметър;

s – дебелината на стената.

Опъновите напрежения в кръговия шев се определят както следва:

s4

Dp=σ (64)

Както едните така и другите не трябва да превишават определените допустими напрежения. Върху технологията на изработване съществено влияние оказва чувствителността на материала към надрезно действие.

1.5

15....20

2.0.

..2.5

2.5

2.5

вътрешно налягане p [MPa]

D

Фиг.18


Стр. 37 от 61

6. РЕЖИМИ НА ЗАВАРЯВАНЕ

Примерни режими за заваряване са дадени в табл.9÷табл.17.

1. Примерни режими за подфлюсово заваряване.

Таблица 9

Челно съединение без скосяване на краищата с подвар на корена.

Подвар (П)

1

s

Ориентировъчен режим Разходни норми за 1 м. шев

s, mm

Брой на

слоевете

deл, mm

I, A U, V Vзав,

м/час Ел.

тел, kg Флюс,

kg

Ел-ди за

подвар, kg

Време, мин

4 400 34-36 44 0.120 0.160 12

5 3

460 42 0.150 0.200 0.090

13.3

6 540 40 0.180 0.240 16

7 580

35-37

38 0.230 0.300 0.130

17

8 620 35-38 36 0.280 0.370 17.5

9

1+П

4

660 36-39 35 0.360 0.470 0.170

18.5


Стр. 38 от 61

Таблица 10

Челно двустранно съединение без скосяване на краищата.

1'

1

s


s, mm

Брой на

слоевете

deл, mm

I, A U, V Vзав,

м/час Ел.


kg

Ел-ди за

подвар, kg

Време, мин

5 3 460 42 0.210 0.280 14.5

6 540 40 0.260 0.350 16.5

7 580

35-37

38 0.320 0.430 18

8 620 35-38 36 0.430 0.560 19.5

9 660 35 0.470 0.620 22

10 700 34 0.540 0.710 23.5

12 750

36-39

32 0.650 0.860 25

14

2 4

800 38-40 30 0.760 1.040

28


Стр. 39 от 61

Таблица 11 Челно съединение с V-образно скосяване на краищата.

Подвар (П)

1,2,3

s


s, mm

Брой на

слоевете

deл, mm

I, A U, V Vзав,

м/час Ел.


kg

Ел-ди за

подвар, kg

Време, мин

4 380 34-36 42 0.140 0.190 14

5 3

400 40 0.180 0.240 0,090

18

6 520 36 0.230 0,300 18,5

7 550

35-37

35 0.320 0,420 0,130

19

8

1+П

590 35-38 34 0.420 0,550 20,5

9 625 32 0.550 0,720 0,170

24

10 670 31 0.630 0,820 26

12 700 30 0.890 1,160 0,220

30

14

2+П

740

36-39

1.080 1,400 33,5

16 760 37-40 1.400 1,820 0,260

42

18 760

28

1.850 2,400 51

20 800 37-41

27 2.200 2,850 0,310

62

22

3+П

2.650 3,450 70

24 38-42

3.400 4,400 0,430

78

26 4+П

4

810

38-43

25

3.850 5,00 0,520 90


Стр. 40 от 61

Таблица 12 Челно съединение с X-образно скосяване на краищата.

1,2,3

s

Подвар (П)1',2',3'


s, mm

Брой на

слоевете

deл, mm

I, A U, V Vзав,

м/час Ел.


kg

Ел-ди за

подвар, kg

Време, мин

12 0,540 0,710 0,220 22,5

14 650 35-38 35-38

0,650 0,850 26

16

П+1+1

34-37 0,900 1,110 0,260

29

18 660 36-39

35-36 1,200 1,560 38,5

20 1,400 1,820 0,310

39,5

22 700 31-35

1,680 2,200 47,5

24

П+2+2

2,000 2,600 0,430

53

26

36-40

30-34 2,250 2,950 60,5

28

720

2,500 3,250 0,520

69

30 2,750 3,600 0,600 73

32

37-41 28-32

3,050 4,000 0,640 76

34

П+3+3

3,260 4,250 82

36 26-30

3,700 4,850 0,780

88

38 4,120 5,380 98

40

П+4+4

4

750

38-42

24-28 4,500 5,900

1,020 102


Стр. 41 от 61

Таблица 13

Челно съединение с Y-образно скосяване на краищата върху медна подложка.

s

Ориентировъчен режим

s, mm Скося-ване

Брой на

слоевете

deл, mm I, A U, V Vзав, м/час

4 3-4 450-550 25 - 27 60 – 90

5 4 550-650 25 - 28 54 – 72

6

-

700-800 26 – 30 48 – 60

8 750-850 37 – 32 36 – 48

10

5

900-1050 32 – 36 33 – 39

12 5-6 1000-1150 34 – 37 27 – 33

16 1100 -1250 35 – 38 24 – 30

19

Y

1

6 1200 - 1300 36 - 39 18 - 21


Стр. 42 от 61

Таблица 14

Ъглови шевове в долно положение (наклонен електрод).

k

Ориентировъчен режим k, mm Слой

deл, mm I, A U, V Vзав, м/час

5 3 450 27 54

6.5 550 42

8 650 30

9.5

1

700

28

24

1 550 9.5

2

4

520 30

1 4-5 650 33

33

12.5 2 5 750 35 30


Стр. 43 от 61

Таблица 15 Ъглови шевове в положение “ладийка” без скосяване на краищата.

k


к, mm

Брой на

слоевете

deл, mm

I, A U, V Vзав,

м/час Ел.


kg

Ел-ди за

подвар, kg

Време, мин

4 420 32-33 45 0,120 0,160 7

5 3

450 32-34 42 0,150 0,200 8,5

6 3-4 450 32-35 39 0,200 0,260 9

7 560 37 0,260 0,340 9,5

8 590 32-36

35 0,350 0,460 10

10

1

660 33-36 31 0,530 0,700 14,5

12 1-2 680 29 0,850 1,100 21

14 1,100 1,430 24

16 700

32-37 28

1,400 1,850 30

18

2

730 33-37 27 1,700 2,200 38

20 3

4

740 33-38 26 2,000 2,600

43


Стр. 44 от 61

2. Примерни режими за МИГ/МАГ заваряване.

Таблица 16

Двустранно заварени челни съединения.

1'

1

s

Ориентировъчен режим Разходни норми за 1 м. шев k,

mm

Брой на слоевете

deл, mm

I, A U, V СО2, l/min

Ел. тел, kg

СО2, [l] Време, мин

4 180-210 26-29 0,190 150 15

5 220-270 26-30 9-14

0,250 170 16,5

6 260-300 10-15 0,300 230 19

7 300-340 28-32

0,365 300 20,5

8 320-370 32-34 10-16

0,500 330 22

9 350-380 12-16 0,540 390 26

10 32-35

0,620 450 28

12

2 1.2

360-380 32-36

14-18 0,720 480 30,5


Стр. 45 от 61

Таблица 17

Ъглови шевове в долно положение.

k

Ориентировъчен режим Разходни норми за 1 м. шев k,

mm Слой deл,

mm I, A U, V

СО2, l/min

Ел. тел, kg

СО2, [l] Време, мин

3 120-160 0.090 65 6.5

4 140-190 25-30 7-10

0.120 70 7

5 170-230 0.150 96 8.5

6 200-270 26-32 8-12

0.200 100 9

7 230-310 27-34 9-14 0.280 140 10.5

8

1

250-350 0.380 180 12

10 0.600 270 18

12 2

1.2

280-360 28-35 10-16

0.900 390 26

7. МАРШРУТНО – ТЕХНОЛОГИЧНА КАРТА

Маршрутно-технологичната карта отразява последователността на изпълнение на заварената конструкция. Тя се състои от отделни блокове в които е посочена информация за съответния детайл или възел (фиг.19). Заварената конструкция се окрупнява в процеса на нейното изработване, което се отразява в маршрутно-технологичната карта. За да съставянето на маршрутно-технологичната карта се разработва последователност на заваряването на конструкцията. Ще поясним съставянето на маршрутно-технологичната карта на примера на кутиеобразна греда с


Стр. 46 от 61

диафрагми (фиг.20). Диафрагмите се заваряват към стените и горния пояс – натоварен на натиск. Последователността на заваряване на гредата е следната:

Наиминование

НомерБроя

Фиг.19

1. Към горния пояс се заваряват диафрагмите и се получава възел “гребен” (фиг.21).

2. Към възел “гребен” се заваряват стените и се получава възел “греда отворена” (фиг.22)

3. Към възел “греда отворена” се заварява долния пояс и се получава гредата.

Маршрутно-технологичната карта се съставя по следния начин (фиг.23).

1. Избира се базов детайл, в случая “пояс горен”.

2. Към “пояс горен” се заваряват 5 диафрагми – 2 броя “Диафрагма 1” и 3 броя “Диафрагма 2”.

3. Получава се възел “гребен”.

4. Към възел “гребен” се заваряват стените на гредата – 2 броя детайли “стена”.

5. Получава се възел “греда отворена”.

6. Към възел “греда отворена” се заварява детайл “пояс долен” и се получава конструкцията “греда”.

Когато конструкцията е по-сложна и на определен етап от нейното окрупняване участвуват не само детайли, а и възли маршрутно-технологичната карта изглежда както е показано на фиг.24.


Стр. 47 от 61

Фиг.20


Стр. 48 от 61

Фиг.21


Стр. 49 от 61

Фиг.22


Стр. 50 от 61

Пояс горенГ06.00.00.01 1

Диаф

рагм

а 1Г0

6.00

.00.

022

Стен

аГ0

6.00

.00.

042

Диаф

рагм

а 2Г0

6.00

.00.

033

Гребен 1Греда отворена

1

Пояс

доле

нГ0

6.00

.00.

051

ГредаГ06.00.00.00 1

Фиг.23


Стр. 51 от 61

Детайл 1ХХ.00.00.01 1

Дета

йл 2

ХХ.0

0.00

.02

2

Дета

йл 4

ХХ.0

0.00

.04

2

Дета

йл 3

ХХ.0

0.00

.03

3

Възел 4 2 Възел 5 1 ИзделиеХХ.00.00.00 1

Възе

л 1ХХ

.01.

00.0

02

Възе

л 2ХХ

.00.

02.0

01

Възе

л 10

ХХ.0

2.04

.02

2Де

тайл

12

ХХ.0

0.0.

1214

Детайл 5ХХ.01.00.05

1

Дета

йл 6

ХХ.0

1.00

.01

1

Детайл 11ХХ.00.00.04

2

Дета

йл 9

ХХ.0

2.04

.01

3

Възел 3ХХ.02.04.00

2Детайл 7ХХ.02.00.02

1Де

тайл

8ХХ

.02.

00.0

11

Фиг.24


Стр. 52 от 61

8. СХЕМА ЗА БАЗИРАНЕ И ПРИТИСКАНЕ

Схемата за базиране и притискане се отнася към заваряването на един определен възел. Тя показва разположението на базиращите елементи и посоката на притискащите усилия. Схемата за базиране и притискане се използва за да се разработи правилно заваръчното приспособление. Основен фактор за избирането на разположението на базиращите елементи е достигането на необходимата по документация размерна точност на заварения възел. Обикновено притискащите усилия са насочени перпендикулярно на опорната повърхнина на базиращите елементи. Ще дадем два примера за схема за базиране и притискане. Първият се отнася до заваряването на двойно Т-образни греди (фиг.25), а вторият до заваряването на ферми (фиг.26).

1

2

Фиг.25

Базиращите елементи 1 определят положението на заготовките преди притискате, а притискащите елементи 2 ги фиксират за да заемат необходимото положение при заваряване. На фиг.27 са дадени някои конструктивни решения за базиращи елементи.

Притискането на заготовките се реализира с притискачи. Те могат да бъдат ръчни, пневматични, хидравлични и електромагнитни по начина на задвижване. По принципа на действие се различават лостови, клинови, ексцентрикови, винтови и др. притискачи. На фиг. 28 е даден пример за ръчен лостов притискач. На фиг.29 са показани винтови притискачи. На фиг.30 са показани примери за притискачи с пневмоцилиндри, на фиг.31 примери за използване на ръчни притискачи. На фиг.32 е показан пример за притискане на тънкостенни цилиндрични заготовки.


Стр. 53 от 61

1

2

Фиг.26.


Стр. 54 от 61

Фиг.27

Фиг. 28


Стр. 55 от 61

Фиг.29.


Стр. 56 от 61

Фиг.30


Стр. 57 от 61

Фиг.31


Стр. 58 от 61

Фиг.32

9. ЗАВАРЪЧНА ПРОЦЕДУРА

Заваръчната процедура описва подробностите за това как трябва да се извърши определена заваръчна операция и включва цялата необходима информация за реализиране на заваряването. Тя се отнася до строго определено заварено съединение и условия на неговото реализиране. В някои случаи се налага съкращаване или разширяване на списъка от дейности, необходими за реализирането на завареното съединение. След като бъде разработена заваръчната процедура


Стр. 59 от 61

следва да бъде проверена. За тази цел се разработва процедура за проверка на процедурата при което се използват стандартни образци. Заварчикът или операторът е необходимо да бъдат сертифицирани за съответния тип съединение и метод на заваряване. Пример за формата и съдържанието на заваръчната процедура е даден по-долу. Заваръчните процеси са дефинирани в ISO 857, а цифровите им означения за символично представяне са посочени в ISO 4063.

Кодовете за някои от процесите са следните:

111 - електродъгово заваряване с обмазани електроди;

114 - електродъгово заваряване с тръбен електроден тел без защитен газ; 12 – подфлюсово заваряване;

121 - подфлюсово заваряване с тръбен електроден тел;

131 - заваряване с топим електроден тел в инертен защитен газ (МИГ-заваряване);

135 - заваряване с топим електроден тел в активен защитен газ (МАГ-заваряване);

136 - електродъгово заваряване с тръбен електроден тел в активен защитен газ; 137 - електродъгово заваряване с тръбен електроден тел в инертен защитен газ; 141 - заваряване с нетопим волфрамов електрод в инертен защитен газ (ВИГ-

заваряване);

15 - плазмено заваряване;

311 – ацетилено-кислородно заваряване


Стр. 60 от 61

Място : Козлодуй Производител : АЕЦ WPS Nr. : 5 25 5 12 PA - 1 WPAR Nr. : 001 Забележки относно последователността на заваряване: заваряване на кореновия слой заваряване на запълващия слой заваряване на декоративния слой

Изпитваща служба : няма Подготовка : механична Основен метал 1 1.7335 13 CrMo 4 4 Основен метал 2 1.7335 13 CrMo 4 4 t1 (mm) 25.0 t2 (mm) 25.0 Дължина на шева (mm) 1000

Подготовка на междината : Y -шев Напречно сечение на шева (mm2) = 213

(Grad) = 55 (Grad) = a (mm) = h (mm) = r (mm) = b ( mm) = 1 c (mm ) = 6

Осигуряване на заваръчната вана : не Качество на шева според EN 5817 : оценъчно ниво В Натоварване: статично Тип на производството: дребносерийно Достъпност на шева: задната страна е ограничена Област на приложение: резервоари

Подробности за заваряването Заваръчен слой

Про-цес

Позиция

Диа-ме-тър

Зава-ръчен ток

Напре-жение

Вид на тока и по-лярност

Скорост на зава-ряване

Скорост на тело-подаване

Добавъчен метал

DIN-означение Защитен газ ко-личество

(mm) (A) (V) =, (-) (cm/min) (m/min) Търговско име (l/min) коренов ПФ РА 4.0 400 28 =, (-) 70.0 0.7 UP S2 CrMo 1 слой 12 ± 25 ± 2 =, (-) ± 5 ± 0.1

запълващ ПФ РА 4.0 600 30 =, (-) 50.0 1.4 UP S2 CrMo 1 слой 12 ± 25 ± 2 =, (-) ± 5 ± 0.1

декоративен ПФ РА 4.0 600 30 =, (-) 50.0 1.4 UP S2 CrMo 1 слой 12 ± 25 ± 2 =, (-) ± 5 ± 0.1

Температура на подгряване (°С) : 150 - 170

Температура на междинните слоeве (°С) : 80 - 250 Допълнителна термична обработка: отгряване Загряване (°С/h ): 30 -50 Температура (°С): 600 - 700 Време на задържане (min ): 50 Охлаждане (°С/ h): 40 - 60 Сушене: да се съблюдават данните на производителя Проведен изпит на заварчик: Запълващ-/ декоративен слой : EN 287-1 12 P BW W02 wm t25 PA ss nb Указания: допълнителната термообработка се извършва на цялото изделие Производител Изпитващо лице или служба Име, дата и подпис…………………. Име, дата и подпис.................................

b

s

α

c


Стр. 61 от 61

ЛИТЕРАТУРА

1. Проф. д.т.н. Ал. Желев, Заварени конструкции, т.1.



4. Доц. д-р Г.Саев, Осигуряване на качеството.

5. Сварка в машиностроение, справочник, т. 2, под ред. на А. Винокуров.

6. Сварка в машиностроение, справочник, т. 3, под ред. на А. Винокуров.

Documents

Zavariavane kursovo proektirane - MTT 2014 @ TU-Varna – Блог на ... · 2018-01-08 · Множители за определяне на числата , ... 1.1 Стомани