Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.В.»
Институт электронной техники и машиностроения
Специальность - Оборудование и технология сварочного производства
Кафедра - Сварка и металлургия

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
«Технология сборки и сварки колонны К3т»

Проект выполнил 
студ. П.В. Фетисов
Руководитель проекта, к.т.н.,
доц. каф. СМ Трофимов Д.В.

Саратов – 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Описание и назначение конструкции
1.2 Выбор и обоснование материалов
1.3 Конструирование стержня колонны
1.4 Требования, предъявляемые к конструкции
1.5 Выбор и обоснование способов сборки и сварки
1.6 Подготовка кромок под сварку
1.7 Определение трудоемкости работ
1.7.1 Компановка сопроводительных листов
1.7.2 Нормирование заготовительных операций
1.8 Выбор и расчет режимов сварки
1.8.1 Основные параметры ручной дуговой сварки
1.8.2 Выбор режимов полумеханизированной сварки
1.8.3. Расчет режимов механизированной сварки под слоем флюса
1.9 Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями
1.10 Контроль сварных соединений
1.10.1 Общие требования
1.10.2 Визуальный и измерительный контроль
1.10.3 Ультразвуковой контроль
1.10.4 Контрольные сварные соединения
1.11. Технологический процесс сборки и сварки конструкции
1.11.1 Общие требования
1.11.2 Нормирование сборочно-сварочных операций
1.12 Расчет потребности сварочных материалов и электроэнергии
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Выбор оборудования наплавки
2.1.1 Выбор источника питания
2.2 Планировка размещения оборудования на участках
3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Вначале третьего тысячелетия сварка продолжает оставаться одним из ведущих технологических процессов создания материальной основы современной цивилизации. Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство стальных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является наиболее эффективным и единственно возможным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии и оптимальной форме готовой детали или конструкции. 
Рост технического прогресса введение в эксплуатацию сложного сварочного оборудования, автоматических линий, сварочных роботов, повышает требования к общеобразовательной и технической подготовки кадров рабочих сварщиков. Сварка экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения. Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок
Наибольшее применение в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях находят стержневые системы с жестким элементом, хорошо работающим на растяжение, сжатие, изгиб. Более половины всей стали применяемой в строительстве используется в одноэтажных промышленных зданиях, состоящих из одно- или многопрофильных плоских поперечных рам, образованных колоннами и строительными фермами с пролетами более18м для отапливаемых зданий, поэтому к металлическим конструкциям предъявляют особые требования. Надежность и долговечность металлических конструкций во многом зависят от свойств материала. К наиболее важным свойствам для работы конструкций являются механические свойства: прочность, упругость, пластичность, склонность к хрупкому разрушению, ползучесть, твердость, а так же свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старению и технологичность.
Широкое применение сварки определяется возможностью создания наиболее целесообразных, эффективных в эксплуатации и одновременно технологичных, удобных в изготовлении конструкций.
По сравнению с другими методами изготовления металлических конструкций (литых кованных выполненных с помощью клепки) аналогичные сварные конструкции, как правило, оказываются более легкими. Экономия в весе металла при этом составляет от 10 до 50%. Целый ряд конструкций, например, в энергомашиностроении, при необходимости их длительной эксплуатации при повышенных и высоких температурах, вообще не возможно создать без применения различных сварочных соединений. В настоящее время сварными изделиями изготавливаются не только из углеродистых, но и из различных легированных и высоко легированных сталей. колонна производство серийный трудоемкость
Сварка простейших металлов и пайка, кок методы соединения, известны человечеству давно, практически с периода освоения производства металла и начала изготовления металлических конструкций. Изделия, сваренные, кузнечногорновой сваркой были найдены или соединенные пайкой, найдены в раскопках, относящиеся примерно четырех тысячелетней давности. Однако современные методы сварки в частности связанные с местным расплавлением металла, начали появляться только в конце ХIХ века. В изобретении и разработке большинства современных способов сварки ведущая роль принадлежит русским изобретателям, советским ученым, инженерам, новаторам. 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Описание и назначение конструкции

Колонна К-3т является частью здания завода КПД ГЗСЖС, УПТКА треста «Газпромстрой». Колонна - металлическая конструкция, работающая на сжатие или сжатие с продольным изгибом, при этом все поперечное сечение испытывает равномерное сжатие, обеспечивающая передачу нагрузки от выше лежащей конструкции через фундамент на грунт. Способ закрепления колонны: шарнирное вверху и жесткое внизу, то есть горизонтальное смещение невозможно, поворот возможен, сечение колонны сплошное. По типу воспринимаемых нагрузок колонна является центрально-сжатой. Центрально сжатые колонны воспринимают продольную нагрузку, приложенную по оси колонны. При этом все поперечное сечение испытывает равномерное сжатие. 
Колонна состоит из трех основных частей. Стержень - основной несущий элемент колонны имеет сплошное сечение воспринимает нагрузки и передает их на базу - выполнен в виде сварного двутавра из трех прокатных элементов (поз.1; поз.2), местная устойчивость стенки колонны обеспечивается поперечными ребрами жесткости (поз.5). База состоит из прокатного листа (поз.3), распределяет сосредоточенную нагрузку от стержня по поверхности фундамента и жестко закрепляет колонну к анкерным болтам в фундаменте, вследствие большой разницы в значениях изгибающего момента предусмотрено укрепление опорной плиты ребрами жесткости (поз.4, поз.11, поз.13). Оголовок представляет собой опору для выше лежащей конструкции. Он состоит из верхней опорной плиты (поз.8). Плита передает нагрузку по сечению стержня через сварные швы. Для удовлетворения условий прочности оголовка предусмотрены вертикальные ребра жесткости (поз.7), и поперечные ребра (поз.5) которые дополнительно укрепляют стенку. Колонна имеет опорный столик (поз.16) на который опирается балка перекрытия первого этажа, укрепленный ребром жесткости (поз.12), а так же вертикальные ребра примыкающих связей (поз.6,9,10,11). Отправочный элемент изготавливается в заводских условиях на основании СНиП III-18-75 «Правила производства и приемки работ». Стальная конструкция должна изготавливаться и монтироваться в соответствии с требованиями пунктов 1.1-1.8. 
Стальные конструкции должны изготавливаться и монтироваться в соответствии с чертежами КМД (конструкции металлические деталировка), разработанными по рабочим чертежам КМ (конструкции металлические). При разработке чертежей КМД следует учитывать требования, определяемые технологией монтажных работ (членение на отправочные элементы, указания по общим и контрольным сборкам, укомплектование деталями для сборки, установки и сварке на монтаже) и технологические возможности предприятия изготовителя. Организация, разрабатывающая чертежи КМД, несет ответственность за соответствие их чертежам КМ, за правильность размеров элементов конструкций и увязку их между собой, а так же за выполнение требований, определяемых технологией монтажных работ. 
Изготовление и монтаж стальных конструкций должны производиться технически совершенными методами с механизацией работ, а так же укрупнением отправочных элементов и обеспечением возможности укрупнения их на монтаже и в соответствии с инструкциями и руководствами, проекта производства работ и технологическими картами. 
Контроль качества при изготовлении конструкции осуществляется отделом технического контроля ОТК предприятия изготовителя, а при монтаже линейным инженерно техническим персоналом. 
Контроль должен осуществляться на следующих стадиях изготовления, монтажа и приемки;
1) изготовление деталей;
2) сборка элементов конструкции под сварку;
3) при сварке; 
4) общей и контрольной сборке; 
5) предварительных напряжений конструкций;
6) грунтовки и окраски; 
7) укрупнительной сборке и установке; 8) испытании конструкции.
Качество и марки материалов, применяемых в соответствии с проектом при изготовлении и монтаже конструкций, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и удовлетворяться сертификатами или паспортом заводов поставщиков.
Хранение стали и сварочных материалов п.п. 1.9-1.11.
Разметка и обработка кромок п.п. 1.17;1.21;1.23.
Образование отверстий п.п. 1.64;1.67-1.69;1.72.
Сварка согласно п.п. 1.37-1.39;1.41.
Контроль качества сварного шва согласно п.п. 1.48-1.51; 1.53; 1.56;1.58.

1.2 Выбор и обоснование материалов

Для обеспечения необходимых условий работы сварных соединений и конструкций решающее значение имеет выбор материала. Правильным выбором основного металла можно обеспечить не только необходимую прочность несущих элементов в конструкции, но также и прочность околошовных зон. Для строительных конструкций применяют, стали обладающие достаточной прочностью и пластичностью, хорошей свариваемостью, прочностью при динамических воздействиях, стойкостью при низких и отрицательных температурах.
Выбор марки стали для конструкции К3т производен согласно СНиП II-23-81* в соответствии с режимами работы конструкции и температуры ее эксплуатации. Качество и марки материалов, применяемых в соответствии с проектом при изготовлении и монтаже конструкций, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и удостоверяться сертификатами или паспортами заводов-поставщиков. С учетом приложения 5 СНиП 2.01.-85 «Карты районирования территорий России по климатическим характеристикам», колонна располагается в области со среднегодовой температурой окружающей среды до -40С. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на четыре группы. Согласно СНиП II-23-81* табл. 50* сварные конструкции и их элементы, работающие при статической нагрузке подверженные сжатию или сжатию с изгибом, относятся ко 3 группе (колонны), наиболее ответственные элементы конструкции изготавливается сталь 375 поз.1-3;8,9,15-18, остальные сталь 245 поз. 4-7;10-14. Это группа конструкционных низкоуглеродистых сталей содержание каждого из легирующих компонентов не превышает 2%, а суммарное содержание легирующих компонентов менее 3,5%. Конструкционными называют, стали, предназначенные для изготовления деталей машин, приборов и инженерных конструкций, подвергающихся механическим нагрузкам. Изделия из таких сталей работают при невысокой температуре (до 450 °С) и в неагрессивных средах. Содержание углерода в стали определяет ее основные физические, механические и технологические характеристики. Отличительной особенностью этих сталей является малое содержание углерода и высокие механические характеристики. Сваривается, без ограничений всеми способами плавления имеют высокие показатели по ударной вязкости. Полученное после сварки равнопрочное соединение, швы которого обладают удовлетворительной стойкостью к образованию кристаллизационных трещин. Что обусловлено низким содержанием углерода до 0.25%. 
Условия поставки стали следует оговаривать на рабочих (КМ) и на деталеровочных (МКД) чертежах стальных конструкций и в документации по заказу. Сталь должна поставляться в соответствии с ГОСТ 27772-88, химический состав стали по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам приведенным в табл. 1.

Таблица 1
Химический состав применяемых сталей
Химический элемент	Массовая доля элементов %	
	С245	С375	
Углерода (C	не более 0.22	не более 0.15	
Марганца, (Mn)	не более 0.65	1.3-1.7	
Кремния (Si)	0.05-0.15	не более 0.080	
Серы (S) не более	0.050	0.040	
Фосфора (P)	не более 0.040	не более 0.035	
Хрома (Cr)	не более 0. 30	не более 0. 30	
Никеля (Ni)	не более 0. 30	не более 0. 30	
Меди (Cu)	не более 0. 30	не более 0. 30	
Ванадия (V)	_	_	
Других элементов	_	_	

Механические характеристики дифференцированы в зависимости от толщины проката и марки стали.
Механические свойства при растяжении, ударная вязкость, а также условия испытаний на изгиб должны соответствовать для листового и широкополосного универсального проката табл. 2.

С375	С245	Наименование стали	Таблица 2	
20>40	Св 10>20	Св 10 до 20	От 4до 10
Включительно	Толщина полки в мм		
355(34)	355(36)	245(25)	245(25)		Предел
Текучести σт К/мм2 кгс/мм2	Механические характеристики		
480(49)	490(50)	370(38)	370(38)		Временное
Сопротивление σв
К/мм2 (кгс/мм2)
			
20	20	25	25		Относительное удлиннение %			
D=2а	D=2а	D=1.5а	D=1.5а	Изгиб параллельности сторон(а-толщина образца, 1- диамерт оправки)		
_	_	_	_	Не менее	-20	При температуре, ̊С	Ударная вязкость KCU, Дж/см2	
34(3.5)	34(3,5)	_	_		-40			
29(3)	29(3)	_	_		-70			
29(3)	29(3)	29(3)	29(3)*		После
Механического старения		

Учитывая эксплуатационные нагрузки, климатические и температурные условия на основании СНиП II-23-81*табл.55* материалы для соединения элементов стальной конструкции представлены в табл. 3.

Таблица 3.
Материалы для сварки
		Материалы для сварки	
Группы конструкций в климатических районах	Стали	под флюсом	в углекислом газе (по ГОСТ 805085 или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 1015779*)	покрытыми электродами	
		Марки	
		флюсов (по ГОСТ 908781*)	сварочной проволоки (по ГОСТ 224670*)	сварочной проволоки (по ГОСТ 224670*)	Тип по ГОСТ 946775*	
3,II4	С245 и С375,	АН-348-А,	Св08ГА	Св-08Г2С,	Э46	

При сборе на прихватку использовать электроды типа Э46, Механические свойства электрода указанные в табл.4, должны соответствовать ГОСТ 9467-75. Временное сопротивление разрыву шва 46кгс/мм. Покрытие электродов обеспечивает стабильное горение сварочной дуги, получение металла шва с заранее заданными свойствами. Дуга должна легко возбуждаться и стабильно гореть. Равномерное расплавление покрытия, без чрезмерного разбрызгивания отваливания кусков и образования чехла или козырька, препятствующих нормальному плавлению электрода при сварке во всех пространственных положениях. Рекомендованных для электродов данной марки; в металле шва, а так же в металле, наплавленном предназначенными для сварки электродами, не должно быть трещин, надрывов и пор; образовавшийся при сварке шлак должен обеспечивать правильное формирование валиков шва и легко удаляться после охлаждения. Покрытие должно быть плотным, прочным, без вздутий, пор, наплывов. На поверхности покрытия электродов допускаются продольные трещины и местные сетчатые растрескивания суммарным числом не более двух на электрод при протяжении каждой трещины или участка растрескивания не более 10мм для электродов диаметром до 4мм включительно и не более 15мм для электродов диаметром более 4мм. 
Данный тип электродов соответствует марке АНО 4. АНО 4 имеют в своем составе преобладающее количество рутила (ТiО2), которое технологично и менее вредно для органов сварщика, чем другие. Электроды должны соответствовать техническим требованиям ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые металлические, для ручной дуговой сварки наплавки»

Таблица 4.
Тип электрода	Механические свойства при нормальной температуре	Содержание в наплавленном металле	
	Металла шва или наплавленного металла	Сварного соединения выполненного электродами диаметром менее3мм		
	Временное сопротивление разрыву σв, кгс/мм2	Относительное удлинение б,%	Ударная вязкость н, кгс м/см2	Временное сопротивление разрывуσв,кгс/мм2	Угол загиба, град.	серы	фосфора	
Э46	46	18	8	46	150	0.040	0.045	

Общая сварка колонны производится полумеханизированным способом в защитном газе СО2. Сварка ведется проволокой СВ08Г2С.
СВ08Г2С является специальной, т.к. стандартом к ней предусмотрены специальные требования, по химическому составу, способу, точности изготовления и упаковки, в отличии от обычной товарной проволоки. Технические требования к проволоке должны соответствовать ГОСТ 2246-70. Проволока поставляется в мотки с внутренним диаметром от 150 до 750мм, массой от 1.5 до 40кг. Проволока в мотках, катушках или кассетах должна состоять из одного отрезка, свернутого неперепутанными рядами и плотно укатанного таким образом, чтобы исключить возможность разпушивания или разматывания мотка. Концы проволоки должны быть легко находимы. Допускается контактная стыковая сварка отдельных кусков проволоки одной плавки. Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой. Без трещин, расслоений, плен, закатов. Раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и других загрязнений. Проволока поставляется партиями. Каждая партия должна состоять из проволоки одной марки, одной плавки, одного диаметра, одного назначения и одного вида поверхности. Каждый моток или бухта должны иметь бирку, на которой указано наименование завода изготовителя, условное обозначение проволоки, номер партии, клеймо технического контроля. Каждая партия должна иметь сертификат, удостоверяющий качество, повторная прокалка при температуре указанной в сертификате; проволока подлежит механической или химической очистке, перед механической очисткой прокалить проволоку при температуре 150°С, после химической очистки просушка на открытом воздухе.
Химический состав сварочной проволоки СВ08Г2С указан в табл. 5.

Таблица 5
Химический состав сварочных проволок
Химический состав	Марка проволоки	
	СВ80А	СВ08Г2С	
Углерод	Не более 0.10	0.05-0.11	
Кремний	Не более 0.03	0.60-0.90	
Марганец	0.35-0.60	0.8-1.10	
хром	Не более 0.12	Не более 0.20	
Никель	Не более 0.25	Не более 0.25	
Молибден	_	_	
Титан	_	_	
Сера не более	0.030	0.025	
Фосфор не более	0.030	0.030	
Прочие элементы	Al не более 0.01	_	

В качестве защиты зоны сварки и физической изоляции сварочной ванны от атмосферного воздействия, стабилизации дугового разряда, химического воздействия с жидким металлом и формирования поверхности шва при полумеханизированной сварке использовать углекислый газ СО2 по ГОСТ 8050-85 высшего сорта с содержанием жидкого газа 99.8%, поставляемого в баллонах по ГОСТ 949-73 под давлением 20 МПа в жидком виде. Углекислый газ относится к окислительным газам, поэтому его в основном применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. СО2 является активным газом может вступать в химическое взаимодействие со свариваемыми металлами или растворяться в нем. 
Жидкую двуокись углерода в баллонах транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов. Транспортируемые баллоны должны находиться в горизонтальном положении с прокладками между ними или в вертикальном положении при наличии защитных колец и при условии плотной погрузки. Транспортная маркировка наносится в соответствии с ГОСТ 14192-77 с нанесением манипуляционного знака «Боится нагрева» и предупредительной надписью «Не бросать».
На каждый баллон наклеивают ярлык с обозначениями: наименования предприятия изготовителя и его товарный знак; наименования и сорта продукта; номера партии и даты их изготовления; обозначение настоящего стандарта. Баллоны окрашивают в черный цвет. 
Для двуокиси углерода получаемой на базе экспанзерного газа очистки коксового газа, наносят предупредительную дополнительную надпись: «Применение для пищевых целей не допускается». 
Жидкую двуокись углерода высокого давления хранят в баллонах в специальных складских помещениях или на открытых огражденных площадках под навесом, защищающим баллоны от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
Допускаемое отклонение массы нетто наполненных баллонов не должно превышать 2% от номинальной. Баллоны и другие сосуды высокого давления поступающие от потребителей, должны иметь остаточное давление двуокиси углерода не ниже 4 кгс/см2.
По физико-химическим показателям жидкая двуокись углерода должна соответствовать нормам, указанным в таблице 6.

Таблица 6.
Нормы жидкой двуокиси углерода по физико-химическим показателям
Наименование показателя	Высший сорт	
 Объемная доля двуокиси углерода (СО2), % не менее	99.8	
Объемная доля окиси углерода (СО)	Должна выдержать испытание по п. 4.4 по ГОСТ 8050-85	
Массовая концентрация минеральных масел и механических примесей, не более	0.1	
 Наличие сероводорода	Должна выдержать испытание по п. 4.6 по ГОСТ 8050-85	
Наличие соляной кислоты	Должна выдержать испытание по п. 4.7 по ГОСТ 8050-85	
Наличие сернистой и азотной кислот	Должна выдержать испытание по п. 4.8 по ГОСТ 8050-85	
Наличие аммиака и этаноламиаков	Должна выдержать испытание по п. 4.9 по ГОСТ 8050-85	
Наличие запаха и вкуса	Должна выдержать испытание по п. 4.10 по ГОСТ 8050-85	
Массовая доля воды	Должна выдержать испытание по п. 4.11 по ГОСТ 8050-85	
Массовая концентрация водяных паров при температуре 20°С и давлении 101.3 кПа не более, что соответствует температуре насыщения двуокиси углерода водяными парами при давлении 101.3 при температуре 20°С не выше	0.037
Минус 48	
Наличие ароматических углеводородов	Должна выдержать испытание по п. 4.13	
Наличие оксидов ванадия	Должна выдержать испытание по п. 4.14	

Сварка двутаврового стержня колонны (поз.1,2) производится автоматизированной сваркой под слоем флюса.
Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры сварных швов регламентируются ГОСТ 8713-79.
Необходимый уровень механических и технологических свойств сварных соединений достигается при использовании в качестве сварочной проволоки Св08А в сочетании с высококремнистым флюсом АН-348-А. При этом удается реализовать такое преимущество данного вида сварки, как возможность получения швов с глубоким проплавлением за один проход без разделки кромок, увеличение при этом доли участия основного металла в металле шва не снижает технологической прочности швов вследствии пониженного содержания в них углерода.
Флюсы не должны содержать инородных примесей. Относительная влажность готового флюса в момент упаковывания должна быть не более 0.1%. Сварочно-технологические свойства флюсов при соблюдении режимов и условий сварки, установленными техническими условиями на флюс конкретной марки, и при отсутствии магнитного дутья должны удовлетворять следующим требованиям - дуга должна легко возбуждаться и стабильно гореть; сварочный валик должен иметь ровную гладкую поверхность с выпуклостью не более 4мм и плавным переходом к основному металлу; шлак должен обеспечивать хорошее формирование валиков наплавленного металла и легко удаляться после охлаждения; поры трещины и надрывы на поверхности металла не допускаются. Химический состав флюса указан в таблице 7.

Таблица 7.
Химический состав флюса
Флюс АН-348-А	
SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO	MnO	CaF2	S	P	
42.10	1.88	3.81	8.26	1.79	34.48	4.13	0.021	0.115	

Таблица 8.
Характеристика плавленых флюсов
Марка	Размер зерен	Строение флюса и цвет	Режим сушки ⁰С	Назначение флюсов	
АН-348А	0.35-3	Стекловидный, желтый и коричневый всех оттенков	300-400	Механизированная сварка и наплавка углеродистых и низколегированных углеродистой и низко легированной сварочной проволокой	

1.3 Конструирование стержня колонны

Колонны производственных зданий работают на внецентренное сжатие. При расчете колонны необходимо проверить ее прочность, а также общую устойчивость и местную устойчивость элементов. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации колонны должны обладать также необходимой жесткостью.
Подбираем двутавровое сечение для стержня сплошной колонны, требуемая высота колонны Н=14.53м. колонна в обоих направлениях защемлена внизу и шарнирно закреплена вверху. Колонна нагружена продольной расчетной силой N=1100кН. Материал стержня колонны сталь С375 по ГОСТ 27772-88
Расчетная длина колонны или ее участка с постоянным моментом инерции –lx зависит от формы потери устойчивости. Для колонн с постоянным по высоте сечением коэффициенты расчетной длины принимают в зависимости от способа закрепления колонн в фундаменте.
1. Определим расчетную длину lef в обоих направлениях lx и ly c учетом коэффициента =0.7 

Определим требуемую площадь сечения
Согласно таблице 51* СНиП II-23-81 листовой прокат толщиной от2 до 20 мм имеет расчетное сопротивление Ry=34.5 кН/см2.Задаемся первым приближенным значением φ0=0.8,чему соответствует гибкость λ062

Определяем габариты сечения двутавра. Находим требуемые радиусы инерции.

=1017/62=16.40см.

Используя, приближенные значения зависимости радиусов инерции от конфигурации сеченияопределяем требуемую высоту и ширину сечения

Для удобства автоматической приварки поясов к стенке принимаем bf=30см; hw=45cм.
Произведем подбор толщины стенки и поясов.
Учитывая, что на площадь стенки приходится около 20% общей площади сечения, толщина стенки.

Принимаем =12мм.
Тогда на долю поясов приходится площадь

Отсюда требуемая толщина одного пояса

Назначаем 
Полученные размеры проставляем в поперечном сечении стержня колонны.
Произведем проверку подобранного сечения. Определим фактическую площадь.

Минимальный момент инерции

Моментом инерции площади относительно оси y пренебрегаем ввиду малости.
Минимальный радиус инерции 

Наибольшая гибкость 

Согласно СНиП II-23-81 таблице 19* наибольшая гибкость для второстепенных колонн 
Коэффициент продольного изгиба будет равен φ = 0.222 согласно СНиП II-23-81 таблица 72.
Проверяем устойчивость продольного сечения при =1.

Проверка условий обеспечения устойчивости стенки и поясов.

Местная устойчивость стенки обеспечивается, если выполняется неравенство

Следовательно, укрепление стенки продольными ребрами не требуется.
В поперечных ребрах нет необходимости, если выполняется неравенство 

Устойчивость поясов обеспечена, если выполняется неравенство.

Расчет и конструирование базы центрально сжатой колонны
Материал фундамента бетон класса В10 с расчетным сопротивлением осевому сжатию Rc=7.5МПа=0.75 кН/см2, элементы выполнены из стали 375. Сварка полумеханизированная в СО2 сварочной проволокой СВ08Г2С по ГОСТ 2246-70.
Сжимающая нагрузка действующая на колонну N=2400кН.
В соответствии с ранее принятой расчетной схемой колонны предусматриваем жесткую базу.
Расчетная сжимающая нагрузка на фундамент с учетом веса колонны 

Где А- площадь поперечного сечения колонны 

Где r- объемный вес стали =78.5 кН/см2
Rf-коэффициент надежности для собственного веса металлических конструкций =1.05.
Задаваясь, ζ =1.2 устанавливаем расчетное сопротивление бетона смятию

Требуемая площадь опорной плиты 

Ширина плиты зависит от конструкции базы и размеров поперечного сечения стержня колонны. Чтобы плита не получилась слишком толстая, ее консольную часть принимаем с=100мм.
Ширина плиты 

Что удовлетворяет ГОСТ 82-70 на универсальную сталь
Требуемая длинна плиты 

Принимая во внимание размеры сечения стержня, назначаем длину плиты 
Определение толщины плиты.
Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки (реактивного давления фундамента).

Рассматривая различные участки плиты, определяем наибольший изгибающий момент.
Участок №1 – опирание по четырем сторонам. 

Чему равен коэффициент L10.085
Изгибающий момент участка плиты опертой по четырем сторонам 

Участок №2- опирание по трем сторонам

Чему равен коэффициент L2=0.122
Изгибающий момент 

Участок №3- консольный

Таким образом, по большому значению изгибающего момента Mmax=М3=44.25кН/см определяем толщину плиты.

Назначаем 
Произведем расчет ребер жесткости примыкающих к полкам
Прикрепление ребер жесткости к колонне выполняется полумеханизированной сваркой в углекислом газе сварочной проволокой СВ08Г2С.
Расчетные характеристики 
Βf- коэффициент зависящий от условий сварки = 0.7
kf – катет шва = 0.6 см
Rwf – расчетное сопротивление металла шва, для сварочной проволоки СВ08Г2С, Rwf=215МПа=21.5кН/см2.
δ - непровар и кратер =0.6см.

Проверяем допускаемую длину шва

Округляя принимаем 
Проводим проверку прочности ребра примыкающего к стенке на изгиб и срез.

Изгибающий момент в месте приварки к колонне

Поперечная сила

Момент сопротивления сечения листа

Нормальное напряжение

Касательное напряжение

Прочность ребра обеспечена с запасом, расчетное сопротивление принято согласно СНиП II-23-81по таблице 56. Исходя из толщины ребра.
Произведем проверку прочности ребра примыкающего к полке. На изгиб и срез.

Изгибающий момент в месте приварки к колонне

Поперечная сила

Момент сопротивления сечения листа

Нормальное напряжение

Касательное напряжение

Прочность ребра обеспечена.
Конструирование оголовка колонны.
Толщину опорной плиты оголовка назначают конструктивно в пределах 20-25мм. 
Определение катета. 

Где - коэффициент условий работы стальной конструкции =1.
 - коэффициент надежности по материалу.
-расчетное сопротивление металла шва.
-ширина ребра
Определение длинны ребра оголовка по формуле.

По конструктивным соображениям принимаем длину ребра =540мм, толщину ребра принимаем 1см=10мм.
Проверка напряжения, возникающего в ребре при работе на срез.

1.4 Требования, предъявляемые к конструкции

По условиям СНиП III-18-75 вся сталь должна быть проверена на соответствие ее действующим ГОСТам или техническим условиям (на основании документов). Материал должен быть рассортирован, замаркирован, сложен по профилям, маркам и плавкам. Сталь перед подачей в производство выправлена, очищена от окалины, ржавчины, масла, влаги, снега, льда и других загрязнений и защищена от коррозии грунтовкой, позволяющей производить сварку.
Прокат принимают партиями. Партия должна состоять из проката одного размера, одной плавки ковша, партия должна сопровождаться документом о качестве по ГОСТ 7566-81, ГОСТ 14637-79, ГОСТ 16523-70 для листового проката, ГОСТ 535-79 для фасонного проката. Маркировку фасонного проката из стали С245 и С375проводят несмываемой краской. С245 маркируется желтым и зеленым цветом, С375- синим и белым. 
Сталь следует, как правило, хранить в закрытых помещениях с укладкой в устойчивые штабеля. При хранении стали, на открытом воздухе ей следует придавать уклон, обеспечивающий сток воды. Сварочные материалы (электроды, флюс, проволока) должны храниться отдельно по маркам и партиям в теплом и сухом помещении. Флюс, кроме того, следует хранить в закрытой таре. 
Стальные плоские подкладки и прокладки, используемые в штабелях, должны иметь кромки с закругленными углами, без заусенцев и завалов. При выполнении транспортных операций необходимо применять приспособления, исключающие образование остаточных деформаций и смятия стали.
Электроды и флюсы перед употреблением должны просушиваться или прокаливаться по режимам, указанным в технических условиях и паспортах, и храниться отдельно от непросушенных и непрокаленных материалов.
Разметку следует производить с помощью рулеток, соответствующих точности второго класса по ГОСТ 7502 — 69, и линеек измерительных металлических по ГОСТ 427 — 56. При разметке необходимо учитывать припуски на механическую обработку и усадку от сварки, указываемые в технологической документации. Правка стали должна производиться способами, исключающими образование вмятин, забоин и других повреждений на поверхности стали. Радиус кривизны  деталей в расчетных элементах при правке в холодном состоянии на вальцах и прессах не должен быть меньше, а стрела прогиба f не должна быть больше величин, приведенных в таблице 9.

Таблица 9
Прокат	Эскиз	Относительно оси	Радиус кривизны  и стрелы прогибаf	
			При правке	
Листовая, универсальная полосовая сталь.
Универсальная и полосовая сталь		Х-Х
У-У	
90в1
90в2	f
L2/720в1
L2/720в2	

При обработке кромок под сварку допускается применение резки (без последующей обработки) способами, обеспечивающими соблюдение допусков на размеры и форму подготовки кромок, при этом отклонения прямолинейных кромок от проектного очертания определяются допусками на зазоры, установленными ГОСТ 14771 — 79. Остальные кромки после резки на ножницах не должны иметь неровностей, заусенцев и завалов, превышающих 0,3мм, и трещин
Механическая обработка производится на глубину, обеспечивающую удаление дефектов поверхности, но не менее 2мм; поверхности кромок не должны иметь надрывов и трещин. При обработке абразивным кругом следы зачистки должны быть направлены вдоль кромок.
Приторцовываемые кромки деталей, независимо от способов резки и класса стали, подлежат строжке или фрезерованию. Согласно п.1.68 табл. 6 отклонение диаметра просверливаемых отверстий диаметром более 17мм, допускаемое отклонение 0;+1.5мм. Шероховатость поверхности после строжки, фрезерования или сверления должна быть не грубее 3-его класса чистоты поверхности по ГОСТ 2789-73(п.1.86). Согласно п.1.85 табл. 8-9 величина отклонений от проектных линейных размеров и проектных геометрических форм не должна превышать величин указанных в таблице.

1.5 Выбор и обоснование способов сборки и сварки

Операции сборки под сварку не представляет собой технических трудностей, но порядок и количество прихваток, а так, же размеры влияют на качество сварной конструкции. Сборочная операция предусматривает сборку и прихватку деталей перед сваркой. Согласно СНиП III-18-75 сборка конструкций может производиться только из выправленных деталей и элементов, очищенных от заусенцев, грязи, масла, ржавчины, влаги, льда и снега. При сборке конструкций и деталей не должно допускаться изменение их формы, не предусмотренное технологическим процессом, а при кантовке и транспортировании — остаточное деформирование их. Перенос и кантовка краном тяжелых и крупногабаритных конструкций и их элементов, собранных только на прихватках, без применения приспособлений, обеспечивающих неизменяемость их формы, не допускается. Прихватки, предназначенные для соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов. Размеры сечения прихваток должны быть минимально необходимыми для обеспечения расплавления их при наложении швов проектного сечения. Прихватки накладывают коротким валиком, по качеству соответствующие качеству рабочего шва. Высота каждой прихватки не должна превышать 3мм, при длине 50мм, при сборке двутаврового стержня следует использовать шаг прихватки 250мм, под полумеханизированный способ принимаем шаг прихватки 150мм, но не более одной на детали. Прихваточные швы получаются короткие и прерывистые, для них целесообразней применить ручной дуговой способ сварки. Этот способ не требует сложных переналадок оборудования и имеет большую мобильность. 
Согласно СНиП III-18-75 п.1.3-сварка стальных конструкций должна производиться высокопроизводительным механизированным способом. Сварку стальных конструкций следует производить по разработанному и контролируемому технологическому процессу, который должен обеспечить требуемые геометрические размеры швов и механические свойства сварных соединений.
Для сварки двутаврового стержня колонны (поз.1, поз.2) принимаем механизированную сварку под слоем флюса, так как она наиболее подходит для сварки длинных прямолинейных швов. Производительность этого вида сварки достигается за счет увеличения скорости сварки, повышения коэффициента наплавки и уменьшения количества присадочного материала, высокое качество сварного шва достигают защитой расплавленного металла флюсом от воздействия кислорода и азота воздуха и лучшим формированием металла шва. Экономию сварочных материалов получают за счет уменьшения расхода электродной проволоки на угар, разбрызгивание и сварку, отсутствует покрытие на сварочной проволоке. Эксплуатационные преимущества заключаются в полной автоматизации процесса сварки. Кроме того, сварка под слоем флюса значительно улучшает условия труда сварщика, повышает культуру производства.
При общей сварке колонны предлагается использовать полумеханизированный способ в среде углекислого газа, так как протяженность сварного шва на деталях конструкции не превышает 1 метра. Достоинства сварки в углекислом газе: высокая производительность, большой диапазон свариваемых толщин, высокая маневренность, низкая себестоимость. В настоящее время этот вид сварки применяется практически во всех отраслях промышленности. Сварка в СО2 дает более глубокий провар, чем электродом, поэтому при переходе от ручной сварки оправданным считается уменьшение катетов примерно на 10%. Полумеханизированный способ сварки в СО2 применяется для сварки коротких швов и швов недоступных для сварки автоматом. Кроме того, сварка в среде углекислого газа не требует времени для подачи, удержания и удаления флюса. Качество сварного шва обеспечивается из-за малого угара легирующих элементов, возможности наблюдать за образованием шва, низкой стоимостью защитного газа. Механизированная подача сварочной проволоки механизирует одну из главных операций при сварке. При этом проволока подается равномерно с заданной скоростью.

Таблица 10
Значения длин шва и прихватки для автоматической и полуавтоматической сварки 
Вид сварки	Длинна шва, мм.	Длинна прихватки, мм.	
Автоматическая	57860	14465	
Полуавтоматическая	34940	8768	

1.6 Подготовка кромок под сварку

Сварное соединение – это соединение двух деталей выполненных сваркой. При сварке плавлением сварное соединение состоит из сварного шва, зоны сплавления и зоны термического влияния и основного металла. Сварной шов представляет собой участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла сварочной ванны. Сварочная ванна - это часть металла сварного шва, находящаяся в момент сварки в расплавленном состоянии. Конструктивный тип сварного соединения определяется взаиморасположением свариваемых частей, ГОСТ 2601-84 Тип соединения и вид сварки назначен конструктором с учетом стандарта на сварку. Элементы колонны располагаются перпендикулярно друг другу и образуют, угол 90° в месте примыкания свариваются, такой тип соединения определен, как тавровыйпоз.1 и поз.2 Стыковое соединение представляет собой сварное соединение двух деталей, расположенных в одной плоскости и примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями поз.1 и поз.18. Нахлесточное соединение представляет собой сварное соединение, в котором соединяемые элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга поз.6 и поз.7. 
На основании СНиП III 18-75 п.1.26- формы кромок и размеры зазоров при сборке сварных соединений должны соответствовать величинам, указанным в ГОСТ 5264-80,ГОСТ 14771-76 и ГОСТ 8713-79. Параметры разделки кромок под механизированную сварку позиция 1толлщиной 17мм и позиция 2 толщиной 12мм, представлены в таблице 11 и 12. Сварка двутаврового стержня.

Таблица 11
Параметры разделки кромок 
Тип соединения	Форма подготовленных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения	Способ сварки	Толщина св. деталей мм.	Условное об. сварного соединения	
			Подготовленных кромок	Сварного шва				
тавровое	Без скоса кромок	двусторонний			АФ; 	0,3- 40,0	Т3	

Таблица 12 
Параметры разделки кромок 
Условное обозначение сварного шва	Конструктивные элементы	Способ сварки	S	d	
	Подготовленных кромок свариваемых деталей	Сварного шва			Номинальное отклонение	Предельное отклонение	
Т3			АФ	Св. 5 до 40	0	+1.5	

Разделку кромок под полумеханизированную сварку производить согласно ГОСТ14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры». Способ разделки кромок указан в таблице с 13 по 18. Наиболее характерные толщины для полумеханизированной сварки конструкции: деталь 15 t=25мм с деталью 1 стенка t=17мм. деталь 3 плита t=40 с дет. 4 ребро t=20мм, деталь 5 ребро t=10мм с дет. 1 толщина 17мм. 
Разделка кромок по ГОСТ 5264-80 ручная дуговая сварка не производится, так как данный вид сварки используется на прихватке во время сборки. Разделка произведена под основные способам сварки.

Таблица 13
Параметры разделки кромок 
Условное обозначение сварного соединения	Конструктивнее элементы	Способ сварки	s	d	
	Подготовленных кромок	Сварного шва			Номин.	Пред. отклон.	
Т3			УП	0	6.0-20.0	+1.5	
					220-40.0	+2.0	

Таблица 14
Способ и параметры разделки кромок 
Тип соединения	Условное обозначение шва	Конструктивные элементы	Способ сварки	b	S	B	
		Подготовка кромок	Шва сварного соединения		Номиноткл	Предел откл			
Тавр 	Т3 			УП	0	+1,5	6,0-20,0	-	

Таблица 15
Способ и параметры разделки кромок 
Толщина свариваемых деталей	Форма подготовленных кромок	Характер выполненного шва	Форма поперечного сечения	Толщина деталей. мм	Условн. обозначение.	
			Подготовленных кромок	Выполненного шва	УП		
тавровое	Баз скоса кромок	двусторонний			0.8-40	Т3	
	С двумя симметричными скосами одной кромки				6-80	Т8	
Стыковое	С двумя симметричными скосами одной кромки	двусторонний			8-100	С15	
Нахлесточное	Без скоса кромок	двусторонний	
	
	0.8-60	Н2	

Таблица 16
Способ и параметры разделки кромок 
усл. Обознач.	Конструктивные элементы	Способ сварки	s	b	c	e	g прелдель. откл	a, град. пред. откл. +2°	
	Подготовленных
Кромок 	Шва сварного соединения			Номин.	Предельн.	Номин.	Предельн.	Номин.	Предельн.			
Т8			УП	20-24	2	+1
-2	2	+1
-2	14	±3	0.08s	45	
				26-30					16	±4			

Таблица 17
Способ и параметры разделки кромок 
Условное обозначение 	Конструктивные элементы	Способ сварки	s=s1	b	c	e	g	 гр. пр. откл 2	
				Номин.	Пред. откл	Номин.	Пред. откл	Номин.	Пред. откл	Номин.	Пред. откл		
	Подготовленных кромок	Шва св. соед.												
С15			УП	16-20	1	±1	1	±1	12	±2	1	±1	40	

Таблица 18
Способ и параметры разделки кромок 
Условное обозначение	Конструктивные элементы	Сособ сварки	s	b	B	
	Подготовленных кромок	Сварного шва			Номин откл	Пред откл.		

Н2			УП	11.0-28.0	0	+1.5	12.0-100.0	

1.7 Определение трудоемкости работ

1.7.1 Компоновка сопроводительных листов
Подготовку металла под обработку начинаем с группирования сопроводительных листов. Листы комплектуем по однородным технологическим операциям, одной толщине и виду проката.
Сопроводительный лист №1 содержит поз. 1, 2 сталь полосовая универсальная ГОСТ82-70.
Сопроводительный лист №2 содержит поз.3 t=40мм.
Сопроводительный лист №3 содержит поз.4 и поз.14 толщина 20мм необходима фигурная механическая резка, все остальные операции идентичны по обработке.
Сопроводительный лист №4 включает поз.13 и поз.5 t=20мм для неё необходима фигурная механическая резка.
Сопроводительный лист №5 содержит поз. 11 t=20мм для них необходима пробивка отверстий.
Сопроводительный лист № 6 включает, в себя поз 6,10,12 требуется сверление отверстий.
Сопроводительный лист №7 содержит поз. 8 t=25мм.
Сопроводительный лист №8 включает поз.7, поз.15, поз.16, поз.17 t=25мм строгать торец.
Сопроводительный лист №9 содержит поз. 9 t=12мм необходимо сверление отверстий.
Сопроводительный лист №10 включает поз. 18 t=17мм требуется строгать в 1 продол.
Для сопроводительного листа №1 под позицию.1 принимаем лист, 17х300х15000 на листе располагается одна деталь, принимаем 60 листов, деловой остаток, полученный сечением 535х300 в количестве 60шт. возвращаем на склад. Под позицию.2 принимаем лист 12х450х15000 на листе одна деталь, принимаем 30 листов, остаток, полученный сечением 450х535 в количестве 30шт. возвращаем как деловой на склад. 
Для сопроводительного листа №2 под позицию.3 лист 40х1500х4500 на листе располагается 15деталей, принимаем 2 листа, остаток, полученный сечением 250х1500 2шт. возвращаем на склад.
Для сопроводительного листа №3 принимаем лист 20х1400х4500. На одном листе 30деталей поз.4 и 30 деталей поз.14, остаток сечением 20х1000х1400 возвращаем на склад как деловой.
Для сопроводительного листа №4 принимаем лист 10х1400х4500. Требуется 30 деталей поз.13 и 420 деталей поз.5. На 1листе 30 деталей поз.13. Остаток сечением 10х1400х1500 используем под позицию.5, которых на остатке получается 30 деталей.
Принимаем 4 листа сечением 10х1400х4500 для оставшихся 390 деталей поз.5. Используем 3 полных листа для позиции 5. Деловой остаток от 4-го листа сечением 10х1400х1800 используем под 2 детали поз.12.
Для сопроводительного листа №5 -20х1400х4500. для позиции 11 требуется, 120 деталей на 1 листе располагается 120 деталей, остаток сечением 20х1400х2400 возвращаем на склад как деловой. Принимаем 1 лист.
Для сопроводительного листа №6 -10х1400х4500.Для позиции 6 требуется 30 деталей, на одном листе располагается 24 детали, остаток сечением 180х1400 возвращаем на склад как деловой. Недостающие детали выполняем из делового остатка позиции 10. Для позиции 6 принимаем 1 лист
Для поз.10 принимаем лист сечением 10х1400х4500мм. Надо 30 деталей. На одном листе 30 деталей поз.10, деловой остаток сечением 3870х1400 передаем для позиции 6 в крличестве.6штук и 8 деталей поз.12. Для 28деталей, поз.12 принимаем лист сечением 10х1400х4500мм. Остаток сечением 1400х3020 возвращаем на склад как деловой. Всего для позиции 6, позиции 10, и позиции 12 принимаем 2 листа.
Для сопроводительного листа №7 принимаем лист, 25х1400х4500 требуется 30 деталей поз.8 на одном листе 24 детали. Недостающие детали в количестве 6штук выполняем из делового остатка поз.16. Принимаем 1 листа. Остаток, полученный сечением 380х1400 в количестве 1штуки как деловой на склад. 
Для сопроводительного листа №8 сечение проката 25х1400х4500мм. Для позиции 15 требуется 30 деталей. На одном листе 27 деталей. Недостающие детали выполняем из делового остатка позиции 16.
Для позиции 16 требуется 30 деталей на одном листе 30 деталей. Остаток сечением 1400х2700мм отправляем для позиции 8 (6 деталей) и остаток сечением 1670х1400мм для позиции 15(3шт) 
Для позиции 17 требуется 30 деталей на одном листе 30 деталей, остаток 500х1400мм, отправляем как деловой на склад.
Для позиции 7 принимаем лист сечением 20х1400х4500мм, надо 60 деталей на одном листе 60 деталей, остаток 1260х1400мм, возвращаем на склад как деловой
Для сопроводительного листа 8 позиции 15,16,17 принимаем 3 листа сечением 25х1400х4500мм и 1 лист сечением 20х1400х4500мм
Сопроводительный лист №9 позиция 9 требуется, 30 деталей принимаем лист сечением 25х1400х4500мм. На одном листе 30 деталей, остаток 1400х1700мм возвращаем на склад как деловой.
Сопроводительный лист №10 позиция 18 принимаем лист 17х1400х3600мм. Надо 60 деталей на одном листе 60 деталей. Остаток сечением 1400х2700мм возвращаем на склад как деловой. Принимаем 1 лист.

1.7.2 Нормирование заготовительных операций
Нормирование заготовительных операций начинаем с правки.
Нормирование правки на ЛПВ листовой стали по формуле

Тшт=(m (t0+tв1 ) + tв2 ) k, 

где m-количество проходов листа через валки, зависящее от толщины листа=3
t0- основное время правки при одном проходе, в мин/проход
tв1 –вспомогательное время на реверс мотора=0,15 мин
tв2-вспомогательное время на установку и снятие деталей при весе более 100кг=3,5
k –коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, отдых, личные нужды в % к оперативному времени =1,05
t0= L/ v, мин./проход
где L-приведенная длина правки, м
v- скорость правки по паспорту 8 м/мин
L= l1 + l2 ,м
Где l1 –длина листа, м
l2 –расстояние между осями крайних нижних валков =0,05м ( по паспорту)

L=2,8+0,05=2,85,м

t0 =2,85/8=0,35 мин. проход

Тшт =(4х (0,35+0,15)+3,5) х 1,05=5,9 мин=0,09 чел.-час

По нормативам ЕНиР 40 Тшт=0,026 чел.час, разница составляет 28% в большую сторону.
Разметка.
Т шт=t k,мин
t-оперативное время по данным хронометража =0,127
k –коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, отдых, личные нужды в % к оперативному времени =1,06

Тшт = 0,127 х 1,06=0,13 чел.-час

По нормативам ЕНиР40 Тшт=0,09 чел.-час, разница составляет 0,04ч.
Механическая резка.
Нормирование механической резки обечайки на гильотинных ножницах, z=16

Тшт =(t0+tв1 ) к, чел.-час 

t0- основное время резки, мин
tв1 –вспомогательное время для гильотинных ножниц =7,0 мин
k –коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, отдых, личные нужды в % к оперативному времени =1,09
t0= 1/z, мин
основное время резки
t0= 1/16=0,062
Штучная норма времени 

Тшт =(0,062 + 7,0 ) х 1,09=7,6час=0,12 чел.-час 

По нормативам ЕНиР 40 Тшт=0,165 чел.час, разница составляет 27% в большую сторону.

Тшт =(2,9+8 ) х 1,1=12 мин =0,2 чел.-час 

По нормативам ЕНиР 40 Тшт=0,18 чел.час, разница составляет 11% в большую сторону. 
Из сопоставления расчетных норм времени на заготовительные операции следует, что расчетное время отличаются от нормативного незначительно. Остальные детали нормируем по ЕНиР40.
Нормирование операций производим в следующем порядке
Сопроводительный лист №1
Операция первая-правка листового проката толщиной 12мм поз.2 и толщиной 17мм позиция 1.
Объем работ шт30 деталей для позиции 2 и 60 деталей для позиции 1 Площадь листа под правку 4,5м2, измеритель для полосовой стали 100 погонных метров. Следовательно, время, затраченное на правку одной полосы толщиной до 20мм 0,4 чел.-час. На весь объем работ составит 90 х 0,004=0,36 чел.-час
Операция 2 – механическая резка торцов деталей из полосовой стали
90деталей, отрезаемая длина более 8м, толщина до 20мм. Измеритель 10 торцов нормированное время 1,04 чел.-час. Следовательно время на резку 90 х 0,104=9,36 чел.-час
Аналогично сопроводительному листу №1 производим расчет времени на изготовление деталей для годового объема конструкции по остальным сопроводительным листам. Результаты заносим в маршрутную карту.

1.8 Выбор и расчет режимов сварки

1.8.1 Основные параметры ручной дуговой сварки
Основными параметрами режима сварки являются сила тока, напряжение дуги и скорость сварки. Величина тока в большей степени определяет тепловую мощность дуги. С увеличением тока возрастает ширина и длинна сварочной ванны, а так же глубина проплавления металла, глубина проплавления металла. При назначении тока на прихватку для данной конструкции учтена толщина свариваемого металла, глубина проплавления – 1/3 от Кf, но не более 6.0 мм. С учетом выше изложенного выбран диаметр электрода 4мм.
Величину тока можно посчитать пользуясь эмпирической формулой:

 А

Где: - диаметр электрода, мм.
К- коэффициэнт, зависящий от диаметра электрода и имеющий   следующие значения 
Диаметр электрода, мм 4
К   35-50

Напряжение дуги при ручной дуговой сварке изменяется в узких пределах (20-36 В) и при расчетах режима не регламентируется, условно принимаем 30В. Ручная дуговая сварка в данном случае используется для прихваток – является однослойной и выполняется за один проход. Согласно СНиП II-23-81,таблица 38 минимальный катет шва равен 5.0мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм с пределом текучести стали до 430 МПа. Площадь поперечного сечения шва на прихватку определяется по формуле:

/2, мм2

Где:  катет шва, мм2

Определяем скорость сварки 

Где: - коэффициент наплавки г/Ач (11.6±0.4)
Fн- площадь поперечного сечения шва- 12.5мм2
- плотность наплавленного металла г/см3

/с = 23.7 м/ч.

1.8.2 Выбор режимов полумеханизированной сварки
Выбор параметров режимов полумеханизированной сварки в углекислом газе.	Установленного метода расчета сварки нет. На практике обычно пользуются апробированными таблицами и графиками. От параметров зависит форма и размеры шва, определяемые коэффициентом провара 𝜓пр. оптимальное значение которого 1.3-2. Согласно СНиП II-23-81 табл. 38 при толщине металла с пределом текучести до 430 МПа, тип соединения тавровое Кf=6мм.

Таблица 19
Катет шва (мм)	Количество слоев	Диаметр проволоки (мм)	
6.0	1	1.6	

Сварочный ток Iсв и напряжение на дуге Uд при которых обеспечивается хорошая устойчивость горения дуги и формирование шва, установлено в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Таблица 20
Диаметр электродной проволоки (мм)	Сварочный ток (А)	Напряжение на дуге (В)	
1.6	350	28	

Площадь поперечного сечения шва определяется по формуле:

, мм.
 мм

Скорость сварки определяется по формуле:

Где Lн- коэффициент наплавки 11.6±0.4;
γ - удельный вес металла шва 7.8 г/см3

м/ч
Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле:

π
 м/ч

Расход углекислого газа и вылет электродной проволоки влияет на размер шва и стабильность процесса сварки, при сварке электродной проволокой диаметром 1.6мм расход СО2 составляет 18л/мин. Вылетом электродной проволоки называется длинна отрезка электродной проволоки между ее концом и выходом из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качество сварного шва. 
Выбор максимального вылета электродной проволоки произведен из расчета диаметра проволоки и составил 12мм. 
Кроме вылета электродной проволоки необходимо выдержать определенное расстояние от сопла горелки до изделия. Равное 20мм так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленном металле, что приводит к образованию пор.
Сварка ведется только на постоянном токе обратной полярности. Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В данном случае сварку следует производить углом назад в пределах 5°-10°, наплавка металла получается наиболее плотной.

1.8.3 Расчет режимов механизированной сварки под слоем флюса.
Свариваемые детали поз.1 t=17мм, поз.2 t=12мм. Рассматриваемый тип соединения Т3 можно представить как шов, выполняемый в положении «лодочка» без разделки кромок.
При расчете режима сварки задаемся значением катета шва, определяемого из условий прочности в соответствии со «СНиП 11-23-81». Согласно табл. 38* катет шва = 6мм.
Площадь сечения наплавленного металла для тавровых соединений без разделки кромок 2-х сторонней сварки в соответствии с ГОСТ 8713-79.

, мм.
 мм

где: -катет шва.
Диаметр электродной проволоки желательно выбирать таким чтобы он обеспечил максимальную производительность при требуемой глубине проплавления. Предварительно принимаем диаметр электрода 3мм. При сварке для более глубокого проплавления рекомендуется использовать более высокие значения плотности тока в электродной проволоке, задаемся значением плотности тока i=75,А/ мм2.
Произведем расчет силы сварочного тока по формуле.

Где d-диаметр электрода, мм.
i - плотность тока, А/мм2

Окончательно устанавливаем сварочный ток 550А.
Уточняем диаметр электрода по формуле.

=3мм.

Вычисляем рекомендуемую скорость сварки по формуле:

Где Lн- коэффициент наплавки 11.6±0.4;
γ - удельный вес металла шва 7.8 г/см3

м/ч

Определяем напряжение не дуге

При увеличении напряжения дуги увеличивается ее подвижность, при этом ширина шва растет, провара практически остается постоянной.
Скорость подачи электродной, м/ч рассчитывается в зависимости от величины сварочного тока по формуле

Форма шва в основном определяется коэффициентом провара. Для тавровых соединений он должен быть не более 2. При маленьких значениях - появляется склонность к образованию горячих трещин, при больших значениях – к увеличению возможных деформаций. 
Определим коэффициент провара

В

К1-коэффициент величина которого зависит от рода тока и полярности для постоянного тока прямой полярности К1=1.12
Эффективная тепловая мощность дуги

где η- эффективный КПД, для автоматической сварки под флюсом составляет (0.8-0.95).

Определим фактическую глубину проплавления по формуле.

1.9 Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями.

Деформацией называется изменение формы и размера тел под действием сил. К деформации после сварки приводят внутренние напряжения в сварном шве. Сварочные деформации зависят от технологического процесса сборочно-сварочных работ, оказывают влияние на геометрическую форму изделия, а иногда и на его несущую способность.
Наиболее часто встречающимися видами деформации элементов являются серповидность, продольное и поперечное укорочение, винтообразность, грибовидность перекос полок, коробление листовых деталей и др.
Мероприятия по борьбе с деформациями можно разделить на 3 вида: конструктивные, технологические, проводимые в процессе сварки, технологические проводимые после сварки. 
К технологическим мероприятиям, проводимым во время сварки конструкций, относится предварительный обратный выгиб, жесткое закрепление, способ уравновешенных деформаций, первоочередная сварка поперечных швов, обратноступенчатый порядок наложения швов при сварке.
Жесткое закрепление конструкции уменьшает деформации, но при этом в металле возникают дополнительные внутренние напряжения, которые могут вызвать появление трещин, как в металле шва, так и в околошовной зоне.
Способ уравновешивания деформаций применяется для сварки конструкций, имеющих швы, расположенные симметрично к центру тяжести сечения. Последовательность наложения швов устанавливается с таким расчетом, чтобы деформации, вызванные, наложением шва были ликвидированы обратными деформациями после наложения предыдущего шва. 
Коробление стенок при сварке двутавровых балок из листовой стали можно предотвратить механическим натяжением стенки в процессе сборки.
Для предотвращения винтообразности рекомендуется увеличить жесткость сечения за счет установки до сварки поясных швов, диафрагм через 1200-1500мм начиная с торцов.
Устранение сверх допустимых деформаций в конструкциях производят с помощью листоправильных вальцов, кулачковых прессов, пневматических скоб, машин для правки грибовидности, домкратов, винтовых приспособлений, грузов, пламенем газовой горелки, наложением холостых швов и др. 
Правка деформированных сваркой стержней колонны может быть выполнена местным нагревом. Пламенем ацетиленовой горелки. Нагрев производится с выпуклой треугольниками или полосами, положение которых предварительно размечается мелом. Правку хлопунов в стенках сплошных стержней колонн производят местным нагревом с выпуклой стороны полосами или отдельными точками. Рядом с нагретыми участками рекомендуется производить проколачивание металла молотками или кувалдами. Местный нагрев производят при температуре 700-800 0С, доводя металл до пластического состояния, определяя температуру по цвету каления или с помощью термочувствительных карандашей (рис. 7).

Рисунок 7. Правка грибовидности

Следует соблюдать следующие конструктивные способы: 
1) в конструкции должно быть минимальное количества сварных швов;
2) симметричность расположения швов для уравновешивания деформаций;
3) обеспечены размерами чертежа минимальные зазоры в местах сварки; 
4) расчитывать в сопряжениях деталей возможность конструктивной свободной усадки сварного шва при остывании без жестких заделок;
5) не допускать перекрещивающихся швов; 
6) равномерное, малыми дозами, симметричное распределение тепловложениий от сварки, с указанием последовательности и направления наложения швов, их протяженности и сечения, применяя и встречное направление второго слоя (прохода) шва 
7) обоснованные режимы сварки и правильная последовательность наложения швов; 
8) минимальное количество прихваток и малое их сечение;
9) предварительное взаимное расположение деталей с учетом будущей деформации, а также предварительные прогибы, которые исчезнут от деформации после сварки;
10) предварительное закрепление деталей перед сваркой

Рисунок 8. Конструктивные мероприятия по устранению деформации

Для уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сборке используют жесткое закрепление деталей прихватками обеспечивая максимальную точность не допуская увеличенных или неравномерных зазоров и смещения кромок, смотри рисунок 6.

1-прихватка
Рисунок 9. Жесткое закрепление

При одной и той же погонной энергии сварка под флюсом благодаря значительной скорости перемещения дуги (изотермы вытянуты и сдвинуты в область, уже пройденную дугой) обеспечивает меньшие остаточные деформации, чем ручная дуговая сварка.
Учитывая, что длина участка при сварке поясных швов стержня 14м, следует использовать обратноступенчатый способ наложения швов, разбивая весь участок на участки по 1,5м. Технология наложения обратноступенчатым способом от середины к концам шва представлена на рисунке.

Рисунок 10. Обратно-ступенчатый метод

1.10 Контроль сварных соединений

1.10.1Общие требования
Контроль качества сварки и сварных соединений включает:
•	проверку аттестации персонала;
•	проверку сборочно-сварочного и контрольного оборудования, аппаратуры, приборов и инструментов;
•	контроль качества основных материалов;
•	контроль качества сварочных материалов и материалов для дефектоскопии;
•	операционный контроль технологии сварки;
•	неразрушающий контроль качества сварных соединений;
•	разрушающий контроль качества сварных соединений;
•	контроль исправления дефектов. 
Виды контроля определяются конструкторской организацией в соответствии с требованиями правил, НД на изделия и сварку и указываются в конструкторской документации. Для установления методов и объемов контроля сварных соединений определена группа конструкции в зависимости от расчетных параметров и условий эксплуатации. В процессе изготовления колонна должны проверяться:
- соответствие металла свариваемых деталей и сварочных материалов требованиям НД;
- соответствие качества подготовки кромок и сборки под сварку требованиям действующих стандартов и чертежей;
- соблюдение технологического процесса сварки разработанного в соответствии с требованиями НД. Основными видами неразрушающего контроля металла и сварных соединений для данной конструкции являются: визуальный и измерительный контроль. Кроме этого, могут применяться другие методы (акустическая эмиссия, магнитография, цветная дефектоскопия, определение содержания в металле шва ферритной фазы и др.) в соответствии с ТУ организации-изготовителя в объеме, предусмотренном НД.
Контроль материалов и сварных соединений неразрушающими методами должен проводиться организациями, имеющими разрешение (лицензию) органов Госгортехнадзора России на выполнение этих работ.
Приемочный контроль изделия, сборочных единиц и сварных соединений должен выполняться после окончания всех технологических операций, связанных с термической обработкой, деформированием и наклепом металла.
Последовательность контроля отдельными методами должна соответствовать требованиям НД. Визуальный и измерительный контроль, должны предшествовать контролю другими методами.
Контроль качества сварных соединений должен производиться по НД, согласованной с Госгортехнадзором России.
В процессе производства работ персоналом организации - производителя работ должен осуществляться операционный контроль технологических процессов подготовки и сборки деталей под сварку, сварки и термической обработки сварных соединений, исправления дефектов сварных соединений.
При операционном контроле проверяется соблюдение исполнителями требований настоящих Правил, НД и чертежей. Объемы операционного контроля при подготовке, сборке, сварке и исправлении дефектов должны указываться в НД.
Результаты по каждому виду контроля (в том числе и операционного) должны фиксироваться в отчетной документации (журналах, формулярах, протоколах, маршрутных паспортах и т.д.).
Средства контроля должны проходить метрологическую проверку в соответствии с требованиями нормативной документации Госстандарта России.
Каждая партия материалов для дефектоскопии (пенетранты, порошок, суспензии, радиографическая пленка, химические реактивы и т.д.) до начала их использования должна быть подвергнута входному контролю.
Объем неразрушающего контроля, предусмотренный настоящими Правилами, может быть уменьшен по согласованию с Госгортехнадзором России в случае массового изготовления, в том числе при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на отдельных видах работ и высоком их качестве, подтвержденном результатами контроля за период не менее 6 месяцев. Копия разрешения вкладывается в паспорт конструкции.
Изделие признается годным, если при контроле в нем не будут обнаружены внутренние и наружные дефекты, выходящие за пределы допустимых норм, установленных настоящими Правилами и НД на изделие и сварку.

1.10.2 Визуальный и измерительный контроль
Визуальному и измерительному контролю подлежат все сварные соединения и их элементов с целью выявления в них следующих дефектов: трещин всех видов и направлений; свищей и пористости наружной поверхности шва.
Подрезов; наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров; смещения и совместного увода кромок свариваемых элементов свыше норм, предусмотренных правилами; непрямолинейность соединяемых элементов.
Несоответствие формы и размеров швов требованиям технической документации.
Перед визуальным осмотром поверхность сварного шва и прилегающие к нему участки основного металла шириной не менее 20мм в обе стороны от шва должны быть зачищены от шлака и других загрязнений.
Осмотр и измерения сварных соединений должны производиться с наружной и внутренней сторон по всей протяженности швов. В случае невозможности осмотра и измерения сварного соединения с двух сторон его контроль должен производиться в порядке, предусмотренном автором проекта.

1.10.3 Ультразвуковой контроль
Ультразвуковая дефектоскопия производятся с целью выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и др.).
К контролю сварных соединений физическими методами допускаются специалисты, прошедшие специальную теоретическую подготовку, практическое обучение и аттестацию в соответствии с «Правилами аттестации специалистов неразрушающего контроля», утвержденными Госгортехнадзором России 18.08.92 г.
Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль сварных соединений должны производиться в соответствии с требованиями НД.
Метод контроля (ультразвуковая дефектоскопия) выбирается исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности данного метода контроля для конкретного вида сварных соединений.
Объем контроля ультразвуковой дефектоскопией стыковых, угловых, тавровых и других сварных соединений конструкций и их элементов, должен соответствовать НД
Указанный объем контроля относится к каждому сварному соединению. Места сопряжений (пересечений) сварных соединений подлежат обязательному контролю ультразвуковой дефектоскопией.
Перед контролем соответствующего участка сварные соединения должны быть так замаркированы, чтобы их можно было легко обнаружить на картах контроля.
При выявлении недопустимых дефектов в сварных соединениях, подвергаемых ультразвуковой дефектоскопии в объеме менее 100% обязательному контролю тем же методом подлежат однотипные швы этого изделия, выполненные данным сварщиком, по всей длине соединения.
При невозможности осуществления ультразвуковой дефектоскопии из-за недоступности отдельных сварных соединений или при неэффективности этих методов контроля контроль качества этих сварных соединений должен производиться другими методами в соответствии с инструкцией.

1.10.4 Контрольные сварные соединения
Контроль механических свойств, испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии и металлографические исследования сварных соединений должны производиться на образцах, изготовленных из контрольных сварных соединений. 
Контрольные сварные соединения должны быть идентичны контролируемым производственным сварным соединениям (по маркам стали, толщине листа).
Форме разделки кромок, методу сварки, сварочным материалам, положению шва, режимам. Швы должны быть выполнены тем же сварщиком и на том же сварочном оборудовании одновременно с контролируемым производственным соединением. Если проведена производственная аттестация технологии сварки в соответствии с требованиями настоящих правил, то по согласованию со специализированными научно-исследовательскими организациями.
При сварке контрольных соединений (пластин), предназначенных для проверки механических свойств, проведения испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии и металлографического исследования, пластины следует прихватывать к свариваемым элементам так, чтобы шов контрольных пластин являлся продолжением шва свариваемого изделия.
Сварка контрольных пластин для проверки соединений элементов конструкции, к которым прихватка пластин невозможна, может производиться отдельно от них, но с обязательным соблюдением всех условий сварки контролируемых стыковых соединений.
При автоматической (механизированной) сварке конструкции на каждую конструкцию должно быть сварено одно контрольное соединение. Если в течение рабочей смены по одному технологическому процессу сваривается несколько однотипных конструкций, разрешается на всю партию конструкций, сваренных в данной смене, выполнить одно контрольное соединение. 
Сварка контрольных соединений во всех случаях должна осуществляться сварщиками, выполнявшими контролируемые сварные соединения на сосудах.
Контрольные сварные соединения должны подвергаться ультразвуковой дефектоскопии по всей длине.
Если в контрольном соединении будут обнаружены недопустимые дефекты, все производственные сварные соединения, представленные данным соединением и не подвергнутые ранее дефектоскопии, подлежат проверке неразрушающим методом контроля по всей длине.
Оценка качества сварных соединений указана в карте контроля. Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных правилами и техническими условиями.
Дефекты, обнаруженные в процессе изготовления, должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков. Методы и качество исправления дефектов должны обеспечивать необходимую надежность и безопасность работы сосуда.
Исправление дефектов в сварных соединениях
Недопустимые дефекты, обнаруженные в процессе изготовления (доизготовления), реконструкции, монтажа, ремонта, наладки, испытания и эксплуатации, должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков.
Технология исправления дефектов и порядок контроля устанавливаются НД, разработанной в соответствии с требованиями настоящих Правил и НД.
Отклонения от принятой технологии исправления дефектов должны быть согласованы с ее разработчиком. Удаление дефектов следует проводить механическим способом с обеспечением плавных переходов в местах выборок. Максимальные размеры и форма подлежащих заварке выборок устанавливаются НД.
Допускается применение способов термической резки (строжки) для удаления внутренних дефектов с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом.
Полнота удаления дефектов должна быть проверена визуально и методом неразрушающего контроля (капиллярной или магнитопорошковой дефектоскопией либо травлением) в соответствии с требованиями НД.
Исправление дефектов без заварки мест их выборки допускается в случае сохранения минимально допустимой толщины стенки детали в месте максимальной глубины выборки.
Если при контроле исправленного участка будут обнаружены дефекты, то допускается проводить повторное исправление в том же порядке, что и первое.
Исправление дефектов на одном и том же участке сварного соединения допускается проводить не более трех раз.
Не считаются повторно исправленными разрезаемые по сварному шву соединения с удалением металла шва и зоны термического влияния.

1.11 Технологический процесс сборки и сварки конструкции

1.11.1 Общие требования
Кромки деталей, подлежащих сварке, и прилегающие к ним участки должны быть очищены от окалины, краски, масла и других загрязнений в соответствии с требованиями НД.
Приварка и удаление вспомогательных элементов (сборочных устройств, временных креплений и др.) должны производиться в соответствии с указаниями чертежей и НД. Приварка этих элементов должна выполняться сварщиком, допущенным к сварке данного изделия.
Прихватки должны выполняться сварщиком, допущенным к сварке данного изделия с применением присадочных материалов, предусмотренных технической документацией на сварку данного изделия. Прихватки при дальнейшем проведении сварочных работ удаляются или переплавляются основным швом.
Приварка временных креплений и удаление их после сварки основного изделия должны производиться по технологии, исключающей образование трещин и закалочных зон в металле изделия.
Все сварочные работы при изготовлении изделий и их элементов должны производиться при положительных температурах в закрытых помещениях.
Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполняющего эти швы. Конструктивный зазор в угловых и тавровых сварных соединениях допускается в случаях, предусмотренных НД.
Клеймо наносится на расстоянии 20-50мм от кромки сварного шва с наружной стороны. Если шов с наружной и внутренней сторон заваривается разными сварщиками, клейма ставятся только с наружной стороны через дробь: в числителе клеймо сварщика с наружной стороны шва, в знаменателе - с внутренней стороны. Если сварные соединения конструкции выполняются одним сварщиком, то допускается клеймо сварщика ставить около таблички или на другом открытом участке. Если сварные соединения выполнялись несколькими сварщиками, то на нем должны быть поставлены клейма всех сварщиков, участвовавших в его выполнении.

1.11.2 Нормирование сборочно-сварочных операций
Нормирование полумеханизированной сварки в защитном газе для крупносерийного производства

Тшт=( (t0+tв1 )k1 k2 l + tв2 ) k3 , чел.-час

t0- основное время однопроходной сварки, мин
tв1 –вспомогательное время связанное с 1м шва, мин
k1 –коэффициент, учитывающий пространственного положения сварки для нижнего=1
k2 –коэффициент, учитывающий, длину шва =1,1
 k3 –коэффициент, учитывающий тип производства, крупносерийно =1,13
t0= 60 FY/aI, мин
где F-площадь поперечного сечения шва по расчетам =18мм2
Y-удельный вес наплавленного металла= 7,8 гр/см3
а- коэффициент наплавки = 11,6+-0,4 гр/А.час
I-сварочный ток по расчету =350А
Определяем основное время сварки

t0= 60 х 0,18 х 7,8 / 11,6 х 350=0,02 мин
tв1 =t1+ t 2 + t3 + t4 + t5

t1- зачистка кромок под шов =0,5 мин/м
 t 2 –смена электрод=0
t3 - осмотр шва =0,35мин 
t4 -зачистка шва=1,26 мин
t5 –переход сварщика и подтягивание проводов =0,3 мин

tв1 =0,5+0 +0,35+1,26+0,3=2,41
tв2 = t6 + t7

t6 –время установки ,кантовки, снятия изделия при работе с подъемно-тртными средствами =13 
t7 –установка клейма сварщика в одном месте =0,3 мин

tв2 = 13 + 0,3=13,3

Штучная норма времени

Тшт=( (0,02+2,41 ) х 1,2 + 13,3) 1,13=18,32мин=0,30 чел.-час

По нормативам ЕНиР22 в составе работ не предусмотрено t6 –время установки, кантовки, снятия изделия при работе с подъемно-тртными средствами при вычите этого времени получим

Тшт=( (0,02+2,41 ) х 1,2) 1,13=2,9мин=0,04 чел.-час

Сравнив расчетное время 0,04чел.-час. и нормативное 0,1 чел.-час на 1 погонный метр, норму времени по сборке и сварке фермы устанавливаем по ЕНиР 22. Технологический процесс изготовления оформляем в маршрутную карту.

1.12 Расчет потребности сварочных материалов и электроэнергии

Расчет расхода сварочных материалов ручной дуговой сварки
Зная режим сварки, легко определить вес наплавленного металла, расход металла и расход электродов:

QHM=FH x J x L гр

где: QH – масса наплавленного металла, гр;
FH – площадь поперечного сечения, см2;
J - удельный вес наплавленного металла, г/см3, для покрытых элементов;
L – длина шва, см;
Определяем вес наплавленного металла для полного объема изделий в 30 штук
QHM=0,125 x 7,8 x69699=67956гр
QЭ=К1 x К2 x QHM гр

где: QЭ – расход покрытых электродов, гр;
К1 – коэффициент, учитывающий потери на угар и разбрызгивание и огарки. Если принять потери на угар и разбрызгивание 10% и на огарки 15 %, то К1=1,33;
К2 – коэффициент, учитывающий вес покрытия К2=1,25-1,4.

QЭ=67956 x 1,25 x 1,33=112977гр

Расчет расхода сварочных материалов в среде защитных газов
Основными сварочными материалами являются: сварочная проволока, защитный газ (аргон, углекислый газ). Расход сварочной проволоки ведется по формуле:

QПР=КР x QH гр

где: QПР – расход сварочной проволоки на всю конструкцию, гр;
QH– расход наплавленного металла на всю конструкцию, гр;
КР – коэффициент расхода, учитывающий потери проволоки 1,03-1,15.
Находим вес наплавленного металла на всю конструкцию по формуле QHM

QHM=0,18 x 7,8 x 104820=147167,2гр
QПР=147167 x 1,15=169242гр

Расход защитного газа
Определение защитного газа:

HГ=QГ x LM x QДОП л
QГ=gГ x t0 л/мин
t0=60/ VСВ мин
QДОП=tп.з. x gГ л

где: HГ – расход защитного газа;
QГ – расход газа на 1 п.м. шва;
gГ – удельный расход защитного газа;
LM – длина однопроходного шва;
t0 – основное время сварки;
VСВ – скорость сварки;
QДОП – дополнительный расход газа на подготовительную операцию (продувка газа перед началом сварки, настройка режима);
tп.з – время подготовительно-заключительной операции при сварки плавящимся электродом tп.з=0,05.

QДОП=0,05 x 17=0,85 л
t0=60/20=3 мин
QГ=17х3=51 л/мин
HГ51 x1048 + 0,85=53459 л

Вес наплавленного металла на сварку двутаврового стержня балки:

QHM=0,18 x 7,8 x 173580=243706гр
QПР=243706 x 1,15=280262гр

Расход флюса определяется по формуле:

Qф=кфхQЭл

где кф- коэффициент, учитывающий вес флюса к весу сварочной проволоки в общем случае =1,0-1,3

Qф=1,3 х 280262=364340 гр

Расчет расхода электроэнергии на сварку
Расход электроэнергии на полный вес наплавленного металла определяется по формуле:

A=(UД/ x Н) x QH Вт.ч

где: A – электроэнергия затраченная на конструкцию;
UД – напряжение на дуге, В;
 - КПД источника питания сварочной дуги;
Н – коэффициент наплавки, г/А х ч (11,60,4);
QH – масса наплавленного металла, гр.
Потребность в электроэнергии для ручной дуговой сварки (прихватка):

AР=(28 / 0,8 x 11,6) x 112977=336420 Вт.ч 336,4 кВт.ч

Находим потребность в электроэнергии на общую сварку балки полумеханизированным способом:

Aп=(30 / 0,8 x 11,6) x 169242=540090 Вт.ч=540,0 кВт.ч
Находим потребность в электроэнергии на сварку двутаврового стержня механизированным способом:

Aа=(30 / 0,8 x 11,6) x 364340=1162710 Вт.ч=1162,7 кВт.ч
Общая потребность в электроэнергии при сборочно-сварочных операциях составит 2038 кВтч.
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Выбор оборудования

2.1.1 Выбор источника питания
Промышленный классический сварочный аппарат MIG/MAG SYNERGIC.PRO² 250-4 – 450-4
Преимущества (рис. 2.1):
•	Компактный или с отдельным подающим механизмом;
•	Воздушное или жидкостное охлаждение;
•	4-х роликовый подающий механизм, гарантирующий надежную подачу присадочной проволоки даже при использовании сварочной горелки с длинным шлангом;
•	Тележка для источника и газовых баллонов 50 л;
•	Высокая продолжительность включения;
•	Большой выбор сварочных принадлежностей;
•	Промышленное применение.

Рисунок 2.1 Внешний вид сварочного полуавтомата

Характеристики
1.	Абсолютная надежность. Все детали аппаратов серии SYNERGIC.PRO2, вплоть до мельчайшего винта, прошли испытания на долговечность в условиях интенсивной эксплуатации. 
2.	Равномерная подача проволоки. Мощный и точный привод механизма подачи проволоки с цифровым управлением позволяет достигать превосходных результатов даже при использовании сварочной горелки длиной 5 м.
3.	Удобные в перемещении. Благодаря крепкому транспортному механизму с большими, легко движущимися колесами, оборудование может без проблем маневрировать и перемещаться по мастерской и на строительной площадке. Так же аппараты пригодны для транспортировки с помощью крана или штабельного погрузчика (начиная с 250-4).
Надежный поджиг. Скорость подачи проволоки, вплоть до зажигания электрической дуги, автоматически регулируется функцией медленной подачи проволоки REHM. Одновременно процесс зажигания существенно улучшается за счет оптимальной настройки электронного регулируемого дросселя. К тому же скорость медленной подачи проволоки может, при необходимости, изменяться вручную. Кроме того, наблюдается процесс «заострения» кончика сварочной проволоки в конце сварки. После отключения сварочной дуги полуавтомат активизирует особый процесс, обеспечивающий предотвращение формирования шарика на кончике сварочной проволоки для облегчения последующего зажигания (рис. 2.2)

Рисунок 2.2. 
4.	Удобный в обращении механизм подачи проволоки. Механизм подачи проволоки надежно закреплен к источнику. Тем не менее, он может легко вращаться. Также механизм подачи проволоки может легко сниматься вручную без какого-либо инструмента и может закрепляться на смонтированной транспортировочной тележке.
5.	Стабильная электрическая дуга. Непрерывный контроль напряжения сети и компенсация колебаний сети обеспечивает равномерную, стабильную электрическую дугу, а следовательно, наилучшие результаты сварки.
6.	Отсутствие залипания. Благодаря контролируемому управлению подачей сварочной проволоки гарантируется постоянный вылет проволоки и автоматическая настройка времени поджига сварочной проволоки. Таким образом, предотвращается залипание к свариваемому изделию или на наконечнике сварочной горелки. Время поджига сварочной проволоки может, к тому же, при необходимости изменяться вручную.
7.	Продувка газом после окончания сварки. Задаваемое программой время продувки газом после окончания сварки может, при необходимости, изменяться вручную.
8.	Низкий уровень шума. Оптимальная конструкция корпуса, а также переключение работы вентилятора и водяного насоса в режим ожидания, обеспечивают удобное длительное использование.
Энергоэффективный режим ожидания для вентилятора охлаждения и водяного насоса (отключаются после завершения сварочного процесса через заданный промежуток времени) повышает срок службы водяного насоса и вентилятора, а так же значительно снижает энергопотребление и уровень шума. После завершения сварочного процесса, если сварочный полуавтомат не используется, то после отключения вентилятора и водяного насоса, сварочная установка отключает силовые модули от сети, в то время как приборная панель остается в состоянии ожидания.
9.	Сварка осуществляется в нескольких режимах: 
•	Режим точечной сварки. С помощью режима точечной сварки возможно выполнение сварочного процесса с заданной временной длительностью. После нажатия на клавишу горелки сварочный процесс завершается автоматически по истечении настроенного времени.
•	Режим интервальной сварки - это вид точечной сварки с определенными интервалами времени. Такой режим позволяет существенно снизить нежелательное тепловложение в основной материал.
•	Сварка в 2-х тактном режиме рекомендуется для быстрого и контролируемого выполнения коротких сварочных швов, а также для ручной точечной сварки. При нажатии на кнопку горелки сварочный процесс запускается, а при отпускании кнопки завершается. В зависимости от модели и типа аппарата, а так же выполненной настройки, при нажатии или отпускании кнопки горелки могут так же запускаться дополнительные функции: горячий старт, стартовый ток, плавный подъем сварочного тока, плавный спуск сварочного тока, ток заварки кратера и др.
•	Сварка в 4-х тактном режиме рекомендуется для выполнения длинных сварочных швов. При нажатии на кнопку горелки сварочный процесс запускается, после этого кнопку горелки следует отпустить. Для завершения сварочного процесса необходимо повторно нажать и отпустить кнопку горелки. В зависимости от модели и типа аппарата, а так же выполненной настройки, при нажатии или отпускании кнопки горелки могут так же запускаться дополнительные функции: горячий старт, стартовый ток, плавный подъем сварочного тока, плавный спуск сварочного тока, ток заварки кратера и др.

Рис. 2.3

10.	Раздельный блок подачи проволоки. Модели с индексом «S» (separate) оснащены раздельным (выносным) блоком подачи проволоки (рис. 2.4). Они могут быть выполнены в нескольких вариантах исполнения и с обширной палитрой возможного оснащения:
•	Standard» – надежный металлический корпус, противоударная защита панели управления. Подающий механизм имеет просторный приемник для 300мм катушек с проволокой (2.4. а)

а

б

в
Рис. 2.4.

•	«Construction» – разработан специально для монтажных работ с облегченным, крепким, усиленным металлическим корпусом и пластмассовым приемником для катушки проволоки диаметром 300мм. Противоударная защита панели управления
•	«MegaPuls TWIN» – импульсные полуавтоматы из модельного ряда MegaPuls 300, 400, 500 могут производиться в нескольких вариантах исполнения – с одним или двумя выносными подающими устройствами.

Таблица 2.1
Технические характеристики сварочного аппарата
Технические характеристики 	250-4 	300-4
300-4 S 	350-4
350-4 S 	350-4 W
350-4 WS 	450-4
450-4 S 	450-4 W
450-4 WS 	
Диапазон регулировки сварочного тока [A] 	35-250 	40-300 	40-350 	40-350 	45-450 	45-450 	
Продолжительность включения (ПВ) при макс. токе (10 мин) при 40 С [%] 	50 	50 	50 	50 	50 	50 	
Сварочный ток при 100% ПВ при 40 С [A] 	180 	210 	260 	260 	320 	320 	
Напряжение холостого хода [В] 	18-37 	17-42 	18-43 	18-43 	18-51 	18-51 	
Число ступеней регулировки 	10 	12 	20 	20 	30 	30 	
Количество роликов в подающем механизме 	4 ролика 	4 ролика 	4 ролика 	4 ролика 	4 ролика 	4 ролика 	
Подключение к сети [В] 	3х400 В 	3х400 В 	3х400 В 	3х400 В 	3х400 В 	3х400 В 	
Предохранитель [A] 	16 	32 	32 	32 	32 	32 	
Охлаждение горелки 	газ 	газ 	газ 	вода 	газ 	вода 	
Класс защиты 	IP 23 	IP 23 	IP 23 	IP 23 	IP 23 	IP 23 	
Вес (с подающим механизмом) [кг] 	100 	110 (134) 	123 (147) 	127 (151) 	136 (160) 	140 (164) 	
Размеры ДхШхВ (с подающим механизмом) [мм] 	1030х605х850 (1030х605х1440) 	

Полуавтомат предназначен для дуговой сварки плавящимся электродом в углекислом газе различных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей протяженными или прерывистыми швами, а также электродуговыми точками. Полуавтомат может осуществлять сварку конструкций малой толщины при низких скоростях подачи электродной проволоки во всех пространственных положениях. 
Имеет плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки. Источник питания - выпрямитель ВДУ-506УЗ.
Полуавтомат предназначен для работы в районах умеренного климата в закрытых помещениях с соблюдением следующих условий:
•	атмосферное давление: от 84 до 106,7 кПа;
•	температура окружающей среды: от минус 10 до плюс 40 °С;
•	средняя относительная влажность воздуха: не более 90% при температуре 20°С;
•	окружающая среда: невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов, разрушающих металлы и изоляцию (рис. 2.5).

Рисунок 2.5 Общий вид ПДГ-515УЗ

Технические характеристики
Напряжение питающей сети при частоте 50 Гц, В		380
Номинальный сварочный ток, А					500
Продолжительность включения при цикле 5 мин, ПВ,%	60
Диаметр электродной проволоки, мм				1,2-2,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч			75-960
Расход защитного газа, л/ч						500-1200
Габаритные размеры, мм:
Выпрямителя						620x820X1100
механизма подачи					438X340X220
Масса, кг:
Выпрямителя								300
механизма подачи 							13

Полуавтомат обеспечивает подачу электродной проволоки и защитного газа в зону сварки, поддержание стабильного горения дуги и последовательное выполнение операций сварочного цикла. Процесс подачи электродной проволоки и защитного газа в полуавтомате - автоматические. Электродная проволока с помощью электродвигательного привода подачи из кассеты поступает в зону сварки по полому токоведущему кабелю. Одновременно, по гибкому шлангу в зону сварки подводится защитный газ. Перемещение сварочной горелки вдоль шва производится сварщиком вручную. Регулирование скорости подачи электродной проволоки плавноступекчатое. Питание полуавтомата осуществляется от трехфазного щита переменного тока.
Система управления выполнена в виде отдельного блока ЕЗ (БУСП-2), устанавливаемого в блок управления полуавтоматом Е2 (БУ - 011), который находится в левой нише сварочного выпрямителя Е4 и соединен с ним через разъем Х4.
Электрическая схема обеспечивает: включение полуавтомата на сварку выключателем. Выключатель расположен на сварочной горелке. Плавное регулирование скорости резистором RЗ, а также стабилизации установленной скорости подачи электродной проволоки. Автоматическую продувку газового тракта защитным газом до зажигания дуги в течение 0,5с. Управление установочными перемещениями электродной проволоки вниз и вверх тумблерами S1; S2. Проверку подачи защитного газа тумблером S2. Работу полуавтомата в трех режимах (сварка протяженных швов, сварка коротких швов, сварка точечных). Управление полуавтоматом осуществляется с пульта управления, расположенного на подающем механизме.
При изготовлении стержня колонны используется автоматический способ сварки. Сварочный материал - проволока сплошного сечения СВ - 08ГА, флюс АН - 348А. Конструкция стержня имеет двутавровое сечение, швы прямолинейные протяженностью более 1500мм. Сварку производить сварочным трактором АДФ 1004-У3, технические характеристики в таблице 21.

Таблица 21
Технические характеристики сварочного трактора
Тип	Напряжение питающей сети В	Номинальный	Электродная проволока	Скорость сварки	Объем бункера	Тип источника питания	Габа-риты мм	Масса, кг	
		Сварочный ток, А	Режим работы ПВ, %	диаметр	Скорость подачи, 1х10-2м/ч						
АДФ 1004-У3	380	1000	60	2-5	0,5-10	0,3-3,3	6	ВДУ 1001	810 х310 х510	40	

Сварочный трактор представляет собой самоходный механизм состоящий из редукторов, подающего механизма и ходовой тележки. Они приводятся в движение общим электродвигателем (рис. 2.6). Скорость подачи сварочной проволоки и скорость сварки не зависят от напряжения на сварочной дуге и регулируются сменными шестернями. Сварочная проволока подается в зону сварки сварочной головкой. Аппарат передвигается вдоль шва ходовым механизмом с заданной скоростью. Механизм, подающий и ходовой смонтированы в один блок.
Блок является несущим корпусом автомата. Пульт управления встроен в корпус и обеспечивает управление работы аппарата. Аппарат снабжен бункером для подачи флюса в зону сварки. Механизм подачи электродной проволоки состоит из подающего механизма и двух прижимных роликов.

Рисунок 2.6. Внешний вид сварочного трактора

Рисунок 2.7 Сварочный пост

При сварке швов без разделки кромок монтируют два одинаковых обрезиненных бегунка. Вылет бегунков впереди электрода зависит от конструкции свариваемого изделия и конфигурации шва.
При сварке на одной из штанг переднего шасси закрепляют копир, состоящий из двух стальных роликов, связанных балансиром. Копирные ролики ставят, впереди электрода и при движении автомата во время сварки копир автоматически направляет дугу по шву.
На другой штанге переднего шасси рекомендуется поставить нормальный обрезиненный бегунок. Штангу установить на минимальном вылете. 
При сварке бегунок не должен касаться изделия. В конце шва на выходе копира при доварке шва, автомат должен опираться на этот бегунок.
Если в конце шва есть выходная площадка для копирных роликов, установка обрезиненного бегунка не нужна. При сварке в основном используется автоматическое направление электрода способом самокопирования. Режимы сварки устанавливаются в зависимости, от марки свариваемой стали, электродной проволоки и флюса согласно технологии, разработанной для каждого конкретного случая.
Сварка проводится после выбора и монтажа автомата по типу сварочного шва и способу направления электрода. Включают источник тока и блок управления. Включения питания цепей управления автомата проводится совместно с включением питания цепей управления сварочного выпрямителя ВДУ-1001 автоматическим выключателем, расположенным на лицевой панели блока управления сварочного выпрямителя.
Кнопками «Вверх» и «Вниз» закорачивают электрод на свариваемое изделие. Маховиком включают фрикционную муфту ходового механизма. Открывают шибер на бункере для подачи флюса. Кнопкой «Пуск» включают сварочный ток. Между изделием и электродной проволокой возбуждается сварочная дуга. Автомат начинает двигаться по свариваемому шву. Для окончания сварки нажимают на кнопку «Стоп». Автомат останавливается. Сварочная дуга в течение 1—2с, в зависимости от настройки реле времени, продолжает гореть. По истечении этого времени автоматически отключается сварочный ток.
Сварочный трактор АДФ-1004-У3, укомплектован источником питания ВДУ-1001. Данный источник питания работает на постоянном токе, обеспечивая стабильное горение дуги без колебаний. Является универсальным, может обеспечивать механизированную сварку под слоем флюса с проволокой сплошного сечения. Система питания однопостовая, внешняя характеристика пологопадающая жесткая. Номинальный ток 1000А, что обеспечивает расчетный режим. Технические характеристики представлены в таблице 22.

Таблица 22 
Техническая характеристика источника питания
Тип	Напряжение В	Сварочный ток	Мощность кВт	коэффициент	Габарит мм	Масса кг	
ВДУ-1001	Номинальное	Холостого хода	Номинальный
ПН-60%	Предел регулирования		Мощности 	Полезного действия	820х620х1100	900	

Порядок работы источника питания

Концы сварочных кабелей подключить к выпрямителю: один конец к зажиму «+», другой — к зажиму «—». При сварке на прямой полярности к зажиму «—» подключить кабель, соединенный с электродом. Заземлить в зависимости от полярности сварки один из выходных зажимов выпрямителя. Шина для подсоединения заземляющего кабеля находится за разъемом выпрямителя. Переключателем 5А4 выбрать место регулирования. При местном управлении переключатель поставить в положение 1.В этом случае регулирование тока (или напряжения) производится с блока управления ручкой резистора, расположенного на лицевой панели блока управления. Переключателем, расположенным на лицевой панели, выбрать вид характеристик. При работе на падающих внешних характеристиках переключатель устанавливается в положение I —левое. При работе на жестких внешних характеристиках — в положение II — правое. Установить ручку резистора в крайнее левое положение, соответствующее делению 0. Замкнуть рубильник, соединяющий выпрямитель с сетью. Установить рукоятку автоматического выключателя в положение «Включено». При этом загорается сигнальная лампа Н1 на лицевой панели выпрямителя. Произвести пуск вентилятора нажатием на пусковую кнопку, предварительно убедившись, что концы рабочих кабелей не касаются один другого или одновременно металлической поверхности. Убедиться в правильном направлении вращения вентилятора. Воздух должен засасываться со стороны лицевой панели. Если воздух имеет обратное направление, необходимо поменять местами два провода питания на входе выпрямителя. Если в процессе ремонта была произведена замена двигателя, то поменять местами следует любые два провода непосредственно на зажимах двигателя. 
Если выпрямитель самопроизвольно отключается от сети автоматическим выключателем, необходимо разомкнуть рубильник, соединяющий выпрямитель с сетью, проверить тиристоры и замерить сопротивление изоляции. Вторичный пуск разрешается производить, только убедившись в исправности всех тиристоров и отсутствии замыканий токоведущих частей на корпус. При работе выпрямителя с автоматом или полуавтоматом переключатель места управления установите в положение II, соответствующее дистанционному регулированию. Выключателем, расположенным на лицевой панели, включить питание вспомогательного трансформатора цепей управления автомата и полуавтомата.
Выключателем включить выпрямитель, предварительно убедившись, что ручка резистора установлена на нулевом делении. На холостом ходу, на жестких внешних характеристиках произвести предварительную установку режима сварки. 
Для этого выключатель перевести в положение предварительной настройки и, не отпуская его, ручкой резистора по вольтметру на блоке управления установить необходимое напряжение. При этом следует учесть, что при включенном напряжение холостого хода на выходе выпрямителя (за счет наклона на жестких характеристиках) на 30—31% выше, чем при сварке. 
После предварительной установки режима можно приступить к сварке. В случае необходимости резистором в процессе сварки подкорректировать режим.
Рабочее место электросварщика или слесаря сборщика металлоконструкций представляет собой пространственную зону вокруг сварочно-сборочного приспособления.
Обеспечить высокую производительность на полуавтоматах и облегчить труд позволяет поворотная колонна рисунок 6. Колонна предназначена для перемещения механизма подачи электродной проволоки и кассет с проволокой в зону сварки. Подъем консоли осуществляется электродвигателем через цилиндрический редуктор, ходовой винт и гайку, закрепленную к стойке. Консоль соединена с кареткой шарнирно. Стрела с полуавтоматом вращается вокруг оси на конце консоли, что позволяет обеспечивать сварку в любой точке площадки, описанной радиусом, равным рабочей длине консоли. На одном конце стрелы установлена кассета для сварочной проволоки, а на другом конце — механизм подачи проволоки. При включении электродвигателя вращение передается на вертикальный ходовой винт, и консоль опускается или поднимается до нужной высоты. Электродная проволока, помещенная в кассету, через подающий механизм подается к электрододержателю и к месту сварки 

Рисунок 2.8 Поворотная консоль

Конструкция собирается на сборочных стеллажах. Высота стеллажейт 800мм, не вызывает утомляемость рабочих. Квадратная полоса приваренная к верхнему поясу балки стеллажей, уменьшает усилия, необходимые для сдвижки деталей при сборке ввиду уменьшения площади трения. Полоса из стали имеет повышенную твердость и по мере износа заменяется. Отверстия в верхнем поясе стеллажей предназначены для установки приспособлений, ускоряющих процесс сборки. Отверстия в ребрах жесткости стеллажей для установки приспособлений, обеспечивающих неподвижность деталей при сборке конструкций.
Высота стеллажей должна 'быть выдержана с допуском ± 1мм, для чего опорные поверхности стеллажей должны быть строганными. Направляющие имеют отверстия для закрепления к ним стеллажей при помощи пробок.
Рабочие поверхности стеллажей устанавливают в одной горизонтальной плоскости, а поверхности всех съемных упоров в одной вертикальной плоскости.
На рабочей поверхности крайнего стеллажа, закрепленного пробками, наносят продольную риску, которая образует прямой угол с риской в вертикальной плоскости съемных упоров. Риска может быть использована для выверки диагоналей в качестве начала отсчетов размеров при установке сборочных деталей. При стыковке деталей продольные кромки их подвигают вплотную к упорам, которые обеспечивают прямолинейность стыкуемых деталей без выверки их прямолинейности. Отверстия для закрепления упоров фиксаторов к стеллажам расположены в шахматном порядке по обе стороны полосы, что позволяет устанавливать фиксируемый размер сдвижкой фиксатора установкой упора-фиксатора в отверстие обоих рядов. Упор-фиксатор состоит из квадратной пробки с цилиндрическим хвостовиком на конце, который вставляется в отверстия.
В прорезь квадратной пробки вставляется фиксатор, который можно передвигать в обе стороны вдоль оси стеллажа. Фиксатор закрепляется клином, который забивают в цилиндрический хвостовик. Одна из поверхностей квадратной пробки плотно примыкает к вертикальной кромке полосы и удерживает пробку от поворота относительно продольной оси стеллажей. При использовании упора-фиксатора для поджатия сборочных деталей друг к другу торец фиксатора совмещают с поверхностью квадрата и вводят клин между поверхностью упора и кромкой детали.
Специальная установка для сборки двутаврового стержня балки
Основанием установки служит рама. На которой смонтированы неподвижная и подвижная опоры. На опоры укладывается вертикальный лист собираемой балки. Регулировка расстояния между опорными балками механизирована. От электродвигателя движение через редуктор распределительный вал, конические колеса и винты передается на подвижную опору. На опорах с помощью кронштейнов закреплены упоры, служащие для установки горизонтальных полок собираемой балки. Упоры устанавливают с помощью гайковертов. Рама закрыта рифленым настилом. Вдоль рамы по рельсовому пути перемещается портал назначение, которого — закрепление деталей собираемой балки во время их прихватки электросваркой и транспортировка сварочного аппарата. Портал перемещается с помощью колес, колеса — приводные. Чтобы портал не сошел с рельсов, имеются упоры.
Портал имеет две опоры и поперечную балку. На балке смонтированы неподвижные вертикальный и горизонтальный пневмогидравлические прижимы, гидроусилитель, электродвигатель с редуктором для перемещения тележки и кронштейн для установки сварочной аппаратуры. На тележке установлены подвижные прижимы вертикальный и горизонтальный. Пневмогидравлические прижимы и гидроусилитель.
На опорах установлены электроприводы, которые сблокированы между собой. Электроприводы служат для перемещения портала. Чтобы портал не отрывался от рельсов во время зажатия деталей собираемой балки, на стойках установлены захваты, которые при включении пневмогидравлических прижимов автоматически зажимают головки рельсов. Троллеи размещены на раме и закрыты кожухом.
 Все механизмы установки управляются с пульта, смонтированного на портале.
Подвижную опору и упоры устанавливают в соответствии с размером собираемой балки. Установка позволяет собирать одновременно все три элемента стержня балки.
В процессе сварки стержня балки требуется частая кантовка его на 90 и 180 градусов. Процесс трудоемкий и возникает вероятность разрушения конструкции во время кантовка т.к. она собрана на прихватках. Для снижения трудоемкости и безопасности работ предлагается кантователь. Кантователь состоит из опорной рамы с механизмом вращения, приводного вала и подвижной опоры, размещенной на тележке. Тележка перемещается- механизмом по рельсам, обеспечивая установку балок длиной от 4000 до 16000мм в необходимое положение. Вал приводной и вал не приводной. Валы расположены на подвижной опоре, закреплены траверсы с подвижными кронштейнами, имеющими откидные рычаги для крепления свариваемых балок. На опорной раме и тележке установлены подъемные приспособления для установки и снятия сварочного трактора. Для предотвращения опрокидывания тележки на ней установлен контргруз.
Перед установкой балки траверсы необходимо повернуть в горизонтальное положение, а кронштейны с откидными верхними рычагами установить друг от друга на расстоянии большем, чем высота балки. После этого балка укладывается мостовым краном на четыре нижних рычага, кронштейн перемещают до упора с полками балки.
Два откидных рычага устанавливают в рабочее положение, которое фиксируется штырями. Два других откидных рычага, расположенных вначале сварки, остаются в откинутом состоянии для перемещения трактора. Балку последовательно поворачивают для сварки «в лодочку» всех четырех поясных швов.

2.11 Планировка размещения оборудования на участках

Изготовление металлических конструкций относится к мелкосерийному производству. Большинство действующих заводов металлоконструкций имеют сравнительно низкий уровень механизации и автоматизации технологических процессов. Изготовление конструкций производится на заводе построенному по принципу блоков цехов, объединенных под одной крышей и расположенных в последовательности соответствующей основному направлению грузопотоков от склада металла к складу готовой продукции.
Заготовительное производство включает в себя выполнений операций для данной конструкции механическую резку листового проката, обработку кромок под сварку, сверление отверстий, изготовление сварных двутавровых стержней. 
В отделении сборки и сварки двутавровых стержней рабочие места оснащены специализированным грузоподъемным устройством (консольно-поворотный кран), площадки для размещения заготовок и готовых узлов, сборочно-сварочной оснастки. На участках предусмотрены участки контроля, приемки, отделки, консервации. Во время разработки плана участка сборки и сварки двутавровых стержней критерием проектного решения являлась эффективность использования производственных площадей и удобство транспортировки заготовок, узлов и конструкции. 
В данном проекте для изготовления стержней колонны предлагается использовать упрощенную поточную линию изготовления сварных двутавровых стержней. Линию, возможно, использовать для любой металлической конструкции, где применены сварные двутавровые стержни.
Детали для стержней производятся на специализированных участках цеха обработки. Собирают, сваривают и обрабатывают стержни на механизированной поточной линии. Ряд операций в линии - сборка, прихватка, строповка деталей и стержней - осуществляется в ручную. Стержни передаются от одной операции к другой мостовым краном. Готовые детали (стенки, полки) транспортируют со склада деталей тележкой с троллейным питанием электропривода. Затем их укладывают на стеллажи 2. мостовым краном детали укладывают в кондуктор 3. с помощью кондуктора осуществляется сборка и прихватка стержней колонны. При длине стержней до 12м в кондукторе можно собирать два стержня одновременно. Собранные стержни укладывают на промежуточные складские места 4. сварка производится на двух аналогичных рабочих местах. Рабочее место для сварки имеет центровой кантователь и сварочную установку 6. центровой кантователь состоит из неподвижной приводной стойки 5 и поддерживающей передвижной стойки 15. передвижная сойка устанавливается на тележке с электроприводом, что позволяет сваривать балки длиной до 24метров. Сварка поясных швов может производиться как сварочным трактором, так и сварочной установкой ГТ-2. установка представляет собой тележку, на которой укреплена стойка с выдвижной штангой и сварочным аппаратом. Штанги перемещаясь в вертикальном и горизонтальном направлениях, позволяют сваривать стержни различных габаритных размеров.
Электроэнергия для питания сварочной установки подведена от троллеев 14. Сваренные стержни укладывают на промежуточном складском месте 7.
Грибовидность стержней исправляют на машине 8 в горизонтальном положении. Машина оборудована специальными рольгангами 12 с индивидуальным приводом и упорами 13. упоры предохраняют стержни от схода с рольгангов. Стержень кантуют краном или цепным кантователем. Выправленные стержни укладывают на складском промежуточном месте 9.
Завершающей операцией в поточной линии является обработка стержня на двух торцефрезерных станках 10. станки установлены таким образом, что позволяют обрабатывать торцы без разворота балки. Станки снабжены специальными рольгангами и приспособлениями для установки и крепления стержней. Единство базы при закреплении позволяет обрабатывать торцы с большой точностью. Готовые двутавровые стержни передаются мостовым краном или тележкой 11 для последующей сборки колонны.
Планировка и размещение оборудования выполнялась с учетом последовательности: нанесение магистральных проездов; размещение основного оборудования; размещение вспомогательного оборудования. Были использованы методические и нормативные материалы по проектированию: ширина проездов и проходов; расстояние между оборудованием; рабочих зон производственных рабочих, обеспечивающих удобные и безопасные условия работы.
При определении ширины проходов и проездов ширина рабочей зоны принята 800мм. Ширина проходов для работников цехов 1,4 и 1,6м, ширина магистральных проездов 3 и 4м.
Приняты унифицированные размеры пролетов и проемов для проходов и проездов: размер пролетов и проездов 18, 24, 30 и 36метра.

3. ОРГАНИЗАЦИОННО ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 

3.1 Расчет себестоимости конструкции

Полная себестоимость рассчитывается по формуле:

Сп =М+Э + Зо + 3Доп + 3сн + А + Нцех + Hоб + Нвн

где 	М - затраты на основные и вспомогательные материалы с учетом
транспортно-заготовительных расходов; за вычетом отходов;
Э - стоимость технологической электроэнергии; 
Зо - основная зарплата производственных рабочих; 
Зд - дополнительная зарплата производственных рабочих; 
Зсн - отчисления на социальные нужды; 
Нцех - цеховые накладные расходы; 
Ноб - общехозяйственные расходы; 
Нвн - внепроизводственные расходы 

Сп = 74468+4585.5+414,03+62,1+123,79+1,38+1863,12+1656,11+2495.2 = 85669.23 руб.

3.1.1 Расчет стоимости материалов
При изготовлении металлоконструкций используются основные и вспомогательные материалы.
Основные материалы - это те, из которых изготавливается конструкция, и которые входят в ее вес. К основным материалам относятся все виды металлопроката, электроды, сварочная проволока.
Вспомогательные материалы способствуют процессу производства, но не входят в вес конструкции. К вспомогательным материалам относят газ, флюс.
Потребность в основных материалах определяется по рабочим чертежам и спецификациям на изготавливаемое изделие.
Чистый вес металла в конструкции берется из спецификаций. Норма расхода металла определяется по формуле

Мн = Мч+Мотх

где M - норма расхода металла, кг; 
Мч - чистый вес металла, кг; 
Мотх - вес отходов, кг.
Вес отходов определяется в процентах от чистого веса и составляет в среднем 2%.
Затраты на материал определяются в соответствии с количеством расходуемого материала и его ценой за 1 кг.
Норма расхода электродов, сварочной проволоки, вспомогательных материалов определяются расчетным путем 
Расчет затрат на материалы представляется в таблице 3.1.

Таблица 3.1 
Расход и стоимость материалов на изготовление изделия
Наименование материала	Марка	Профиль, размер	Чистый
вес, кг	Норма расхода,
кг	Цена за 1 кг, руб.	Общая
стоимость,
руб.	
Основные материалы	
Лист	С 375	300-17 ГОСТ 82-70 С 375 ГОСТ 2772-80	1155	1178.1	23	27096.3	
Лист	С 375	450-12 ГОСТ 82-70 С 375 ГОСТ 2772-80	618	630.36	22	14498.28	
Лист	С 245	1400 -40 ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	133	135.66	22	2984.52	
Лист	С 245	1400-20 ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	47	47.94	22	1054.68	
Лист	С 245	1400 -10 ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	107	109.14	22	2401.08	
Лист	С 245	1400-25 ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	133	135.66	22	2984.52	
Лист	С245	1400-12ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	8	8.16	22	179.52	
Лист	С245	1400-17 ГОСТ 1990374 С 245 ГОСТ 2772-80	6	6.12	22	134.64	
Итого			2207	2251.24		51330.54	
Электрод	АНО-4	Ø 4	3.765	3.84	18	69.12	
Св. проволока	СВ 08 ГА СВ 08 Г2С	Ø 3
 Ø 1,6	9.34
5.64	9.52
 5.75	24
30	228.64 172.5	
Итого				19.11		470.26	
Вспомогательные материалы	
Флюс 
Углекислый газ	АН-348-А
СО2			12.14 1781.9	10 
10	121.4
17819	
ВСЕГО						69741.2	

После заполнения таблицы определяются транспортно-заготовительные расходы, 3ТР. Они принимаются 7% от общей стоимости материалов. Затем определяется стоимость отходов по формуле

Сотх = Mотx ∙ Цотx =(2251.24-2207) ∙3,5=154.84

где 	Цотх - цена отходов за 1 кг
Стоимость отходов вычитается из стоимости материалов и в себестоимость не включается.

Зтр = 69741.2/100*7=4881.88

3.1.2 Расчет стоимости технологической электроэнергии
Потребность в технологической электроэнергии определяется в курсовом проекте по дисциплине «Организация и производство сварочно-монтажных работ». Стоимость технологической электроэнергии определяется по формуле

Э = Кэ∙Цэ= (2038∙2,25) = 4585.5 руб.
где Кэ - расход электроэнергии на изделие, кВт.час; 
Цэ - тариф за 1 кВт.час, руб. (с учетом НДС 18% принимаем 2,25 руб.)

3.1.3 Расчет основной заработной платы производственных рабочих
Основная заработная плата производственных рабочих определяется суммированием всех расценок на полную обработку изделия по всем операциям технологического процесса.
Расценка определяется уменьшением часовой тарифной ставки соответствующего разряда на норму штучного времени.
Норма штучного времени, численность и профессионально-квалификационный состав звена определяется.
Расчет основной заработной платы производственных рабочих производится в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчет основной заработной платы производственных рабочих
Наименование операций	Состав звена	Штучное время,
н.час, Тшт	Часовая
тарифная
ставка,
руб., чт	Основная
заработная
плата, руб.,
Тшт∙ ч
	
	профессия	Численность	разряд				
Принять металл	Крановщик,
стропольщик,
приемщик	1
2
1	IV
III
IV	0,11	38,34	

34,94	

38,34	

	4,22	

3,84	

4,22	

Складировать металл	Приемщик, крановщик, стропольщик	1
1
2	IV
IV
III	0,46	38,34	

38,34	

34,94	

	17,64	

17,64	

16,07	

Маркировать	маркировщик	1	III	0,18	34,94	6,29	
Править	правильщик	1	IV	0,16	38,34	6,13	
Очистить металл	чистильщик	1	IV	0,45	38,34	17,25	
Разметка деталей
1,2,3,4,5,6,7	Разметчик	1	IV	2,29	38,34	87,80	
Резка деталей 1,2.3.4.5,6.7	Резчик	1	IV	0,99	38,34	37,96	
Роспуск листа на полосы поз. 1, поз. 2	Газорезчик	1	IV	0,20	38,34	7,67	
Разметить отверстие 1,4,3	Разметчик	1	IV	0,28	38,34	10,74	
Сверлить отверстие поз. 1,3,4	сверловщик	1	IV	0,29	38,34	11,12	
Сборка	Крановщик, сборщик, стропольщик, сварщик	1
3
1
3	IV
IV
III
IV	0,39
0,79
0,6
0,79	38,34	

38,34	

34,94	

38,34	

	14,95	

30,29	

20,96	

30,29	

Сварка	Сборщик, сварщик,
чистильщик	2
3
1	IV
V
IV	0,21
1,22
0,24	38,34	

42,38	

38,34	

	8,05	

51,70	

9,20	

ВСЕГО				8,65		414,03	

Для заполнения таблицы использованы маршрутные и операционные карты. Часовые тарифные ставки принимаются по действующей тарифной сетке.
3.1.4	Расчет дополнительной заработной платы и отчислений на социальные нужды 
Расчет дополнительной заработной платы осуществляется по формуле

Здоп = Зо ∙ K1

где 3о - основная заработная плата производственных рабочих;
К1 - коэффициент начисления дополнительной заработной платы
(принимается 15% от основной заработной платы).

Здоп = 414,03∙15/100=62,1 руб.

Сумма отчислений на социальные нужды рассчитывается по формуле

Зсн = (3.0 + Здоп)∙К2

где К2 - коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды
(принимается 26% от суммы основной и дополнительной заработной платы)

3сн = (414,03+62,1) ∙26/100 = 123,79 руб. 

3.1.5 Расчет амортизационных отчислений
Размер амортизационных отчислений, приходящихся на одно изделие, определяется по формуле

где Аг - годовые амортизационные отчисления, руб.;
Т0 - основное время по каждой операции технологического процесса, н-час; 
Фдо - годовой фонд времени работы оборудования, час. Расчет годовых амортизационных отчислений производится по нормам
амортизации по формуле

где Фос _ стоимость оборудования с учетом затрат на доставку и монтаж, руб.;
НА - норма амортизации, %;
Расчет годовых амортизационных отчислений и амортизационных отчислений на одно изделие производится по каждому виду оборудования.
Годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле

Фдо = (Д0 –П–В) ∙1∙n∙КПР

где До - общее количество дней в году;
П - количество праздничных дней в году;
В - количество выходных дней в году;
t - продолжительность смены, час;
n - количество смен работы;
Кпр - коэффициент, учитывающий время пребывания оборудования в
ремонте (принимается 0,9)

Фдо = (365-115) ∙8,2∙2∙0,9 = 3690

Затраты по амортизации оборудования, приходящиеся на одно изделие, рассчитываются в таблице 23.
Для заполнения таблицы использованы маршрутные и операционные карты, из которых выбрано оборудование, его количество и основное время. В маршрутных картах указано штучное время. Для того чтобы получить основное время, нужно штучное время умножить на 0,8, т. е.

То = Тшт∙0,8

Затраты на монтаж и доставку оборудования принимаются 10% от стоимости оборудования.
Стоимость единицы оборудования, норма амортизации берутся по данным предприятия.

Таблица 3.3 - Расчет амортизационных отчислений на изделие
Наименование оборудования	Количество, Ри	Стоимость единицы.
оборудования. Ф0,
руб.	Стоимость
всего
оборуд.
Фо∙Ри, руб.
	Затраты на
доставку и
монтаж	Стоимость оборудования с учетом затрат на доставку и монтаж,
Фос = (Фо∙Ри)+Зм
	Основное
время
н-час,
То
	Амортизационные отчисления	
				%	руб.
Зм			Норма
аморт. отчислений
НА, %	Годовые аморт. 
отчислений.
	На 
изделие
	
Кран мостовой		9230	9230	10	923	10153	1,032	8,4	852,852	0,23	
Листоправильная машина 394П72		73941	73941	10	7394,1	81335,1	0,336	10,7	8702,8557	0,79	
Дробеметный аппарат «Гутман»		11500	11500	10	1150	12650	0,16	10	1265	0,05	
Гильотина Н3222		28700	28700	10	2870	31570	0,144	6,6	2083,62	0,08	
Радиальный сверлильный станок на
самоход, тележке 2Д53А		23680	23680	10	2368	26048	0,096	7,5	1953,6	0,05	
ВД-401УЗ		601	601	10	60,1	661,1	0,664	27	178,497	0,03	
АДФ-1004-УЗ		601	601	10	60,1	661,1	0,928	27	178,497	0,04	
ВДУ-1001		601	601	10	60,1	661,1	0,928	27	178,497	0,04	
ПДГ 515УЗ		1441	1441	10	144,1	1585,1	0,63	27	427,977	0,07	
ВСЕГО			150295		14106,5	165324,5	4,918		15821,395	1,38	

3.1.6 Расход накладных расходов
К накладным расходам относятся цеховые, общехозяйственные и внепроизводственные расходы.
Цеховые расходы - это расходы, производимые в цехе. Сюда относят расходы по содержанию зданий и сооружений цехов, расходы по содержанию управленческого персонала цехов, на охрану труда, расходы по содержанию и эксплуатации машин и оборудования, расходы на оплату труда с начислениями вспомогательных рабочих, МОП. Эти расходы определяются косвенным путем в процентном отношении к основной заработной плате производственных рабочих. Цеховые расходы можно принять 450% от основной заработной платы

,	

где Зо - основная заработная плата производственных рабочих, руб.

НЦЕХ = 450∙414,03/100 = 1863,12 руб.

Общехозяйственные расходы - это расходы, связанные с содержанием зданий заводоуправления, оплатой труда с начислениями управленческого персонала заводоуправления, расходы на командировки, почтово-канцелярские расходы, содержание автотранспорта и т. д.
Эти расходы рассчитываются косвенным путем в процентном отношении к основной заработной плате производственных рабочих. Общехозяйственные
расходы можно принять 400% от основной заработной платы

= 400∙414,03/100 = 1656,11 руб.	
Внепроизводственные расходы - это расходы на установку и отгрузку
готовой продукции, а также другие расходы, непосредственно не связанные с производственным процессом. Внепроизводственные расходы определяются в процентном	отношении	к производственной себестоимости.
Внепроизводственные расходы можно принять 3% от производственной себестоимости

где Спр - производственная себестоимость

Нвн = 3∙83174.19/100 = 2495.2 руб. 

Таким образом, прежде чем рассчитывать внепроизводственные расходы, нужно рассчитать производственную себестоимость

Спр = Сцех + Ноб	

где Сцех - цеховая себестоимость

СПР = 81518.08 + 1656,11 = 83174.19 руб. 

Цеховая себестоимость определяется по формуле

Сцех = Мм - Сотх + Зтр + Э + Зо + Здоп + 3СН + А+ Нцех	

где Мм - стоимость основных и вспомогательных материалов;
Сотх	- стоимость отходов;
Зтр	- транспортно-заготовительные расходы;
Э	- стоимость технологической электроэнергии;
Зо	- основная заработная плата рабочих;
Здоп	- дополнительная зарплата;
Зсн	- отчисления на социальные нужды;
А	- амортизационные отчисления;
Нцех	- цеховые расходы.

СЦЕХ =69741.2-154.84+4881.8+4585.5+414,03+62,1+123,79+1,38+1863,12 = = 81518.08руб.

3.1.7 Калькуляция себестоимости единицы изделия
После выполнения всех расчетов составляется калькуляция себестоимости изготовления сварного изделия в таблице 3.4.

Таблица 3.4
Проектная калькуляция себестоимости изготовления сварного изделия. Наименование статей затрат	Условное
обозначение	Сумма, руб.	
1. Основные материалы	Мо	51330.54 	
2. Вспомогательные материалы	Мв	18410.66	
3. Возвратные отходы (вычитаются)	Сотх	154.84	
4. Транспортно-заготовительные расходы	Зтр	4881.8	
5. Стоимость технологической электроэнергии	Э	4585.5	
6. Основная заработная плата производственных рабочих	Зо	414,03	
7. Дополнительная заработная плата	Здоп	62,1	
8. Отчисления на социальные нужды	Зсн	123,79	
9. Амортизационные отчисления	А	1,38	
10. Цеховые расходы	Нцех	1863,12	
11. Цеховая себестоимость	Сцех	81518.08	
12. Общехозяйственные расходы	Ноб	1656,11	
13. Производственная себестоимость	Спр	83174.19	
14. Внепроизводственные расходы	Нвн	2495.2	
15. Полная себестоимость	Сп	85669.23	

3.2 Расчет оптовой и отпускной цены предприятия на изделие

3.2.1 Расчет оптовой цены предприятия
Оптовая цена предприятия на изготавливаемое изделие образуется путем добавления к полной себестоимости размера плановой прибыли предприятия. В данной курсовой работе плановую прибыль примем в размере 15% от полной себестоимости.

Цопт = Сп + Пед	

где Сп – полная себестоимость изделия;
Пед – прибыль на изделие;

,									

где Р – размер плановой прибыли (15%);

ПЕД= 15 ∙ 85669.23/100 = 12850.38 руб.
Цопт = 85669.23+ 12850.38 = 98519.61 руб. 

3.2.2 Расчет отпускной цены предприятия
Отпускная цена изделия определяется с учетом НДС и рассчитывается по формуле

Цотп = Цопт + НДС	 								
где НДС - налог на добавленную стоимость (18%);

,									
НДС = 98519.61 ∙ 18/100 = 17733.53 руб. 
Цотп = 98519.61+17733.53 = 116252.82 руб.

3.3 Расчет основных экономических показателей производства и реализации продукции

К основным экономическим показателям проекта следует отнести: объем производства, выручку от реализации, затраты на производство, прибыль, чистая прибыль, рентабельность, эффективность капитальных вложений.
Расчет показателей осуществляется в следующие последовательности.

3.3.1 Расчет годового объема производства
Годовой объем производства рассчитывается по формуле

,										 

где NB - годовой объем выпуска, шт.;
Фдо - годовой фонд времени работы оборудования;
Тшт - штучное время на изготовление изделия
NB = 3690 / 8,65 = 426,59 шт.

3.3.2 Расчет выручки от реализации и себестоимости годового выпуска
Выручка от реализации определяется по формуле
ВР = Цотп ∙ NB , 								

где ВР - выручка от реализации, руб.;
Цотп - отпускная цена на изделие, руб.;
NB - годовой объем выпуска, шт.

ВР = 116252.82 ∙ 426,59 = 49592290.7 руб.

Себестоимость годового выпуска определяется по формуле

Сгод = Сп ∙ NB	

где Сгод - себестоимость годового выпуска, руб.; 
Сп - полная себестоимость изделия, руб.;

Сгод = 85669.23 ∙ 426,59 = 36545636 руб.

3.3.3 Расчет прибыли и рентабельности
Прибыль от реализации определяется по формуле

ПР = ВР - Сгод - НДСВ = 49592290-36545636-7564946 = 5481708 руб, 

где ПР - прибыль от реализации;
Вр - выручка от реализации
Сгод - себестоимость годового выпуска;
НДСв - налог на добавленную стоимость годового объема производства;

НДСв = НДС ∙ NB = 17733.53 ∙ 426,59 = 7564946руб.,	

где НДС - налог на добавленную стоимость на изделие
Чистая прибыль - это прибыль, остающаяся у предприятия после уплаты налогов.

Пч = ПР – НПР		
Пч = 5481708–1315609.9 = 4166098 руб.

где Пч - чистая прибыль;
Нпр - налог на прибыль (24%)

, 								
Нпр= 5481708∙24/100 = 1315609.9 руб.

Рентабельность реализации показывает, сколько прибыли от реализации можно получить на 1 рубль затрат

 ,								

где РР - рентабельность, %;
Пр - прибыль от реализации;
Сгод - себестоимость годового выпуска;

РР =5481708 /36545636 ∙100 = 15% 

3.4 Расчет эффективности капитальных вложений

Эффективность - это отношение результата к затратам для достижения этого результата. Общеэкономическая эффективность капитальных вложений рассчитывается по формуле:

Еп = Пч / К =4166098 / 165324,5 = 25.1

где 	Еп - коэффициент эффективности капитальных вложений; 
Пч - чистая прибыль; 
К - капитальные вложения (Фос).
В качестве капитальных вложений можно принять стоимость оборудования с учетом затрат на доставку и монтаж. Рассчитанный таким образом коэффициент сравнивается с нормативным коэффициентом. Если Еп > Ен, то можно говорить о том, что проект эффективен.
Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности (0,15);
После расчета основных экономических показателей заполняется таблица 3.5.

Таблица 3.5
Основные экономические показатели
Наименование показателей	Условные обозначения	Значение
показателя	
1 Себестоимость изделия, тыс. руб.	Сп	85669.23	
2 Оптовая цена, тыс. руб.	Цопт	98519.61	
3 Отпускная цена, тыс. руб.	Цотп	116252.82	
4 Годовой объем производства, шт.	NB	426,59	
5 Затраты на производство, тыс. руб.	Сгод	36545636	
6 Выручка от реализации, тыс. руб.	ВР	49592290.7	
7 Прибыль от реализации, тыс. руб.	ПР	5481708	
8 Налог на прибыль, тыс. руб.	Нпр	1315609.9	
9 Чистая прибыль, тыс. руб.	Пч	4166098	
10 Рентабельность реализации, %	Рр	15	
11 Коэффициент экономической эффективности	Еп	25.1	

4. БЕЗОПАСТНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА

При проектировании, а также при эксплуатации промышленного оборудования необ ходимо соблюдать правила и нормы по технике безопасности и производственной санитарии. Правила по технике безопасности ГОСТ 12.0.002 – 80 содержит требова ния технического характера, направленные на защиту рабочего персонала от воз действия предметов и средств труда, безопасную работу оборудования и инстру ментов. 
Дуговая сварка изделий в среде защитных газов, под слоем флюса, требует соблюдения определенного комплекса правил техники безопасности и охраны труда, которые должны находить отражение в технологических картах и строго соблюдаться при выполнении сварочных работ. Данные правила закреплены в ГОСТ 12.3.003-86 Работы электросварочные. Требования безопасности: Изменения И-1-VIII-89.
В данной работе проведены исследования влияния основных параметров режима электродуговой сварки (силы тока, величины напряжения, скорости сварки) на формообразование металла шва. 

4.1 Анализ опасных и вредных факторов возникающих в ходе выполнения электросварочных работ и пути их устранения

Для указанного метода сварки плавлением в той или иной степени существует возможность опасных воздействий на сварщика в связи со следующими факторами:
1) поражение электрическим током при прикосновении человека к токоведущим частям электрической цепи;
2) поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи;
3) ожоги от капель металла и шлака при сварке;
4) отравление вредными газами, выделяющимися при сварке и при загрязнении помещений пылью и испарениями различных веществ;
5) взрывы из-за неправильного обращения с баллонами сжатого газа либо из-за производства сварки в емкостях из-под горючих веществ, либо выполнения сварки вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ;
6) пожары от расплавленного металла и шлака в процессе сварки;
7) травмы различного рода механического характера при подготовке тяжелых изделий к сварке и в процессе сварки.
Возможное поражение электрическим током
Травма может возникнкть при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через тело человека. Причинами является недостаточная (неисправная) электроизоляция и питания проводов, плохое состояние спецодежды и обуви сварщика, сырость и теснота помещения, нарушение правил технической эксплуатации сварочной установки. 
При дуговой сварке используют источники тока с напряжением холостого хода от 45 до 80 В, при постоянном токе напряжение от 55 до 75 В, при переменном токе напряжение от 180 до 200 В. Поэтому источники питания оборудованы автоматическими системами отключения тока в течение 0,5 ... 0,9 с при обрыве дуги. 
Для защиты сварщика от поражения электрическим током соблюдаются следующие правила техники безопасности: надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги; надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги; применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе; надежная изоляция электрододержателя (токосъёмника) (ГОСТ 14651-69) для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя (токосъёмника) с изделием; использование средств индивидуальной защиты (работа в сухой спецодежде и рукавицах, в ботинках без металлических шпилек и гвоздей). Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения. При сильном дожде и снегопаде работы прекращаются, если отсутствуют укрытия. При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды используются резиновые коврики (калоши) и источники дополнительного освещения. 
Каждый сварочный пост огорожен негорючими материалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.
Для исключения опасности поражения электрическим током сварочные работы производятся согласно требованиям ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
Электрическая схема оборудования исключает возможность его самопроизвольного включения/выключения. ГОСТ 12.2.007-75. Изделия электротехнические. Общие требования.
Сварочные кабели выбраны согласно ГОСТ 12.2.007.0-75. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности.
Возможное поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи
Вредное воздействие сварочной дуги заключается в том, что она является источником светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.
Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает допустимые нормы. 
Воздействие излучения дуги вредно не только для сварщиков, но и для подручных рабочих-сборщиков. Для предотвращения опасного поражения глаз используются защитные стекла - наиболее темные для сварщиков и более светлые для рабочих. Светофильтры изготавливают из специального стекла СС14 в зависимости от индивидуальных особенностей зрения. Светофильтры совершенно не попускают ультрафиолетовые лучи, а инфракрасные лучи пропускают лишь в пределах от 0,1... 4 % от общего их количества. Для защиты органов зрения также используют щитки (по ГОСТ 12.4.035 - 78*. Щитки защитные лицевые для электросварщиков, со свето фильтрами согласно ГОСТ 12.4.080-79. Светофильтры стеклянные для защиты глаз от вредных излучений на производстве.).
Стены кабины окрашены в светлые тона для ослабления контраста с яркостью дуги. При работе вне кабины применяются специальные ширмы и защитные щиты. 
Для защиты открытых участков кожи от излучающего действия дуги рабочие сварщики обеспечены: 
-брезентовыми рукавицами в соответствии с ГОСТ 12.4.010-75. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия. 
-специальной защитной одеждой согласно требованиям ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
- специальной обувью для сварочных работ согласно ГОСТ 12.4.103-83. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты рук и ног. Классификация.
Возможные ожоги от капель металла и шлака при сварке
Ожоги возникают в результате разбрызгивания жидкого металла и шлака, прикосновения сварщика к неостывшим предметам голыми участками кожи. Для того чтобы защитить тело, сварщики обеспечены одеждой из плотного брезента или аналогичного материала и используют средства индивидуальной защиты (рукавицы, специальная обувь). 
Возможное отравление вредными газами, выделяющимися при сварке и при загрязнении помещений пылью и испарениями различных веществ
В целом около 80% выявленных случаев профессиональных заболеваний среди сварщиков составляют пневмокониоз, хронический бронхит, интоксикация металла, т.е. заболевания, возникающие в результате воздействия на организм сварочных аэрозолей и газов.
Следует отметить, что больше всего воздух загрязняется при работе с покрытыми электродами. Меньше всего выделений при автоматических способах сварки.
Поражения могут возникнуть, если сварку выполняют с грубым нарушением правил техники безопасности и охраны труда. Существуют строгие требования в области вентиляции при сварочных работах. Для улавливания сварочного аэрозоля на стационарных постах, а где это возможно, и на нестационарных установлены местные отсосы в виде вытяжного шкафа, вертикальной или наклонной панели равномерного всасывания стола с подрешеточным отсосом, а также используются индивидуальные средства защиты (маски, респираторы). При сварке крупногабаритных серийных конструкций на кондукторах, манипуляторах и т.п. местные отсосы встроены непосредственно в эти приспособления. При автоматической сварке под флюсом используются устройства с местным отсосом газов.
Сварочный участок обеспечен системой общеобменной приточно-вытяжной вентиляции согласно СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха.
Воздух в рабочей зоне оператора - сварщика соответствует ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
Возможные взрывы из-за неправильного обращения с баллонами сжатого газа либо из-за производства сварки в емкостях из-под горючих веществ, либо выполнения сварки вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ
При газовой сварке и резке возможность взрывов и пожаров обусловлена применением горючих газов и паров горючих жидкостей, которые в смеси с воздухом могут взрываться при повышении температуры или давления. Взрывоопасность существует и при выполнении работ в помещениях, имеющих большое количество пылевидных органических веществ (пищевой муки, торфа, каменного угля). Эта пыль при определенной концентрации может давать взрывы большой силы. Помимо тщательной вентиляции для производства сварочных работ в таких помещениях требуется специальное разрешение пожарной охраны.
При использовании баллонов со сжатыми газами соблюдаются установленные меры безопасности: не бросать баллоны, не устанавливать их вблизи нагревательных приборов, не хранить вместе баллоны с кислородом и горючими газами, баллоны хранятся в вертикальном положении. При замерзании влаги в редукторе баллона с  категорически запрещается отогревать баллон открытым пламенем, так как это почти неизбежно приводит к взрыву баллона.
При производстве сварочных работ на емкостях, ранее использованных, требуется выяснение типа хранившегося продукта и наличие его остатков. Перед проведением сварочных работ производится тщательная очистка сосуда от остатков продуктов и 2-3-кратная промывка 10%-ным раствором щелочей, а также последующая продувка сжатым воздухом для удаления запаха, который может вредно действовать на сварщика.
Возможные пожары от расплавленного металла и шлака в процессе сварки
При дуговой электросварке брызги расплавленного металла разлетаются на значительные расстояния, что вызывает опасность пожара. Возникновения пожаров по этой причине существует в тех случаях, когда сварку выполняют по металлу, закрывающему дерево либо горючие изолировочные материалы, на деревянных лесах, вблизи легко воспламеняющихся материалов и т. п. Все указанные варианты сварки недопускаются.
Пожар может начаться не сразу, поэтому по окончании сварки следует внимательно осмотреть место проведения работ, не тлеет ли что-нибудь, не пахнет ли дымом и гарью.
Во избежание пожаров сварочные цеха (посты) сооружены из негорючих материалов, в местах проведения сварочных работ не допускается скопление смазочных материалов, ветоши и других легковоспламеняющихся материалов. 
Согласно СНиП 2.09.02-85 сварочный участок относится к категории Г-помещения с негорючими веществами и материалами в горячем, раскалённом или расплавленном состоянии.
Для быстрой ликвидации очагов пожаров вблизи места сварки всегда имеются ёмкости с водой или песком, лопата, а также ручной огнетушитель (пожарные рукава, краны, стволы находятся в легкодоступном месте), в соответствии с требованиями СНиП II-4-79.
Для предотвращения опасности возникновения пожара сварка производится в соответствии с требованиями СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.
Возможные травмы различного рода механического характера при подготовке (сборке и транспортировке) тяжелых изделий к сварке и в процессе сварки
Как показывают статистические данные, 80% травм сварщиков связано с транспортными операциями тяжелых металлических изделий.
Основными причинами травматизма при сборке и сварке является отсутствие транспортных средств для транспортировки тяжелых деталей и изделий, неисправность транспортных средств, неисправность такелажных приспособлений, неисправный инструмент (кувалды, молотки, гаечные ключи, зубила и т. п.), отсутствие защитных очков при очистке швов от шлака; отсутствие спецодежды и других защитных средств. Для устранения опасности травм такого рода сварочное производство механизировано и частично автоматизировано. 
Во избежание получения травм в процессе сборки изделий под сварку, сборка выполняется в соответствии со СНиП 12-03-2001.

4.2. Разработка инженерных решений по уменьшению воздействия выявленных опасных и вредных факторов на работающих и окружающую среду

В данной работе произведён расчёт местной вытяжной вентиляции и заземляющего устройства. 
Расчёт заземляющего устройства
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентами металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением.
Заземление предназначено для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.
Сущность защиты с помощью заземления заключается в создании такого соединения металлических нетоковедущих частей с землей, которое обладало бы достаточно малым сопротивлением, чтобы сила тока, проходящего через человека, не достигала опасного значения.
Заземляются все части электроустановок (станины электродвигателей, корпуса трансформаторов, рубильников и выключателей, осветительная арматура, защитные панели, крановые пути и т.д.), которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции. При проведении сварочных работ производят заземление корпусов источников питания сварочной дуги (рисунок 4.1) 

Рисунок 4.1 - Схема заземления сварочного оборудования
Заземляющее устройство (рисунок 4.2) состоит из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители представляют собой стальные трубы диаметром 50...70 мм с толщиной стенок 3...5 мм либо стержни из угловой стали размером мм или  мм, забиваемые в землю на глубину 2...2,5 м с шагом, равным или кратным их длине, так, чтобы их верхние части были под поверхностью земли на глубине 0,5…0,8 м. 

1 - заземлитель, 2 - соединительная полоса с сечением размером 25x4 мм.
Рисунок 4.2 - Заземляющее устройство

Определим сопротивление, [Ом] одиночного трубчатого заземлителя, вертикально установленного в земле, по формуле: 

,   (4.1)
где ρ - удельное сопротивление грунта, ρ= 4060 Ом∙см3; 
l - длина заземлителя, L=250 см; 
d - диаметр трубы, d=5 см; 
h - глубина заложения трубы от поверхности земли, h=50 см.

Так как сопротивление одиночного заземлителя превышает нормативное значение (3 Ом), используем несколько параллельно соединенных одиночных заземлителей, расположенных на расстоянии 2,5 м друг от друга.
Требуемое число заземлителей определяется по формуле:

    (4.2)

где  - нормативное значение сопротивления заземляющего устройства,  ; 
 - коэффициент использования трубчатых заземлителей, учитывающий условия экранирования тока и зависящий от способа размещения электродов,  
Расчёт местной вытяжной вентиляции
Для улавливания сварочного аэрозоля в рабочем помещении предусматривается вентиляция, которая обеспечивает нормальную циркуляцию воздуха. Воздухообмен в помещении рассчитывается таким образом, чтобы фактическая концентрация ядовитых газов, паров и пыли в воздухе не превышало ПДК.
Расчет местной вытяжной вентиляции производится по формуле: 

   ( 4.3)

где - количество вытяжных шкафов в сварочном цеху, n=4;
- объемная скорость воздуха, который выводится, м3/ч;
- площадь нижнего сечения открытой двери шкафа, F=0,385 м2;
- скорость движения воздуха, который выводиться в сечение F, 

Таким образом, выбираем вентилятор В-Ц4-70 продуктивностью 5800 м3/ч, номер вентилятора 5, частота вращения 1500 об/мин.

ВЫВОД

Внедрение способа автоматической сварки и синтез технологических операций (разделки кромок и нанесения металла) оградит рабочих от действия многих опасных производственных факторов и снизит уровень вредных выбросов в воздух.
Выполнение технологического процесса сварки изделий, при строгом соблюдении условий труда в соответствии с нормами вышеизложенных
документов, позволит уменьшить производственный травматизм рабочих и избежать возникновения опасных для жизни рабочих ситуаций.
Применение расчётной схемы заземляющего устройства, обеспечивает безопасность труда рабочего персонала, а использование вентиляции в помещении позволит устранить вредное действие сварочных аэрозолей на рабочих. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – Т.1/Под ред. Н.А. Ольшанского. 1978. 504 с.;
2. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – Т.2/Под ред. А.И. Акулова. 1978. 462 с.;
3. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – Т.3/Под ред. В.А. Винокурова. 1979. 567 с.;
4. Милютин, В.С. Источники питания для сварки/В.С. Милютин, М.П. Шалимов, С.М. Шанчуров. – М.: Айрис-пресс, 2007. – 384 с.: ил. – (Высшее образование);
5. Интернет;
6. Производство сварных конструкций; Учебно-методическое пособие.- Саратов: Изд. СГТУ, 2008-50 с.;
7. Казаков Ю.Н. Учебно-методический комплекс к выполнению лабораторных, практических работ и курсового проекта по дисциплине: Производство сварных конструкций Для студентов специальности «Технология и оборудование сварочного производства» - (ОТС).;
8. В.Ф. Лукьянов, В.Я. Харченко, Ю.Г. Людмирский. Производство сварных конструкций (изготовление в заводских условиях). - Ростов-на-Дону: ООО «Терра Принт», 2006. – 336 с.
Размещено на Allbest.ru