РРГ по машино и аппратостроению. РРГ Селезнева Лера 14 вариант Аппарато-и машиностроение. Пример разработки технологического процесса изготовления емкости
 Скачать 117.12 Kb.
|
|
Пример разработки технологического процесса изготовления емкости Разработать технологический процесс изготовления емкости (рис. Пр1) и подобрать оборудование.  Исходные данные: Масса загружаемой в аппарат жидкости mж=6000 кг. Плотность загружаемой в аппарат жидкости ρc=980 кг/м3. Степень использования геометрической емкости аппарата 100%. Давление в аппарате 0,5 МПа. Рабочая температура среды tC=0,5 °С. Прибавка на компенсацию коррозии с=1,2 мм; Материал корпуса аппарата – Сталь 12ХM. Штуцера: условный диаметр Dу1=200 мм, Dу2=350 мм. Изготовлению подлежит цилиндрическая емкость с плоской крышкой и полусферическим днищем. Аппарат изготавливается по принципам единичного производства из листовой стали. Патрубки Dу1, Dу2, изготавливаются из обрезков труб. Рис Пр1. Схема аппарата Расчет оптимальных размеров емкостиПо заданному внутреннему объему аппарата рассчитываем основные геометрические размеры корпуса   Примем  ;  ;  Расчет толщины стенок элементов корпуса аппарата- гладкой цилиндрической обечайки   Допускаемое напряжение для стали 12ХМ [σ]=145 МПа (прил. табл. П3). Расчетное давление  , где  - гидростатическое давление среды.Т.к.  то  Здесь НА – полная высота аппарата,  - полусферического днища   Принимаем по ГОСТ 19903-90 (табл. П12) для цилиндрической обечайки и сферического днища sc=s= 4,5 мм; - плоская крышка   Коэффициент ослабления К0 определяют по формуле  Расчетный диаметр равен диаметру болтовой окружности Dр = Dб и коэффициент К  где kпр – коэффициент, зависящий от материала и конструкции прокладки. Для паронита толщиной более 1 мм kпр=2,5 [8]. По диаметру аппарата подбираем фланец (табл. П8) Фланец 1–1700–1,6–100 ГОСТ 28759.2–90. Следовательно, Dp=Dб=1880 мм. Средний диаметр прокладки  где b – ширина прокладки, принимаем b=15 мм; DЗ=1782 мм (табл. П8). Толщину плоского днища принимаем равной sП=50 мм (табл. П12, П13); цилиндрических патрубков Dу1=200 мм,   Dу2=350 мм,   Подбор стандартных элементов (фланцы, днища, крышки, штуцера) Фланец 1–1700–1,6–100 ГОСТ 28759.2–90 (табл. П8); Штуцер 200–0,6–1–4–210 АТК 24.218.06-90 (табл. П9); Штуцер 350–0,6–1–4–240 АТК 24.218.06-90 (табл. П9). Разбивка конструкции на сборочные единицы Выполняем разбивку емкости на сборочные единицы и детали, учитывая размеры поставляемого листового проката, возможность уменьшения сборочных и сварочных работ с целью уменьшения общей длительности изготовления. Разбивка на узлы: Узел 1. Заготовка листов для цилиндрической части аппарата, плоской крышки и днища. Узел 2. Сборка и сварка листов, вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части. Узел 3. Изготовление полусферического днища. Узел 4. Изготовление плоской крышки. Узел 5. Общая сборка и сварка емкости. Сборка и сварка цилиндрической частиДлина корпуса L=πD = π*1620 =5090 мм. Ширина развертки корпуса H= 2500 мм. Развертка корпуса L*H=5338*2500 Площадь развёртки корпуса аппарата равна 12 725 000 мм2. Исходную длину заготовки под обрезку определяем по формуле: l= lзаг + 2δ =5102+2*14 = 5130 мм, где δ – припуск под механическую обработку (табл. 5.3). Расчет длины заготовки (без припуска под механическую обработку) для гибки в обечайку «нахолодно» производим по формуле:  где  Метод обечаек. По ГОСТ 19904-90 подбираем листовой прокат (табл. П12, П13). Для изготовления цилиндрических обечаек будем использовать трехвалковую симметричную листогибочную машину модели 3 (табл. П18) при наибольшей ширине листа 3000 мм. В связи с этим выбираем два листа с размерами L = 5200 мм и В = 1250 мм толщиной 4,5 мм. Площадь отхода Sотх, м , определяем по формуле: Sотх = S – SO, где S – фактическая площадь, м2; SO – необходимая площадь, м2. Фактическая площадь S, м2, равна:  Процент отхода  , %, определяем по формуле:  Метод карт. Выбираем четыре листа с размерами L = 2500 мм и В = 1350 мм толщиной 4,5 мм. Площадь отхода Sотх, м2, определяем по формуле: Sотх = S – SO, где S – фактическая площадь, м2; SO – необходимая площадь, м2. Фактическую площадь S, м2, определяем по формуле:  Процент отхода , %, определяем по формуле: Наиболее рациональным является метод обечаек, т.к. протяженность сварных швов отход проката меньше, чем при методе карт. Перед раскроем проводим правку, которая представляет собой разновидность обработки металлов давлением и осуществляется путем многократного знакопеременного пластического изгиба обрабатываемого металла при напряжениях выше предела текучести. Листоправильная машина подбирается по ее рабочему диапазону в зависимости от марки стали (табл. П14). Техническая характеристика листоправильной машины модели 160
Свариваем листы и полученную карту подаем на листогибочную машину (табл. П20). Т.к. R≥(20-25)s применяем гибку в холодном состоянии. Техническая характеристика трехвалковой симметричной машины модели 1 Обрабатываемый лист при круговой гибке, мм (диаметр гибки больше трех диаметров верхнего вала) 3000*6 Скорость гибки, мм/мин 6 Мощность, кВт 3 В свальцованной обечайке завариваем продольный шов. Раскрой и штамповка сферического днища Разверткой днища является круг, диаметр развертки которого равен:  Диаметр заготовки, мм: DЗ=Dр+2zH=2552+48,6=2600,6 мм. 2zH=(0,02-0,05)D=0,03·1620=48,6 мм. Для изготовления выкройки днища используем установку для кислородно-флюсовой резки УРХС-4. Установка состоит из флюсопитателя и специального резака. Техническая характеристика установки УРХС-4
Для экономии металла днище делаем разрезным по ОСТ 26291-94 по схеме, представленной на рис. Пр3. Таким образом, учитывая расчет для изготовления днища, выбираем два листа размерами 4,5×1500×2650 мм. Определим коэффициент отхода на днище:   Рис. Пр3. Схема разрезной заготовки днища Усилие вытяжки определяем по формуле  где L – длина периметра изделия (по среднему диаметру); s – толщина стенки днища; σР – допускаемое напряжение в опасном сечении; σВ – минимальное значение предела прочности материала днища, для стали 12ХM σВ=235 МПа. Для штамповки днища применяем гидравлический пресс для производства днищ модели BMB-Р 6×D (табл. П26) Техническая характеристика пресса BMB-Р 6×D Толщина листа, мм 6 Максимальный диаметр, мм 3000-4000 Раскрой и изготовление плоской крышкиДиаметр плоской крышки равен наружному диаметру фланца D1=1880 мм (табл. П8). Выбираем лист (ГОСТ 19903-90) 75×1900×3100 (табл. П12). Для изготовления выкройки днища используем установку для кислородно-флюсовой резки УРХС-4. Обработку заготовки осуществляем на токарно-карусельном станке (табл. П28). Техническая характеристика станка модели 1553 Диаметр обрабатываемой детали, мм 2300 Ширина (высота) обрабатываемой детали, мм 1600 Раскрой и изготовление фланца корпусаТехнологический процесс изготовления фланца аналогичен изготовлению плоского днища и выполняется на том же оборудовании. Изготовление штуцеровПатрубки Dу100 и Dу400 изготавливаются из обрезков труб с толщиной стенки 8 мм и внешними диаметрами 203 мм, 351 мм (табл. П10, П11). Необходимые куски труб отрезаются от заготовки ручной плазменной или газоплазменной резкой и торцуются в размер на токарном станке. Сборка свариваемых элементовСборочная операция при изготовлении сварных конструкций имеет целью обеспечение правильного взаимного расположения и закрепления деталей собираемого аппарата. В операцию сборки свариваемых элементов входят следующие виды работ: установка, разметка для привариваемых деталей, проверка сопряжения кромок и сборочных баз, подгонка свариваемых элементов и деталей, фиксирование свариваемых кромок разъемными или неразъемными соединениями. Сборка и сварка производится в следующей последовательности (рис. Пр4): сборка и сварка продольных стыков обечаек, сборка и сварка кольцевых швов, сборка и сварка полусферического днища с корпусом цистерны, сборка и сварка фланца с корпусом, сборка плоской крышки с корпусом. Для производства сборки и сварки применяют роликовые стенды с балансирными роликоопорами (табл. П29, П30). Вес аппарата определяется по формуле:    Сборка – сварка Сборка – сварка продольного шва кольцевого шва днища  Сборка плоской крышки кольцевого шва фланца и корпуса Рис. Пр4. Последовательность сборки и сварки аппарата Выбираем роликовый сварочный стенд Т-ЗОА, грузоподъемность которого соответствует весу аппарата (табл. П29). Техническая характеристика Грузоподъемность, тс 10 Диаметр свариваемых изделий, мм 650-2000 Контроль качества сварных соединенийКачество сварных соединений в значительной мере определяет эксплуатационную надежность и экономичность конструкций. В аппаратостроении для контроля качества сварных соединений используют гидравлические испытания. Пробное давление при гидроиспытаниях рпр, МПа, равно  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||