Сварка решетчатых конструкций

Дипломная работа

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления не разъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка, штамповка. Большие технологически возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций.

О возможности применении «электрических искр» для плавление металлов еще в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при исследовании атмосферного электричества. В 1802 г. профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области ее практического использования. Однако потребовались многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в создание этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества.

В 1882 г. российский ученый-инженер Н.Н. Бенардос, работал над создание аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов не правящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.

В 1888 г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлическим электродом. С его именем связана развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействие на состав металла шва, создание первого электрического генератора.

С 1935-1939 гг. начали применять толстопокрытные электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечило широкое использование сварки в промышленности и строительстве. В 1940-е гг. была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных соединений, механизировать производство сварных конструкций. В начале 1950-х гг. в Институте электросварки им. Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машиностроения.

8 стр., 3842 слов

Сварка строительных конструкций

... ная сварка самозащитной порошковой проволокой; электрогазовая сварка сплошной проволокой в защитном газе вертикальных соединений с принудительным формированием. Производство сварочных работ на монтаже допустимо при температуре окружающего воздуха или металла не ...

Сварка потребовалась и в космосе. В 1969 г. наши космонавты В. Кубасов и Г. Шонин и в 1984 г. С. Совитская и В. Джанибеков провели в космосе сварку, резку и пайку различных металлов.

Труба 150мм — 12000мм. Марка стали – 25 Г2С

Труба профильная 80х80х4 — 50000мм. Марка стали – 25 Г2С

Труба профильная для ферм 40х40х3 — 35000мм. Марка стали – 25 Г2С

Труба профильная, прогонная 30х30х2 — 70000мм. Марка стали – 25 Г2С

Труба профильная, перемычки 30x30x2 – 59000мм. Марка стали – 25 Г2С

Марка электродов УОНИ 13/45: 3, по ГОСТ 9467 — 75

Организация рабочего места

На нестационарных рабочих местах изделие при сварке неподвижно, а сварщик перемещается от шва ко шву по изделию, или перемещается от изделия к изделию. В этом случае как правило, свариваются крупногабаритные и тяжелые изделия.

В зависимости от типа рабочего места сварщика зависит и его организация, а также оснащенность его оборудованием и инструментом. Рабочие места сварщиков комплектуются:

  • а) стационарные рабочие места: сварочным оборудованием, устройствами для сварки и инструментом;
  • приспособлениями для подачи и уборки деталей;
  • приспособлениями для крепления или размещения деталей при сварке;
  • устройствами для вентиляции, как правило, стационарными;
  • кабиной сварщика;
  • б) нестационарные рабочие места;
  • сварочным оборудованием, устройствами для сварки, инструментом;
  • приспособлениями для крепления или размещения узлов или изделий при сварке;
  • переносными устройствами для вентиляции зоны сварки;
  • устройствами (переносными) для защиты зоны сварки от излучения дуги.

От правильной организации рабочего места сварщика, оснащенности его необходимым оборудованием, инструментом и приспособлениями, правильного размещения этого оборудования на рабочем месте зависит и эффективность его труда и производительность.

Основными элементами организации труда сварщиков на рабочих местах, от которых зависит наивысшая производительность труда и высокое качество, будут следующие:

  • а) своевременность получения задания;
  • б) наличие соответствующего оборудования, поддержание его в работоспособном состоянии и правильное его размещение;
  • в) своевременность доставки на рабочие места материалов, заготовок, деталей и др.;
  • г) высокая надежность оборудования и высокое качество материалов;
  • д) действенный контроль качества сварных соединений;
  • е) поддержание на рабочем месте надлежащего порядка.

Из изложенного следует, что организация рабочего места сварщика в каждом конкретном случае должна быть тщательно продумана и научно обоснована, так как от этого зависит эффективность его труда.

Выбор материала конструкции и сварочных материалов.

Низкоуглеродистые стали, марка стали: 25 Г2С.

ВСт3Гпс. Химический состав.

Плотность стали – (7,7 – 7,9)*10 3 кг/м 3 .

Удельный вес стали – (7,7 – 7,9) г/см 3 .

Удельная теплостойкость стали при 20 0 с – 0,11 кал/град.

Температура плавления стали – 1300 – 1400 0 с.

Удельная теплостойкость, плавления стали 49 кал/град.

Коэффициент теплопроводности стали – 39 ккал/м*час*град.

7 стр., 3082 слов

ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

... Реферат на тему «Особенности сварки нержавеющих сталей для изготовления деталей машин» Цель: Определить основные особенности сварки нержавеющих сталей. Задачи: Изучить литературу по сталям; [Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/svarka-nerjaveyuschey-stali/ Описать назначение нержавеющих сталей; Определить особенности сварки нержавеющих сталей ... марка свариваемой нержавеющей стали, ...

Коэффициент линейного расширения стали: (при температуре около 20 0 с) сталь 3 (марка 20) – 11,9 (1/град).

Предел прочности стали при растяжении: сталь для конструкций – 38 – 42 (кг/мм 2 ), сталь кремнехромомарганцовистая – 155 (кГ/мм 2 ), сталь машиноделочная (углеродистая) – 32 – 80 (кГ/мм 2 ), сталь рельсовая – 70 – 80 (кГ/мм 2 ).

Технологическая карта: изготовления решетчатых конструкций

Выбор оборудования и инструмента.

Сварочный выпрямитель: ВД — 306

Преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный напряжением и величиной, необходимыми для сварки. Конструктивно состоит из трансформатора и выпрямительного блока.

Принцип работы:

Выпрямитель сварочный является источником питания постоянного тока с падающими внешними характеристиками. Питание выпрямителя производится от трехфазной сети переменного тока.

Выпрямитель представляет собой передвижную установку в однокорпусном исполнении, состоящей из следующих основных узлов: силового трехфазного трансформатора, магнитного шунта, блока выпрямителей, вентилятора, автоматического выключателя и кожуха.

Трехфазный силовой трансформатор с магнитопроводом стержневого типа Т1 .Катушки первичной w1 и вторичной обмотки w11 неподвижны и выполнены из изолированного алюминиевого провода. Обмотки от сердечника магнитопровода изолированы стеклопластиком и пропитаны электротехническим лаком.

Сердечник трансформатора собран из листов электротехнической стали марки 2212, толщиной 0,5 мм.

Преобразование переменного напряжения в постоянное (сварочное) осуществляется с помощью полупроводникового блока выпрямителей V1.

Вентиляция выпрямителя – воздушнопринудительная.

Сварочный ток регулируется вращением рукоятки, находящейся на передней панели выпрямителя. При вращении рукоятки происходит смыкание или размыкание магнитного шунта, что приводит к изменению индуктивного рассеяния.

Для подключения выпрямителя и питающей сети имеется сетевой кабель Для подключения сварочного кабеля имеются гнезда разъемов обозначенных знаками «+» и «-».

Зажим для заземления выпрямителя расположен на основании выпрямителя.

1) Углошлифовальная машина УШМ – 90111: предназначена для резки и обработки металла.

2) ДУ750ЭР – Дрель ударная/ 750Вт/ ЭР – модель дрели: предназначена для сверления отверстий разных диаметров как в металле, древесине и т.д.

3) Рулетка, чертилка, линейка, уголок, щётка, плоскогубцы, молоток, мел, зажимы, уровень, штанген – циркуль, и т. д.

Рулетка, линейка – для измерения высоты, длины, ширины, диагонали.

Чертилка, мел – предназначены для, отметки данной длинны.

Уголок – для измерения точности углов и линий реза.

Щётка – для очистки деталей и сварных швов, от шлака, грязи, масла, ржавчина и т. д.

Плоскогубцы – для придерживания мелких деталей в процессе сварки.

Молоток – для выравнивания или гибки каких либо деталей.

Зажимы – предназначены для удержания каких либо деталей в пространственном положении.

Уровень – для точного измерения наклона какой либо детали в пространственном положении. Штанген – циркуль – предназначен для измерения как внешних так и внутренних диаметров, толщин стенок, каких либо деталей.

11 стр., 5402 слов

Сварные соединения и сварные швы

... научные основы дуговой сварки, применил флюс для защиты металла сварочной ванны от воздействия воздуха, предложил наплавку и сварку чугуна. Н.Г. Славянов изготовил сварочный генератор своей конструкции и организовал ... непрерывное плавление материала и улучшающий качество сварного шва. В ХХ веке были значительно усовершенствованы старые и изобретены новые способы сварки. В нынешнее время с ростом ...

Подготовка металла к сварке, сборка конструкции

Сборка конструкции

Узлы фермы сваривают последовательно от середины фермы к опорным узлам. Сначала выполняют стыковые, а затем угловые швы. Каждый элемент при сборке прихватывают швом длинной 20мм. Близко расположенные швы нельзя выполнять сразу. Вначале дают остыть тому участку основного металла, где будет накладываться близко расположенный шов. Это снизит перегрев металла и пластические деформации. Конец продольного шва выводят на торец привариваемого элемента на длину 20мм.

Режим сварки конструкции.

Параметры режима ручной дуговой сварки.

СВАРОЧНЫЙ ТОК устанавливают в зависимости от диаметра электрода а диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ СВАРОЧНОГО ТОКА

НАПРЯЖЕНИЕ на дуге зависит от её длины. Оптимальная длинна дуги выбирается между минимальной и максимальной. Длинную дугу применять не рекомендуется.

СКОРОСТЬ СВАРКИ выбирается так, чтобы сварочная ванна заполнялась электродным металлом и возвышалась над поверхностью кромок с плавным переходом к основному металлу без подрезов и наплывов.

Техника сварки конструкции.

Способ зажигания сварочной дуги.

Дугу зажигают коротким прикосновением электрода к изделию (впритык) или чирканьем концом электрода о поверхность металла («спичкой»).

Способ «спичкой» предпочтительнее, но он ре удобен в узких и труднодоступных мустах.

Положение электрода при сварке.

Манипулирование электродом.

Электроды перемещают в трёх основных направлениях:

Деформация и напряжение при сварке.

Основные причины деформации.

В процессе конструирования необходимо: ограничивать количество наплавленного металла уменьшением катетов швов или угла скоса кромок; не допускать пересечения большого количества швов; не располагать сварные швы там, где действуют максимальные напряжения от внешних нагрузок, и размещать их симметрично.

Рациональная последовательность наложения сварных швов. Сварные конструкции следует изготовлять так, чтобы замыкающие швы, создающие жесткий контур, заваривались в последнюю очередь. Сварку нужно вести от середины конструкции к её краям, как бы сгоняя при этом внутренние напряжение наружу. Каждый последующий шов при многослойной сварке рекомендуется накладывать в направлении, обратном направлению предыдущего шва.

В тех случаях, когда деформация все же произошла и величины их выходят за пределы допустимых, применяют правку сварных изделий различными способами.

В этом случае с помощью молотов, домкратов, винтовых процессов или других устройств создаётся ударная или статическая нагрузка, которую обычно прилагают со стороны наибольшего выгиба. Тонколистовой металл правят прокатом между валиками.

Заключается в местном нагреве небольших участков металла деформированной конструкции. Нагрев, как правило, производят сварочными горелками большой мощности. Ведут его быстро и только до пластического состояния верхних волокон на выпуклой стороне изделия. При охлаждении нагретых участков последние сжимаются и выпрямляют изделие.

Заключается в сочетании местного нагрева с приложением статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент конструкции в нужном направлении. Такой способ обычно применяют для правки жестких сварных узлов.

4 стр., 1617 слов

Сварные соединения и швы

... катет углового шва определяется расчетом или конструктивно, но должен быть не менее 5 мм. Заводские сварные соединения рулонных заготовок выполняются встык. Нахлесточное соединение со сваркой с ... размерам и видам дефектов с учетом коэффициентов концентрации напряжений. Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом /процедурами/, в ...

Контроль качества сварных соединений конструкции.

Для получения сварного шва хорошего качества необходимо осуществлять контроль, начиная с проверки качества подготовки шва и кончая проверкой полученного сварного соединения.

Сборку под сварку и разделку шва проверяют по стандартам и техническим условиям.

Предварительно сварной шов очищают от шлака,

Внешним осмотром выявляют наружные дефекты шва: не провары, наплывы, прожиги, подрезы, наружные трещины, поры, смещение свариваемых кромок деталей и т. п Осмотр производят не вооруженным глазом или помощью лупы с десятикратным увеличением. Размеры сварочных швов проверяют

и т.д.

Перейти к полному тексту работы

Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru

Смотреть полный текст работы бесплатно

Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.

источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/na-temu-svarka-reshetchatyih-konstruktsiy/

Технология сварки и изготовления решетчатых конструкций

Обоснование выбора марки стали конструкции. Методика контроля качества сварных швов. Выбор сварочного оборудования и режимов сварки стальной конструкции. Расчет численности основных рабочих, занятых непосредственно выполнением технологических операций.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Сварка является одним из основных технологических процессов в машиностроении и строительстве. Основным видом сварки является дуговая сварка.

Изготовление конструкций различного назначения с помощью сварки получает все большее распространение во всех промышленно развитых странах. Экономичность изготовления сварных конструкций является основополагающим фактором, обеспечивающим их приоритетное применение по сравнению с литыми, коваными и штампованными конструкциями.

Конструктивное разнообразие сварных конструкций затрудняет их классификацию по единому признаку. Их можно классифицировать по целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и т.д.), в зависимости от толщины свариваемых элементов (тонкостенные и толстостенные), по материалам (стальные, алюминиевые, титановые и т.д.), по способу получения заготовок (листовые, сорт профильные, сварно-литые, сварно-кованые и сварно-штампованные).

Для создания типовых технологических процессов целесообразна классификация по конструктивной форме сварных изделий и по особенностям эксплуатационных нагрузок. По этим признакам выделяют решетчатые сварные конструкции, балки, оболочки, корпусные транспортные конструкции и детали машин и приборов.

В данной работе подробно рассмотрим описание и изготовление решетчатых конструкций, а именно технологию сварки изготовления фермы.

10 стр., 4632 слов

Дефекты сварных швов и их устранение

... прочности конструкции. В зависимости от состава и свойств сварочных швов и основного металла образовавшаяся в зоне сварки трещина может распространиться на значительную длину. Трещины считают самым опасным дефектом сварки. Влияние дефекта на работоспособность сварного соединения ...

Сварная ферма для диплома была выполнена по определенной схеме наложения швов.

Фермой называют систему стержней (обычно прямолинейных), соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию.

Если нагрузка приложена в узлах, а оси элементов фермы пересекаются в одной точке (центре узла), то жесткость узлов несущественно влияет на работу конструкции и в большинстве случаев их можно рассматривать как шарнирные. Тогда все стержни фермы испытывают только осевые усилия (растяжение или сжатие).

Благодаря этому металл в фермах используется более рационально, чем в балках, и они экономичнее балок по расходу материала, но более трудоемки в изготовлении, поскольку имеют большое число деталей. С увеличением перекрываемых пролетов и уменьшением нагрузки эффективность ферм по сравнению со сплошностенчатыми балками растет.

Стальные фермы получили широкое распространение во многих областях строительства: в покрытиях и перекрытиях промышленных и гражданских зданий, мостах, опорах линий электропередачи, объектах связи, телевидения и радиовещания (башни, мачты), транспортерных галереях, гидротехнических затворах, грузоподъемных кранах и т.д.

Крестовая решётка работает только на растяжение, поэтому применяется в фермах, работающих на знакопеременную нагрузку.

Используется в невысоких фермах

Является разновидностью треугольной решотки

Мы взяли стропильную ферму, используемую для устройства скатных крыш жесткой конструкции. Она необходима, чтобы перераспределить нагрузку, которой подвергается кровля, на стены здания.

Чтобы изготовить пояса и решетки используют уголки для стропильной системы, а отдельные элементы соединяют сваркой. Оптимальным решением, отличающимся надежностью, специалисты считают конструкцию, для которой пояса делают из тавровых широкополочных балок. Отличие между стальными подстропильными фермами и стропильными заключается в наличии параллельного пояса. Их размеры соответствуют параметрам стропильных конструкций.

Мы выбрали треугольную систему решётки, она дает наименьшую суммарную длину решетки и наименьшее число узлов при кратчайшем пути усилия от места приложения нагрузки до опоры.

1.2 Обоснование материала сварной конструкции

Обоснование материала сварной конструкции произведено с учетом следующих основных требований:

  • обеспечение прочности и жесткости при наименьших затратах ее изготовления с учетом максимальной экономии металла;
  • гарантирования условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений;
  • обеспечение надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, при переменных температурах в агрессивных средах.

Сварка конструкции происходит из стали марки ВСтЗпс сталь низкоуглеродистая с обычной прочностью, сталь изготавливается полуспокойной поставляется с гарантией свариваемости, поставляемая по механических характеристик и свойствам.

1.3 Технические условия на изготовление сварочной конструкции

Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

17 стр., 8068 слов

Технология сварки и изготовления решетчатых конструкций

... подробно рассмотрим описание и изготовление решетчатых конструкций, а именно технологию сварки изготовления фермы. Сварная ферма для диплома была выполнена по определенной схеме наложения швов. 1. Общая часть 1.1 Характеристика фермы Фермой называют систему стержней (обычно прямолинейных), соединенных ...

В качестве основных материалов, применяемых для изготовления ответственных сварных конструкций, работающих при динамических нагрузках должны применяться легированные стали по ГОСТ 19281-89 или углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.

Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата — данными испытаний лабораторий завода.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые дет тов.

Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали, допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1: 10, не более 2 мм.

Вмятины после правки и криво линейность свариваемых кромок не должны выходить за пределы установленных допусков на зазоры между свариваемыми деталями. Предельные отклонения угловых размеров, если они не оговорены в чертежах, должны соответствовать десятой степени точности ГОСТ 8908-81.

Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали, предназначенные для контактной сварки, в местах соединения должны быть с обеих сторон очищены от окалины, масла, ржавчины и других загрязнений.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися. при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 3, угловые размеры по 10 степени точности ГОСТ 8908-81 при отсутствии на чертежах других требований к точности.

Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

Сборка под сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики, имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

30 стр., 14644 слов

Расчет металлической конструкции фермы

... материала (С235) R y =230 Мпа. Коэффициент условий работы: g с =1.1. Найдем суммарное усилие от всех возможных ... см2 = 1,91·106 кН = 0,12·106 кН·м2 Расчет двухступенчатой колонны Исходные данные Высота нижней части колонны: h н ... Определение жесткостных характеристик рамы Жесткостные характеристики сквозного ригеля (фермы). Жесткостные характеристики определяются по приближенным формулам: E·I f ...

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Практический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

Изготовление стальных сварных конструкций должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

2.1 Расчет сварной конструкции

Задание: спроектировать стропильную ферму промышленного здания при следующих данных: пролет фермы 16 м, и нагрузкой 10т . Кровля теплая, состоящая из ребристых железобетонных плит условной марки П-1 размером 3X6 м, пароизоляции, утеплителя из пенобетонных плит, р=500 кг/м3, асфальтобетонной стяжки и четырехслойного гидроизоляционного ковра из рубероида и пергамина. Место строительства — г. Свердловск, расчетный район по снеговому покрову — III.

Материал фермы — сталь марки ВСтЗпсб по ГОСТ 380—71*,Ry=235 МПа. Соединения стержней в узлах фермы — на сварке, электроды марки Э42. Дать вариант расчета поясов фермы из низколегированной стали марки 14Г2, по ГОСТ 19281—73*. Коэффициент надежности по назначению Yn=0,95.

Определение расчетных нагрузок. Подсчет нагрузок приведен в табл 3.1

Вычисляем узловые нагрузки. Для этого предварительно намечаем длину панели фермы 3 м, равную ширине железобетонных плит покрытия. Нагрузка от продольных ребер плиты будет передаваться непосредственно на узлы фермы. При уклоне кровли V12 угол а=4°48′ и cos а =0,996.

  • усилие F, на крайнюю стойку

F1 = l1(b1/2) (g/cosа + р) Yn= 6(3/2) (3503/0,946 + 1400) 0,95 =- 42000 Н = 42 кН

F2 = l1b1(g/cos а + р) Yn= 6*3 (3503/0,996 + + 1400) 0,95 = 84 000 Н = 84 кН;

  • опорную реакцию от полного загружения фермы

RA= F1+ 3F2+ F2/2= 42 + 3.84 + 84/2 = 336 кН.

Определение усилий в элементах фермы можно вести графическим способом — построением диаграммы Максвелла- Креоны или аналитически (включая программы расчета на ЭВМ).Построена одна диаграмма при полном загружении узлов фермы постоянной и временной нагрузками ,так как при треугольной решетке вполигональных фермах это, как правило наиболее невыгодное загружение.

Рис 3.1 Геометрическая схема стропильной фермы.

Подбор сечений. Сечения подбираем по формулам центрального сжатия или растяжения. Для верхнего пояса Nmax670 кН. Требуемая площадь сечения уголков при = 0,775; qy>= 0,59.

omos = 670/0,59*54,6 = 20,8 кН/см2(208Мпа) 670/0,62*56,6 = 19,1 кН/см2 (191 МПа) 150;

9 стр., 4394 слов

Сборка и сварка фермы

... на сварке металлов в среде защитного газа плавящимся электродом. Посредством шланга управления в место сварки автоматически подается электрод и защитный газ, а перемещение сварочной горелки по шву ... на косынках и на концах стержней решетки, прижимают стержни к косынкам и ставят прихватки. 5. Кантуют собранную ветвь фермы на ... следов огневой резки. Перед сборкой стыка свариваемые кромки на ширину до 20 ...

  • Принимаем не равнополочные уголки 100X63X6, А=9,59*2=19,18 см2, ix=3,2 см;
  • iy=2,7см;
  • гибкость Лx=р337/3,2 =105,3 150;
  • не проходит. Принимаем уголки 110X70X6,5,

А=11,4*2=22,8 см2: ix=3,53 см2, iy=2,96 см;

  • где lef=0,5 l1 —расчетная длина растянутого стержня в плоскости расположения связей, как и для перекрестных стержней равная приближенно для горизонтальных связей lef=0,5 = 4,24 м;
  • li- геометрическая длина стержня.

По сортаменту подбираем минимально допустимый уголок 50X5, для которого

ix = 1,53 см (здесь радиус инерции принимается относительно оси, параллельной полке).

При подборе неработающих стержней из плоскости связей

Подбирая вертикальные связи в сечении по коньку кровли определяем:

сечение распорок для сжатых элементов в плоскости связей

lef =0,8l=0,8*300 = 240 см; ix,d = 240/200 = 1,2 см;

то же, из плоскости связей

lef= l1= 600 см,1yd= 600/200 = 3 см

требуется принять два уголка 70X5, для которых по сортаменту

iy= 3,16 см>iy,d=3 см и ix= 2,16 cm>ix,d=1,2 см);

раскосы как растянутые элементы в плоскости связей

то же, как сжатых элементов из плоскости связей

Принимаем два уголка 70X5, для которых ix =2,16см= >

  • Расчет узлов фермы. При расчете узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчетом, чтобы на них размещались все сварные швы стержней.

Действующее в стержне усилие передается на обушок и перо уголка не одинаково, так как ось стержня смещена в сторону обушка. Следовательно, на шов у обушка передается большая часть силы, чем на шов у пера, Для равнополочных уголков распределение силы N принимается примерно так: на обушок 0.7N, на перо 0,3N. Для не равнополочных уголков она изменяется в зависимости от длины полки: на обушок 0,75 или 0,65Nи на перо 0,25 или 0,35N(первые отношения для короткой, вторые — для длинной полки, см. рис. 8.6,в).Задавшись толщиной сварного шва kf,длину его на один уголок вычисляем по формуле (в сечении по металлу шва)

lw,b>[RN/2(B1R1)RwfYll+ 1. 2 см;(8.7)

lw,p>[(l-R)N/2(B1R1)RшfYwfYcl+ 1…2 см. (8.8)

где R— коэффициент распределении усилия на обушок и перо, принимаемый 0,75; 0,7 или 0,65 .

при более точном расчете коэффициент Rравен отношению e2/bтогда

e1—расстояние от обушка уголка до оси стержня ;e2—тоже, от оси стержня до пера; B1 — коэффициент, учитывающий качество и способ сварки, равный 0,7—1; для ручной сварки В1=0,7.

При расчете по металлу границы сплавления формулы (8.7) и (8 8) имеют следующий вид:

  • lw,b>[RN/2(B2R1)RwzYwzYcl+ 1. 2 см;(8 7а)

lwp>[(1-R)N/2(B1R1)RwzYwzYcl+ 1.. .2 см. (8 8a)

В конструкциях из стали с пределом текучести до 580 МПа, возводимых в климатических районах с расчетной температурой не ниже—40 °С, коэффициенты Ywf= =Ywz=1а коэффициент Bf RN/2lwRwfYwfYcB1 R1p>(l — R)N/2lwRwfYwfYcB1 (8.9)

Поясные швы рекомендуется выполнять непрерывными (сплошными).

Длины швов даны на один уголок.

Поясним расчет узлов фермы на примерах. Рассмотрим опорный узел A, где сходятся стержни //— 1, /—2, /—2.Рассчитаем прикрепление опорного раскоса 1—2, расчетное усилие N1-2=475 кН, сечение из 2L140Х 10; сварка ручная: B1=0,7; Bz=1; Ywf=Ywz=1.

Принимаем толщину шва у обушкаRf,b=10мм, а у пера R1,p=8мм; вычисляем длины швов:

конструктивно, с учетом добавления 1—2 см на не провар шва по концам, принимаем lw,b=13,2+1,8=15см:

  • конструктивно принимаем lw,p=7,1+1.9=9см, где R=0,7 — коэффициент распределения силы на обушок и (1—R)—на перо для равнобоких уголков;
  • 2 (в знаменателе) — число уголков в стержне.

Для крепления нижнего пояса /-2(2L100X8) к фасовке при Rf,b=8мм и Rf,p=6 мм конструктивные длины сварных швов будут:

Рассмотрим узел В(рис.8.8,в),узловая нагрузка Fc=84кН. Для крепления к фасонке раскоса 2—3,состоящего из 2L63X5 при N=260кН, принимаем Rf,b =5мм и Rf,p=4MMи рассчитываем длину сварных швов:

  • lw,b= 0,7*260/(2*07*0,5*18) = 14,4+ 1,6= 16 ‘см;
  • lw,p= 0,3*260/(2*0,7*0,64*18) = 7,7+1,3 = 9 см.

Раскос1—2 приваривают швами lw, b=15см и lw, p=9см, вычисленными по опорному узлу А. При конструировании узла В длина фасонки определена 630 мм.

Расчетная длина швов lw,b=lw,p =52+1=53см;

  • Требуемую толщину сварных швов с учетом узловой нагрузки Fc=84кНподсчитываютпоформуле(8.10)

Принято у обушка Rf,b=l0 мм и у пера Rf,p=9мм.

Для расчета длины сварных швов для крепления к фасонке стержней /—2и /—5 (2L100X Х8 мм) в узле.

С нижнего пояса (на один уголок) при минимальном значении Rf=4 мм последовательно определяем: расчетное усилие

N = N1-s — N2-3= 650 —375 = 275 кН;

  • lw,b= [RN/2BfRwfYwfYcl]+ =(0,7*275/2*0,7*0,4*18) +1…2=2см;
  • lw,p= [(1 — 0,7) 275/2* 0,7 *0,4 *18]+ 1. 2= 10 см.

Принято конструктивно по длине фасонкиlw,b =lw,p=50 см.

Аналогично изложенному рассчитаны сварные швы и для других стержней, указанных в табл. 8.8. Минимальную толщину швов, согласно СНиП //-23-81* для малонагруженных стержней с толщиной полок уголков менее 10 мм, принимаем 4 мм, длину — не менее 4R1 и не менее 40 мм (обычно для ферм конструктивно ^60 мм).

Конструирование фермы начинают с разбивки осевых линий стержней. Все они в узлах должны пересекаться в одной точке — центре узла. Контурные линии стержней наносят, отступая от оси на расстояния, определяемые центром тяжести профиля уголка. В сварных фермах разбивочные оси совпадают с центром тяжести уголков, а в клепаных не совпадают — они проходят по рискам размещения заклепок (или болтов).

Расстояние от обушка уголков до разбивочной оси принимается кратным 5 мм.

2.2 Выбор и обоснование методов сварки

Для сварки фермы подходят следующие марки сварочной проволоки: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС. Для полуавтоматической сварки в углекислом газе (СО2) используем сварочную проволоку, желательно омедненную, диаметром 0,6-1 мм, также нельзя использовать ржавую и гнутую сварочную проволоку.

При сварке используется проволока Св-08Г2С-О. Омеднение защищает проволоку от окисления и улучшает токоотвод.

Основные характеристики Св-08Г2С-О:

  • проволока выпускается диаметром 0,8;
  • 1,0;
  • 1,2;
  • 1,4;
  • 1,6;
  • 2,0;
  • 2,5;
  • 3,0;
  • 3,8;
  • 4,0;
  • 5,0 мм;
  • обработка поверхности: без покрытия, омедненная, полированная (остаточная смазка менее 0,03%), химически полированная проволока;
  • газозащитная — CO2 или смесь Ag-80% и COІ-20%;
  • тип тока: постоянный обратной полярности.

Защитным газом в данной сварке выступает углекислый газ (СО2).

Углекислый газ является активным, это значит, что он защищает зону сварки от воздуха, растворяется в жидком металле, либо вступает с ним в химическое взаимодействие.

Углекислый газ бесцветный, со слабым запахом, с резко выраженными окислительными свойствами, хорошо растворяется в воде. Тяжелее воздуха в 1,5 раза, может скапливаться в плохо проветриваемых помещениях, в колодцах, приямках.

Для снижения влажности СО2, рекомендуется установить баллон вентилем вниз и через 1-2 ч открыть вентиль на 8-10 с для удаления воды. Перед сваркой из нормально установленного баллона выпускают небольшое количество газа, чтобы

удалить попавший внутрь воздух. В углекислом газе сваривают чугун, низко- и среднеуглеродистые, низколегированные конструкционные коррозионностойкие стали.

Цвет баллона — черный, надпись желтая.

СО2 используется для ручной дуговой сварки на переменном и постоянном токе в различных пространственных положениях ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей с нормативным пределом прочности до 500 МПа.

2.3 Выбор сварочных материалов

Общие принципы выбора сварочных материалов характеризуются следующими основными условиями:

  • обеспечение требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определяемого уровня механических свойств материала шва в сочетании с основным металлом;
  • обеспечение необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);
  • отсутствием горячих трещин, т.е. получением металла шва с достаточной технологической прочностью;
  • получением комплекса специальных, свойств металла, шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости).

Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятым способом сварки.

Выбор и обоснование конкретных типов и марок сварочных материалов следует произвести на основании литературных источников с учётом требований.

Выбор стальной проволоки для механизированных способов сварки производится по ГОСТ 2246-70, который предусматривает выпуск стальной сварочной проволоки для сварки диаметром от 0,3 до 12 мм.

Сварочная проволока для сварки алюминия и его сплавов поставляется по ГОСТ 7881-75.

2.4 Выбор рода тока и источника питания

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/na-temu-svarka-reshetchatyih-konstruktsiy/

Для сварки фермы рациональнее применить полуавтоматическую сварку в углекислом газе. Конструктивно сварочный полуавтомат состоит из источника тока (выпрямителя) и механизма подачи сварочной проволоки, выполненных в одном корпусе или раздельно и комплектуется сварочной горелкой (рис.3.1.).

Основной принцип полуавтоматической сварки MIG/MAG заключается в том, что металлическая проволока во время сварки подается в зону сварки через сварочную горелку и плавится в электрической дуге. Сварочная проволока при этом методе играет двойную роль — она является токопроводящим электродом и служит присадочным материалом.

Рис. 3.1. Основной механизм подачи проволоки толкающего типа с обычной горелкой

Исходя из конструктивных особенностей оборудования для полуавтоматической сварки в углекислом газе используют полуавтомат «Спутник». Силовой блок питания вырабатывает переменный сварочный ток, силовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, дроссель сглаживает пульсации тока после преобразования, блок управления включает и выключает силовой блок питания, пневмоклапан для подачи защитного газа в зону сварки и подающий механизм. Шлангом управления производится включение блока управления и производится сварка. На панели управления расположены все органы управления полуавтомата (кроме кнопки включения схемы, она на ручке шланга управления): регулировка подачи электродной проволоки, регулировка силы сварочного тока и напряжения, тумблер включения сети, сигнальная лампа (показывает наличие напряжения), универсальный разъем для подключения шланга управления, вывод для подключения кабеля обратного тока (массы).

Принцип работы полуавтомата основан на сварке металлов в среде защитного газа плавящимся электродом.

Посредством шланга управления в место сварки автоматически подается электрод и защитный газ, а перемещение сварочной горелки по шву производится вручную сварщиком.

Порядковый номер полуавтомата выбит на передней панели около подающего механизма и на табличке на задней панели. Пломбировка полуавтомата отсутствует.

Во время работы полуавтомата необходимо соблюдать время периода работы и паузы (ПВ), т.к. во время сварки происходит нагрев дросселя, силового выпрямителя и силового трансформатора, при нагреве они могут выйти из строя. Время сварки 3 минуты. Время паузы (перерыва) 2 минуты.

Во время паузы происходит охлаждение за счет естественной вентиляции силовых агрегатов полуавтомата через имеющиеся вентиляционные отверстия в корпусе.

Для сварки использовать сварочную проволоку, желательно омедненную, диаметром 0,6-1 мм (комплект поставки по диаметр 0,8 мм) нельзя использовать ржавую и гнутую сварочную проволоку.

Таблица 2.1. Технические характеристики полуавтомата «Спутник»:

источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/na-temu-svarka-reshetchatyih-konstruktsiy/