Особенности производства металлоконструкций. Основные требования технологичности, предъявляемые к металлоконструкциям.
Конструкция машины зависит от ее назначения и условий эксплуатации. Совершенство конструкции определяется ее экономичностью и соответствием современному уровню техники. Кроме того, при конструировании машины и ее элементов должны быть учтены технологические требования производства, обуславливающие возможность использования высокопроизводительных технологических методов и процессов производства применительно. заданной программе выпуска машин и условиям производства. Степень соответствия конструкции машины этим требованиям, и также экономичность ее изготовления и определяет ее технологичность. Технологичность конструкции должна обеспечиваться на всех стадиях производственного процесса, начиная от заготовительных операций и кончая монтажом на месте эксплуатации.
Технологичность конструкции оценивают по классификационным показателям (ГОСТ 14.201 —73), т. е. по основным и дополнительным показателям технологичности. К основным показателям относят материалоемкость, трудоемкость и себестоимость.
Одним из технологических преимуществ металлоконструкций является возможность ее сборки из предварительно собранных сборочных единиц. В этом случае возможна параллельная сборка элементов и всей металлоконструкции, т. е. должны быть созданы условия для механизированного потока и расширен фронт работ, что значительно сократит длительность цикла сборки. Кроме того, необходимо улучшить условия контроля, так как это предотвратит появление дефектов на общей сборке и сборка будет более качественной. Разбиваемость металлоконструкции на элементы особое значение приобретает и в условиях индивидуального производства.
Использование нормализованных и унифицированных элементов способствует увеличению серийности. Удельное значение нормализованных и унифицированных,элементов в металлоконструкции характеризует ее технологичность. Необходимо предусматривать возможность широкого .применения средств механизации и автоматизации сборочных и сварочных работ.
С этой целью:
- при конструировании необходимо стремиться к упрощению геометрических форм металлоконструкции, что приведет к уменьшению количества и суммарной длины шва;
- необходимо иметь в виду, что форма элементов металлоконструкций должна обеспечивать сварку в нижнем положении;
- следует применять в металлоконструкции сварные швы одного размера, благодаря чему отпадает частая перестройка режимов сварки.
Важную роль в оценке технологичности металлоконструкции играет материалоемкость. Показателями оценки материалоемкости служат: снижение массы и отхода материалов, использование заменителей дефицитных металлов, взаимозаменяемость элементов металлоконструкции, степень использования стандартных сборочных единиц и т. п. Снижение массы металлоконструкции достигается применением расчетных методов конструирования и разработки технологических процессов, использованием экономичных профилей металла, материалов повышенной прочности, легких сплавов и др. Сокращение расхода металла в металлоконструкции на 1 % снижает ее себестоимость на 5 %. Применение низколегированных сталей в краностроении позволяет уменьшить металлоемкость на 15 —20 %. Сварные металлоконструкции являются более технологичными по сравнению с клепаными и другими конструкциями. В среднем общая трудоемкость изготовления сварных металлоконструкций на 15 —20 % меньше, чем клепаных. Снижение массы наплавленного металла вследствие уменьшения суммарной длины швов значительно сокращает трудоемкость и себестоимость изготовления. Так, себестоимость единицы массы наплавленного металла в 15 —20 раз выше, чем себестоимость единицы массы сварной конструкции. Наиболее эффективным средством уменьшения массы наплавленного металла является применение гнутых элементов и комбинированных сварных металлоконструкций (штампо - сварных, кованно - сварных и т. п.). В комбинированных сварных металлоконструкциях возможно создать равнопрочные элементы из различных металлов в соответствии с условиями эксплуатации и тем самым увеличить срок службы. Уменьшение материалоемкости также достигается в результате сведения до минимума пригоночных работ при сборке и соблюдения заданной точности благодаря применению допусков с односторонним расположением поля (для наружных поверхностей — минус, а для внутренних — плюс), а также благодаря соблюдению зазоров по 1.6 - му квалитету точности для мелких деталей и по 14 - му квалитету для средних деталей. Увеличение зазора приводит к снижению качества соединения и производительности. В связи с тем что точность соединения после сварки по ряду причин становится ниже, чем при сборке, необходимо при сборке обеспечивать более высокую точность. При квалитете свыше 14 необходимо предусматривать механическую обработку.
При конструировании металлоконструкции следует исключить причины, вызывающие появление деформаций при сварке, т. е.:
- форма и расположение элементов не должны затруднять сварку и контроль;
- проектировать соединение без накладок и при минимальном сечении швов благодаря применению электродов и присадочных материалов, обеспечивающих высокую прочность соединений;
- располагать сварные швы с учетом наименьших деформаций, избегая скученного расположения швов с частым их пересечением, а также несимметричного их расположения относительно центра масс свариваемого элемента;
- для сварки внутри коробок необходимо делать окна;
- не располагать вблизи сварных швов окна и отверстия, так как при небольших перемычках возможно появление трещин;
- избегать резких изменений сечения элементов при перекрещивающихся швах.
