Технико экономические показатели процесса сварки изделия

Обновлено: 19.05.2024

Разработка проекта производственного процесса изготов­ления заданных изделий, как всякая техническая задача, обычно допускает различные варианты решения возникающих вопросов. Наиболее часто такие варианты относятся к разным технологи­ческим способам изготовления продукции, различной степени механизации производственного процесса, разным типам обору­дования и оснастки рабочих мест и т. п. При этом использование каждого варианта в отдельности удовлетворяет требованиям к ка­честву заданной продукции в соответствии с техническими усло­виями на ее приемку.

Наиболее целесообразный вариант из числа возможных в прак­тике проектирования определяют на основе технико-экономиче­ского их сравнения. В результате такого сравнения выбирают луч­ший вариант, являющийся применительно к заданной программе выпуска изделий наиболее рациональным в техническом и наи­более рентабельным в экономическом отношении.

Р» Методика сравнительной технико-экономической оценки про­ектируемых вариантов технологии производства сводится к сле­дующему. Применительно к сварочному производству техниче­ские преимущества и недостатки сравниваемых вариантов под­лежат оценке по присущим каждому из них значениям указанных ниже основных характеристик и показателей:

прогрессивность технологии производства, определяемая вы­сокой производительностью применяемых сварочных процессов, отсутствием существенных препятствий для комплексной их ме­ханизации и автоматизации, возможностью достижения высокого качества заданной продукции и снижения ее трудоемкости при обеспечении безопасности и безвредности выполняемых работ;

длительность производственного цикла изготовления заданной продукции (лучшему варианту присуща наименьшая длительность производственного цикла);

габаритные размеры и масса необходимого технологического оборудования (лучшему варианту присущи наименьшие габарит­ные размеры и масса оборудования);

площадь и кубатура здания цеха, необходимые для организа­ции производственного процесса (лучший вариант отличается наиболее компактным его размещением в цехе);

требуемое число рабочего и обслуживающего персонала для изготовления заданной продукции (лучший вариант требует наименьшего числа указанного персонала);

удельная производительность технологии изготовления задан­ной продукции, определяемая показателями ее годового выпуска на одного рабочего и на 1 м2 площади, занятой производственным процессом.

Результатов сопоставления между собой сравниваемых ва­риантов технологии производства заданной продукции по пере­численным выше техническим характеристикам и показателям еще недостаточно для определения оптимального варианта. Последний может быть выявлен путем экономического анализа наиболее прогрессивных и конкурирующих между собой в техни­ческом отношении вариантов. Поэтому техническую оценку срав­ниваемых вариантов технологии производства всегда дополняют их экономической оценкой.

Согласно утвержденной методике для оценки экономической эффективности применения различных вариантов техники в на­родном хозяйстве следует определять соответствующие каждому варианту годовые приведенные затраты 3 по формуле

3 = С + ЕНК, руб/год, (13)

где С — себестоимость годового выпуска продукции, руб.; К — капитальные вложения в производственные фонды, руб.; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложе­ний, принимаемый в расчетах равным 0,15; ЕиК — сумма ежегод­ного погашения капитальных вложений, руб.

Лучший вариант характеризуется наименьшей величиной 3 приведенных годовых затрат.

В практике проектирования расчетное значение коэффициента эффективности капитальных вложений нередко существенно от­личается от его нормативного значения, являющегося наименьшим допускаемым. Поэтому возникает необходимость проверки соб­людения этого обязательного условия. Для такой проверки ис­пользуют следующую формулу:

где Е — расчетное значение коэффициента эффективности капи­таловложений; С] и Cj — себестоимость годового выпуска про­дукции по базовому (Сх) и предусматриваемому новому (более прогрессивному) варианту (С2) проекта цеха, руб.; К и К2 — ка­питальные вложения в производственные фонды соответственно по тем же вариантам, руб.; Ток — срок окупаемости капитальных вложений, выражаемый в годах.

Нормативное значение срока окупаемости, соответствующее принимаемому в настоящее время нормативному значению коэф­фициента эффективности капитальных вложений (£н=0,15), составляет Ти = 6,67 лет (не более).

В подсчеты капитальных вложений и себестоимости годового выпуска продукции по сравниваемым вариантам достаточно вво­дить затраты только по тем элементам капиталовложений и себе­стоимости, по которым сравниваемые варианты различаются ме­жду собой. Такое упрощение расчетов не влияет на действительное соотношение их результатов по сравниваемым вариантам. Указан­ную «упрощенную» себестоимость продукции называют техноло­гической себестоимостью в отличие от полной себестоимости, в ко­торую входят все без исключения издержки.

Пример. Представлены для рассмотрения два варианта проекта сооружения сборочно-сварочного цеха. По первому варианту предусмотрено поточное произ­водство изделий с применением механизированных сборочных устройств и авто­матов для выполнения сварочных операций. Соответствующими сметными расче­тами определены следующие значения необходимых капитальных вложений и суммы цеховой технологической себестоимости годового выпуска заданных изделий: Ki — 4,5 млн. руб. и С, = 3,5 млн. руб. в год. По второму варианту проекта для выполнения той же программы выпуска изделий предусмотрено использование автоматических сборочно-сварочных линий, что повысило сумму необходимых капитальных вложений до К2 = 5,5 млн. руб., но обеспечило сни­жение проектной цеховой себестоимости годового выпуска продукции до С2 = = 3,3 млн. руб. в год.

Определяемые по формуле (14) расчетные значения коэффициента эффектив­ности Е капиталовложений и срока их окупаемости Ток составляют соответственно Е = 0,2 и Ток — 5 лет. Сопоставление этих расчетных значений с упомянутыми выше их нормативными значениями (Ен — 0,15 и ТИ = 6,66 лет) показывает, что второй вариант проекта экономически эффективнее первого и отличается вполне удовлетворительными значениями указанных расчетных величин.

В сварочном производстве вообще и особенно при изготовле­нии деталей, наплавленных износостойкими сплавами, нередко различные варианты технологии сварки (наплавки) обеспечивают разное качество продукции. Последнее выражается обычно эк­сплуатационными показателями долговечности (срок службы либо износостойкость наплавленных деталей) или показателями удельного расхода на единицу обрабатываемого материала (на­пример, количество расходуемых наплавленных лемехов на каж­дые 1000 га пашни, обрабатываемой тракторными плугами). В подобных случаях в описанные выше расчетные формулы (13)—(14) следует вместо фактической себестоимости Сг годового выпуска продукции вводить его скорректированную себестоимость Ск с учетом изменения качества изделий

где Тс_ к и Тн. к — срок службы продукции прежнего и повышенно­го качества в одинаковых единицах времени; Рс. к и РНшК — удель­ный расход продукции прежнего и повышенного качества, шт.

Невыполнение указанной корректировки себестоимости про­дукции, как правило, приводит к ошибочным выводам. В под­тверждение этого можно привести немало примеров, когда тех­нологический вариант, отличающийся наиболее низкой цеховой себестоимостью наплавленных деталей, не обеспечивает у потреби­теля этих деталей наибольший срок их службы сравнительно с де­талями, наплавленными с применением более дорогой технологии. Лучший вариант должен быть оптимальным с точки зрения по­требителя продукции.

Экономический анализ необходим также тогда, когда имеется всего один вариант технологического процесса. При этом анализ дает возможность выявить недостатки разработанного варианта и пути рационализации предусмотренного производственного процесса либо необходимость замены его другим процессом, экономически более эффективным.

Чаще всего в практике проектирования выполняют экономи­ческое сравнение производственного процесса, разработанного в представляемом на утверждение проекте, с другими вариантами процессов, принятыми в ранее утвержденных проектах аналогич­ного либо подобного производства. В таких случаях для обеспе­чения сопоставимости сравниваемых вариантов непременным ус­ловием является приведение их программ годового выпуска про­дукции к одинаковым либо близким количественным значениям. При этом используют следующую методику экономического ана­лиза рассматриваемых вариантов с помощью построения гра­фиков.

После подстановки в формулу (13) указанного значения себе­стоимости С и, принимая во внимание, что последний член ЕиК формулы (13) является для каждого варианта проекта цеха в от­дельности постоянной величиной, значение годовых приведенных затрат (руб/год) можно выразить в виде

Зі = vini - ф- (с - f-^K) і = viIll (13.а)

где Ht = (с + ЕнК)і = const,

(рис. 10) выполняют путем проведения вого выпуска 77 заданных

4 гг / s изделии при постоянном пар-

из точкрі Пі (ни оси абсцисс) ординаты ке производственного обору-

высотой 3t (см. отрезок П1 — 3,). По - дования цеха

следующим соединением вершины этой

ординаты (точки 3() прямым отрезком с точкой Я,- на оси ординат получают искомое расположение прямой Я,- — 3(- на графике.

Эта прямая описывает зависимость величины приведенных

годовых затрат от количественного годового выпуска заданных изделий по рассматриваемому 1-му варианту проекта.

Указанный на рис. 10 характер изменения величины 3 при­веденных годовых затрат в зависимости от количества Я изготов­ляемых за год изделий будет действительным только в пределах постоянного состава парка технологического оборудования. По мере увеличения годовой программы выпуска продукции загрузка этого оборудования будет возрастать. После достижения 100%- ной загрузки предусмотренного комплекта (1к) оборудования его пропускная способность будет исчерпана (рис. 11, б).

Для дальнейшего увеличения программы годового выпуска продукции (от Я1 до 2/7х) потребуется соответствующее увеличе­ние парка оборудования. Если для этого случая предусмотреть установку второго такого же комплекта оборудования, то посто­янная составляющая Яг в формуле (13а) увеличится (см. рис. 11, а) приблизительно в 2 раза (2Ях), а средний коэффициент загрузки двух комплектов оборудования (2k) составит сперва k3 50 %. С дальнейшим увеличением годового выпуска продукции (от Ях до 2Ях) будут прямолинейно возрастать как годовые приведен­ные затраты 32, так и средний коэффициент загрузки двойного комплекта оборудования. После исчерпания пропускной способ­ности этого оборудования, т. е. после достижения 100%-ной его загрузки, снова потребуется увеличение парка оборудования. Если и в этом случае предусмотреть дополнительную установку еще одного комплекта оборудования, то постоянная составляю­щая Ht в формуле (13а) снова возрастет примерно в 3 раза (3Н^) по сравнению с первоначальным ее значением (Hi), а средний коэффициент загрузки трех комплектов (Зк) оборудования сна­чала составит 1г3 ^67%. По мере дальнейшего увеличения го­дового выпуска продукции (от 2Ях до 3/7Х) будут прямолинейно

Рис. 11. Зависимость суммы годовых приведенных затрат (Зц Зг, . 3Б) от количественного годового выпуска (/7ц 2Пг, . 5ЯХ) заданных изделий при увеличении парка производственного оборудования цеха в связи с планируемым значительным ростом выпуска продукции по годам:

а— график изменения годовых приведенных затра 3 = 1 (77); б — график изменения загрузки (к3%) парка производственного оборудования по мере увели­чения числа его комплектов (k, 2k, . 5k) в связи с ростом выпуска продукции (77) по годам

Рис. 12. Графический способ сравнения экономической эффективности двух вариантов проекта цеха, отличающихся различной технологией производства продукции

возрастать как годовые приведенные затраты З3, так и средний коэффициент загрузки парка оборудования Зк до исчерпания пропускной способности последнего. Изменения коэффициента за­грузки оборудования и постоянной составляющей Ht в формуле (1 За) при дальнейшем увеличении годовой программы выпуска будут происходить аналогично вышеописанному.

В результате зависимость величины годовых приведенных затрат от изменяющегося в широких пределах годового выпуска продукции имеет ступенчатый характер (рис. 11). При этом каж­дая ступень представляет собой отрезок прямой (Зх, 32, ■■■, 36 и т. д.).

В пределах каждого значения состава парка оборудования ко­эффициент его загрузки по мере увеличения годового выпуска изделий изменяется также прямолинейно от минимального зна­чения до 100%. При этом одновременно с увеличением парка обо­рудования на один комплект происходит спад среднего значения коэффициента загрузки до нового начального значения (см. рис. 11):

где N — число комплектов оборудования.

С увеличением числа комплектов оборудования N значение (*з)н асимптотически стремится к единице или 100%.

В дальнейшем описании рассматриваемой методики с целыо упрощения ее изложения предусмотрен случай изменения годовых приведенных затрат по формуле (13а) только в пределах постоян­ного состава парка оборудования. Поэтому при необходимости изменения числа единиц оборудования (в случаях значительного увеличения рассматриваемого годового выпуска продукции) сле­дует учитывать описанные выше соответствующие поправки на изменение величины постоянного члена в формуле (13а) для срав­ниваемых вариантов проекта.

Итак, при постоянном (предусмотренном в проекте) составе парка оборудования зависимость годовых приведенных затрат от годового выпуска заданных изделий 3t = f (Я,) может быть изображена отдельной прямой по каждому сравниваемому вари­анту проекта (либо по различным проектам).

При сравнении двух различных вариантов проекта возможно, что соответствующие им прямые Зх = f1 (Я) и 32 = /2 (Я) не пересекутся, либо пересекутся в некоторой точке.

В первом случае очевидно, что все ординаты прямой одного варианта будут меньше ординат прямой другого варианта. Следо­вательно, вариант, отличающийся меньшими ординатами соответ­ствующей ему прямой, экономически более целесообразен сравни­тельно с другим вариантом, прямая которого отличается боль­шими ординатами.

Во втором случае, т. е. при пересечении прямых обоих сравни­ваемых вариантов в некоторой точке п (рис. 12) эта точка соот­ветствует такому значению годового выпуска продукции Я0, при котором годовые приведенные затраты по обоим рассматри­ваемым вариантам проекта одинаковы и, следовательно, оба срав­ниваемые варианты проекта в экономическом отношении равно­ценны.

Для всех значений планируемого годового выпуска изделий (nt < Яс либо Пі >Я0) большая экономическая эффективность будет соответствовать тому варианту проекта, ординаты прямой которого будут меньше, чем у прямой другого варианта. Таким образом, согласно графику на рис. 12 при заданной программе годового выпуска изделий Я,- < Яс большей экономической эф­фективностью отличается первый вариант проекта (отрезок пря­мой Кі — п), а при Я, >Яс — второй вариант (отрезок п — 32).

Пример. Проектом сборочно-сварочного участка предусмотрено изготовление сварных изделий типа А при годовой программе их выпуска в количестве 3500 шт. При этом цеховая себестоимость изделия составит 10 руб., а капиталовложении на сооружение сборочно-сварочного участка потребуются в сумме 300 000 руб. Представленный проект следует сравнить по экономической эффективности с дру­гим проектом сооружения сборочно-сварочного участка, предусматривающим изготовление таких же изделий при годовом их выпуске в количестве 5000 шт. с внедрением в их производство более прогрессивной технологии. При этом цехо-

Рис. J3. Характерные ^случаи графического анализа ^эконо­мической эффективности трех различных вариантов проекта цеха - для_ выпуска заданной продукции

вая себестоимость каждого изделия составит^ руб., а^капитальные'вложения на сооружение сборочно-сварочного участка потребуются в сумме 400 ООО руб-^^j

Для решения поставленной задачи предлагаем^читателю"построить (подобно рис. 12) график взаимного расположения двух прямых: 3, = /, (Я) и 32 = f2 (П), соответствующих сравниваемым двум проектам по изменению годовых приведен­ных затрат 3] и 32 в зависимости от изменения годового выпуска изделий П. Затем, пользуясь построенным графиком, определить, при каком годовом выпуске изделий оба проекта будут экономически равноценными, а также установить пределы годового выпуска изделий, определяющие экономические преимущества каждого из рассматриваемых проектов сравнительно с другим.

Правильные ответы на поставленные вопросы следующие. Равноценными в экономическом отношении оба проекта будут при годовом выпуске изделий П0 = 2600 шт. Первый_проект экономически более эффективен в сравнении со вторым при П < 2600 шт. Второй проект экономически более эффективен в сравне­нии с первым при П >2600 шт.

При сравнении трех вариантов для практики проектирования характерны два случая (рис. 13), отличающиеся различным взаим­ным расположением прямых 31 = f1 (Я), 32 = /2 (Я) и З3 = = /з(^)> а также точек пересечения их между собой. Наиболь­шая экономическая эффективность производства по мере увели­чения планируемого годового выпуска продукции будет обеспечи­ваться в первом случае (рис. 13, а) по ломаной линии Кх — пЬ2 — м2,з — З3, а во втором (рис. 13, б) — по ломаной линии Кх — пі, з — З3. В последнем случае вариант 2 технологии производства невыгоден по сравнению с другими двумя вариантами при лю­бом значении Я.

Эта методика может быть применена и в случаях экономиче­ского сравнения между собой большего числа вариантов произ­водственного процесса.

Описанная методика графоаналитического сравнения эконо­мической эффективности различных вариантов производства по­зволяет анализировать их в некоторых пределах изменения зна­чений годового выпуска продукции. При этом легко достигается приведение программ годового выпуска продукции по сравнивае­мым вариантам к одинаковому количественному значению. Кроме того, описанная методика дает возможность устанавливать эко­номически целесообразные пределы применения каждого сравни­ваемого варианта производства.

Технико-экономические показатели технологичности сварных конструкций. Качественная оценка ТКИ.

Оценка технологичности изделия предусматривает определение целого ряда показателей, характеризующих потенциальную возможность улучшения конструктивных, технологических и эксплуатационных свойств изделия.

Оценка технологичности конструкции изделия может быть двух видов: качественной и количественной.

Качественная оценка– характеризует технологичность конструкции обобщенно на основе опыта исполнителя. Такая оценка допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определения степени различия технологичности рассматриваемых вариантов. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования предшествует и определяет целесообразность количественной оценки. Обычно она проводится самим конструктором в процессе проектирования металлоконструкции.

Качественные оценки технологичности, как правило, не могут быть выражены точно числовыми значениями. В процессе проведения такой оценки оперируют такими понятиями, как: плохо, хорошо, лучше.

При проектировании сварных металлоконструкций пользуются следующими качественными показателями технологичности:

Простота конструкции. Оценивается количество сборочных единиц и деталей, входящих в изделие, подсчитывается количество сварных швов. Изделие считается технологичным, если на завершающей стадии его сборки и сварки оно состоит не более, чем из 5-7 сборочных единиц и деталей. В свою очередь, каждая из сборочных единиц, входящих в готовое изделие, также должна состоять из небольшого числа элементов и т. д. В случае несоблюдения этого требования необходимо разработать иную компоновку изделия и разбивку его на сборочные единицы.

Отсутствие необходимости (или необходимость) использования уникального специального оборудования для выполнения заготовительных операций. Использование подобного рода оборудования требует значительных материальных затрат и может быть оправдано только в условиях массового производства, рассчитанного на длительную перспективу. В условиях серийного и единичного производства применение нестандартного оборудования для заготовительных операций нецелесообразно.

Свариваемость материала конструкции. Оценивается технологическая прочность в процессе кристаллизации металла шва (склонность к образованию горячих трещин) и в процессе фазовых и структурных превращений в твердом состоянии (склонность к холодным трещинам). При этом используются как расчетные методы, например, расчет эквивалентного содержания углерода С_экв, так и экспериментальные лабораторные испытания образцов сварных соединений. Если по результатам подобного рода исследований обнаруживается опасность возникновения в сварном соединении горячих или холодных трещин, сварная конструкция признается нетехнологичной.

Необходимость проведения дополнительных мероприятий в процессе сварки по повышению технологической прочности сварных соединений конструкции. Если материал сварной конструкции относится к группе трудносвариваемых материалов или свариваемых ограниченно, разрабатывается комплекс специальных мероприятий по предотвращению образования холодных и горячих трещин. Среди таких мер наиболее трудоемкими являются предварительный и сопутствующий подогрев. Введение их в технологический процесс снижает общий уровень технологичности изделия.

Необходимость проведения послесварочной термообработки. Оценивается структура фазового состав шва. По результатам подобного анализа и справочным данным, с целью регулирования структуры металла сварных соединений, принимается решение о необходимости проведения послесварочной термообработки изделия. С этих позиций наиболее технологичными следует считать изделия, позволяющие избежать подобной обработки.

Удобство сборки. Под удобством сборки понимается:

- обеспечение возможности быстрой установки комплекта деталей и съем изделия с приспособления;

- удобная фиксация деталей относительно друг друга;

- возможность использования простых зажимов и фиксаторов;

- доступность мест выполнения прихваток;

- обеспечение наиболее выгодного порядка сборки и правильного порядка наложения сварных швов;

- возможность механизации и автоматизации процесса сборки и т.п.

Сложность сборочно-сварочной оснастки. С этих позиций конструкция изделия считается технологичной, если для ее сборки и сварки не требуется:

- большое число кантовок;

- надежное и равномерное прижатие деталей может быть обеспечено малым количеством прижимов и фиксаторов.

Упрощению сборочно-сварочной оснастки способствует также возможность установки прижимов для фиксации нескольких деталей одновременно; уменьшение количества прихваток и швов, выполняемых в вертикальном положении; простота применяемой оснастки в работе и ремонте.

Протяженность и конфигурация сварных швов. Этот показатель влияет на длительность выполнения процесса сварки, утомляемость и удобство выполнения сварных швов, возможность автоматизации и механизации процесса сварки. Изделие считается наиболее технологичным, если оно содержит протяженные прям олинейные сварные швы.

Пространственная ориентация сварных швов и возможность выполнения сварки в нижнем положении. Этот показатель главным образом влияет на качество сварного соединения; требуемую квалификацию рабочих-сварщиков; выбор способов и видов сварки, в том числе, механизированных и автоматизированных.

Возможность механизации и автоматизации процесса сварки. Наиболее легко подаются механизации и автоматизации протяженные прямолинейные и кольцевые сварные швы. Короткие швы со сложной ориентацией могут быть выполнены сварочным роботом. Однако применение последнего наиболее рационально в условиях массового и крупносерийного производства. Механизация и автоматизация процесса сварки имеют значение для повышения общего уровня технологичности изделия.

Обзорность. Доступность для наблюдения мест стыковки свариваемых деталей определяет удобство выполнения сварных швов, возможность контроля качества сварки и, в целом, положительно влияет на технологичность изделия.

Доступность мест сварки. Данный показатель определяет возможность и удобство попадания сварочной головки в место стыка или электродов при контактной сварке, и т.п.

Необходимость переналадки оборудования. Подобная необходимость возникает при производстве изделий, имеющих сварные швы, выполняемые на разных режимах на одном рабочем месте. Потребность в переналадке оборудования снижает технологичность изделия и допускается только в условиях мелкосерийного и единичного производства.

Возможность возникновения сварочных деформаций и их величина. Остаточные сварочные деформации вызывают необходимость правки сварной конструкции, и тем самым удорожают её производство.

Время сварки. Значительное время сварки снижает производительность труда при производстве сварных конструкций. Наилучшие показатели технологичности при производительных быстротекущих процессах.

ПАРАМЕТРЫ СВАРКИ И ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

При выполнении сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и величина сварного тока, длина дуги, скорость перемещения электрода вдоль шва и другое.

При сварке основными параметрами являются диаметр электрода, род, полярность и величина сварочного тока, напряжение на дуге, длина дуги, величина поперечных колебаний электрода, количество проходов, скорость сварки, угол наклона электрода к изделию, его начальная температура.

Кроме этого, необходимо определить свариваемость стали, выбрать тип и марку электрода, определить расход электродов, электроэнергии и время сварки.

Сначала оцениваем свариваемость стали. Для этого у сталей сложного состава определяют эквивалент углерода Сэкв.

1. Эквивалент углеродаСэкв оцениваем по химическому составу.

Эквивалент углерода Сэкв из п.1.3 равен 0,33

Сталь сваривается без ограничений, предварительный подогрев не требуется

2. Диаметр электрода и количество проходов устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва табл. 13-14.

Для толщины стенки трубы 6 мм подходят электроды диаметром 4 мм.

По выбранному диаметру электрода устанавливают величину сварочного тока, который также зависит от пространственного положения шва (табл. 15).

3. Находим число проходовn по табл. 14.

Из таблицы 14 определяем, что для сварки металла толщиной 6 мм необходимо 2 прохода, т.е.n=2.

Для сварки корневого шва, во избежание прожогов, рекомендуется применять электроды меньшего диаметра, поэтому окончательно принимаем диаметры электродов:

Для корневого шва – 3 мм;

Для заполняющего – 4 мм.

4. Находим величину сварочного токаIсв из табл. 15.

Для электродов диаметром 3 мм I_св= 50*3=150 А;

Для электродов диаметром 4 мм I_св= 50*4=200А

Так как для толщины более 3 мм рекомендуется увеличить сварочный ток на 10-15%, а для сварки вертикальных швов уменьшить на такое же значение, оставляем расчетное значение силы тока.

Практически силу тока необходимо будет скорректировать перед сваркой на пробном образце.

5. Находим марку электрода по табл. 5 и выбираем необходимоеоборудование.

Для сварки трубопроводов из низкоуглеродистой и низколегированной стали можно применить электроды типа Э42 марки УОНИ13/45 для сварки постоянным током обратной полярности.

Исходя из рода тока, его полярности и значения силы сварочного тока выбираем оборудование для сварки:

Для напряжения сети 380 В сварочный выпрямитель ВД-306Д с диапазоном регулирования сварочного тока 5-315А, рабочее напряжение 30В; или сварочный инвертор ВД-253с диапазоном регулирования сварочного тока40-250 А, потребляемая мощность от 0,7 до 8,3 кВА; для напряжения сети 220 В – сварочный инвертор ВД-201с диапазоном регулирования сварочного тока 40-200А, потребляемая мощность от 0,6 до 4,9 кВА

6. Указываем конструктивные элементы и размеры сварногошва и определяем площадь его поперечного сеченияв см 2 :

Для шва С17: S = e s / 2 + eg

Конструктивные элементы сварного шва из табл. 7

Для толщины s от 5 до 8 мм:

Ширина шва e=12 мм±2;

Усиление (выпуклость) шваg=0.5 мм;

Тогда площадь поперечного сечения составит:

S=12*6/2+12*0,5=42 мм 2 =0,42 см 2

7. Вычисляем массу наплавленного металла, используя формулы,г:

Для труб длина шва определяется:

L - πDн,

где L - длина кольцевого шва (длина окружности), см, Dн- наружный

диаметр трубы, см, ρ ~ 7,8 г/см 2 -- плотность стали.

m= 7,8*0,42*3,14*7,6=78,18 г

8. Определяем расход электродов на одно изделие, г:

9. Определяем скорость сварки за один проход, м/ч:

где а – коэффициент наплавки, г/ А ч, S₁ =S/n

10. Время сварки одного прохода, ч:

11. Для определения штучного времени нужно учесть, кромевремени сварки всех проходов, время на вспомогательные операции,ч:

Для ручной дуговой сварки это время составляет 40% от временисварки

12. Определим расход электроэнергии, Вт ч:

W = Icв U п t_св.

При использовании сварочного выпрямителяВД-306Д:

W=200*32*2*0,3=3840 Вт*ч= 3,84 кВт*ч

При использовании сварочного инвертора ВД-253:

При использовании сварочного инвертора ВД-201:

При использовании сварочного инвертора ВД-201 расход электроэнергии меньше

Результаты расчетов, а также последовательность сборки и сварки каждого типа сварного соединения представляем в операционной технологической карте.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.012)

Технико-экономические показатели технологичности сварных конструкций. Показатели количественной оценки ТКИ

Количественная оценкатехнологичности конструкции выражается численными значениями системы показателей и характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции. Количественную оценку применяют для всего изделия в целом, либо для достаточно сложных сборочных единиц, состоящих из большого количества узлов и деталей.

Различают базовые (исходные) показатели технологичности и достигнутые при разработке изделия.

Состав базовых показателей технологичности, их оптимальные значения и предельные отклонения, определяются для однотипных изделий отраслевыми стандартами и другими нормативными документами. При проектировании конструкции конкретного изделия оптимальные базовые показатели оговариваются в техническом задании на разработку изделия и подлежат обязательному исполнению. Базовые показатели являются абсолютными показателями.

Показатели технологичности конструкции, достигнутые при разработке изделия, могут определяться как абсолютные, либо как показатели уровня технологичности. Показатели уровня технологичности конструкции (относительные показатели) представляют собой отношение значений показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей. Эти показатели должны вноситься в стандарты или технические условия на конкретное изделие.

Номенклатура количественных показателей технологичности устанавливается отраслевыми стандартами или стандартами предприятий.

Система количественных показателей, рекомендуемых в курсовых и дипломных проектах, включает в себя:

· Трудоемкость изготовления деталей (общая трудоемкость) – суммарные затраты труда (в нормо-часах на конструкцию) для выполнения технологических процессов изготовления изделия:

Т_и = и.эл+ Т_сб.св+_. Т_отд , (1)

где Т_под – затраты времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства;

Т_и.эл. – затраты времени на изготовлении элементов, входящих в сварную конструкцию (на выполнение заготовительных работ, механическую и термическую обработку, кузнечно-штамповочные работы и т.д.);

Т_сб.св. – затраты времени на сборочно-сварочные работы;

Т_отд – затраты времени на правку, окраску и другие отделочные работы;

N – объем партии изделий.

Допускается выполнять упрощенный расчет по формуле:

где в качестве Т_сб.св принимается оперативное время сборочно-сварочных операций – t_оп (расчет t_оп см., например, методические указания по техническому нормированию процессов сварки).

Если в процессе отработки изделия на технологичность вносимые изменения существенным образом влияют на величину Т_и.эл., но расчет Т_иосуществляется по формуле (2), параметр Т_и.эл подлежит расчету как дополнительный показатель, но оценивается самостоятельно от Т_и .

· Уровень технологичности и трудоемкости – характеризует сокращение (увеличение) трудоемкости в результате внедренных мероприятий –

К_у.т. =

где Т_би – трудоемкость базового изделия (трудоемкость изделия, полученного в качестве задания к проекту, рассчитываемая по формуле [2]).

· Стоимость основного металла, из которого изготавливается сварная конструкция:

где G_м.д – масса исходного металла (заготовки), необходимая для изготовления данной детали, входящей в сварную конструкцию;

q_ос.м – стоимость исходного металла, для изготовления деталей сварной конструкции.

· Стоимость сварочных материалов (электродов, флюса, сварочной проволок, защитного газа и т.п.):

где G_св.м – расход данного сварочного материала (нормы расхода сварочных материалов см., например, методические указания по нормированию материалов и электроэнергии для электрической сварки и наплавки [4]);

q_св.м – стоимость используемых сварочных материалов.

· Стоимость электрической энергии, расходуемой в процессе изготовления изделия:

где Э – расход электрической энергии;

q_эл – стоимость электрической энергии.

· Технологическая себестоимость изделия – часть себестоимости, определяемая суммой затрат на осуществление технологических процессов изготовления изделия:

С_т = С_м + С_св.м + С_эл + З_осн +

где А – амортизация оборудования,

С_рем – стоимость ремонта,

З_осн основная заработная плата производственных рабочих с доплатами к тарифу, определяемая по формуле:

З_осн = доп (8)

· Уровень технологичности по себестоимости- характеризует сокращение (увеличение) себестоимости изготовления сварной металлоконструкции в результате внедренных мероприятий:

К_ус =

где С_бт – себестоимость базового изделия (себестоимость изделия, полученного в качестве задания к проекту, рассчитываемая по формуле (4)).

· Удельная трудоемкость изготовления изделия– отношение трудоемкости изготовления изделия к величине его полезного эффекта или к номинальному значению основного параметра:

t_т =

где, Р – нормативное значение основной технической характеристики изделия ( мощность, грузоподъемность, объем, вес, прочность, производительность и т.д.). В общем случае рекомендуется в качестве Р принимать чистый вес сварной конструкции G_ч.

· Общий расход металла (черная масса)- потребность основного металла с учетом отходов при изготовлении входящих деталей и окончательной обработки сварной металлоконструкции, а также наплавляемого металла с учетом потерь на угар, разбрызгивание, огарки и т. п.:

где G_пр – расход сварочной проволоки, электродов, металлических добавок во флюс и т.д.

· Коэффициент использования металла:

где G_с.к – масса сварной конструкции, изготовленной на данном заводе (чистая масса).

· Удельная (конструктивная) материалоемкость изделия

где G – масса машины, поступающей в эксплуатацию (рабочая масса);

Р – наиболее характерный показатель работоспособности машины (мощность, производительность, грузоподъемность и т.п.).

· Технологическая материалоемкость:

· Коэффициент применяемости материалов:

где G_м – масса данного материала в сварной конструкции.

· Коэффициент соотношения длины сварных швов и массы конструкции:

где L_св – общая длина сварных швов.

· Коэффициент соотношения массы наплавленного металла и массы конструкции (относительный расход наплавленного металла):

где G_н.м – масса наплавленного металла при выполнении сварных швов конструкции (чистая масса).

· Коэффициент механизации и автоматизации сварочных работ:

- по протяженности сварных швов:

где L_св.а. – длина сварных швов, выполненных автоматической сваркой.

- по массе наплавленного металла:

где G_н.м.а – масса металла, наплавленного автоматической сваркой.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.013)

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ И ТЕХНИКО-ЭКОИОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

в результате разработки проекта удельные (т. е. приведенные на единицу основных элементов производства) значения следующих величин: годового выпуска продукции, трудоемкости работ по ее изготовлению, удельной себестоимости продукции и других фак­торов, отражающих предусмотренные в проектируемом цехе уро­вень техники и организации производства, а также достигаемую экономическую эффективность запроектированного произ­водства.

Упомянутые показатели разработанного проекта подсчиты­вают с целью сопоставления их с другими показателями, приня­тыми для сравнения. Такое сравнение показателей разрабатывае­мого проекта цеха с указанными другими показателями позволяет оценить качество разработки данного проекта, выявить его сла­бые стороны и своевременно внести в этот проект необходимые изменения.

Таким образом, технико-экономические показатели по разра­ботанному проекту какого-либо цеха могут служить мерилом ка­чества этого проекта и средством для выявления необходимых ис­правлений и переделок в проекте в случае неудовлетворительных значений соответствующих его показателей.

Поскольку технико-экономические показатели всякого произ­водства, в том числе и проектируемого, нельзя рассматривать в от­рыве от организационно-технических условий, для которых они получены, обычно перед показателями помещают основные дан­ные проекта цеха, содержащие краткую характеристику проекти­руемого производства. Для удобства сравнения основные данные и технико-экономические показатели проектируемого цеха, ранее разработанного и утвержденного аналогичного проекта, действу­ющего цеха передового предприятия той же отрасли машинострое­ния, а также соответствующие нормативные показатели помещают параллельно в общей ведомости (табл. 39). В левой части этой ве­домости располагают перечень основных данных и технико-эко­номических показателей (табл. 40),а в правой — их числовые зна­чения.

В практике проектирующих организаций пока еще не всегда используют всю необходимую номенклатуру технико-экономиче­ских показателей по проекту сборочно-сварочного цеха (см. табл. 40). Однако очевидно, что отсутствие в проекте даже неко­торых существенных технико-экономических показателей сни­жает качество его разработки.

При сравнении технико-экономических показателей проекти­руемого цеха с другими одноименными показателями следует учи­тывать, что с течением времени, в связи с развитием техники и рационализацией организационных форм технологии, показатели проектируемых цехов должны постепенно улучшаться. Поэтому приводимые для сравнения с проектируемыми технико-экономиче­ские показатели других производств следует рассматривать как заниженные,

Основные данные и технико-экономические показатели по проекту сборочно-сварочного цеха машиностроительного завода

я о и а «н о ж и

л д (- к в Я ь^О CXcd *■* И w с р*

j к «и £ И ч £ 2* « Г3 д Cl С

сЗ О XD О да га н я

ЛмэЛшян ои) олохи

инзігаїґхо Лион - ьоЦвнэ-оньос! о9Э он

(КИНЭ1ГЭ1/ХО о л - OHhOdBHD-OHhodo93 ЛмэЛшчн он) олохи

оіинаїгаїґхо Лион hodBH3-OHhodOQ3 он

oimiaifaVxo Ли -ончи*эхияохолве он

OXOHhOdBH3-OHhod093 ЛиэЛшчя он) олохи

oiHHairaVxo Лион - hOdCHD-OHhOdo90 он

ош Haifa Vxo Ли - ончігахинохолвє он

(БХЗЇІ ОЛОН - hodBH3-OHhodo9o ЛмэЛшчн ои) олохи

ошнакаїґхо Лион - hOdBH3-OHhOd093 on

oiHHaifaVxo Лион -чігахияохолвє on

l=J E 03 О CO О) К

Перечень основных данных и технико-экономических показателей по проекту сборочно-сварочного цеха машиностроительного завода

Основные данные и технико­

I. Основные данные

Отношение числа вспомога­

Годовой выпуск (Мг или шт.)

тельных рабочих к числу про­

ства (единичное, серийное или

Выпуск (годовой) на 1 м2 об­

щей площади цеха (Мг/м2)

Максимальная масса заго­товки и неразъемной сборочной единицы (Мг)

Выпуск на единицу обору­дования и рабочее место (Мг)

Максимальные размеры за­готовки и неразъемной сбо­

Выпуск на одного рабочего (списочного) (Мг)

рочной единицы (м)

Выпуск на одного работаю­

Максимальная (чистая) мас­

щего (списочного) (Мг)

са собираемого изделия (Мг)

Трудоемкость 1 Мг выпуска

Максимальные размеры со­

бираемого изделия (м)

То же (станко-час + мес­

Режим работы (число смен)

Всего работающих, в том числе рабочих (чел.)

Трудоемкость 1 Мг обраба­тываемых деталей (станко-час)

Общая трудоемкость годово­го выпуска (тыс. человеко-час)

Общая площадь м2 на еди­ницу оборудования и рабочее

Общая площадь без бытовых и конторских помещений (м2)

Общую площадь принимать

без площади бытовых помеще­

Степень механизации про­

Себестоимость годового вы­пуска (тыс. руб.)

изводственного процесса (%). Определение см. в п. 23

Уровень механизации про­изводственного процесса, %

Коэффициент сменности ра­бочих kp (отношение общего числа производственных рабо­

Коэффициент использования средств механизации производ­ственного процесса (%). Оп­

чих к числу занятых в наибо­

ределение см. в п. 20

лее многочисленной смене)

Капитальные затраты на

Коэффициент сменности обо­

единицу выпуска (руб/Мг)

рудования kD (отношение рас­четной суточной загрузки обо­

Выпуск на 1 руб. капиталь­ных затрат (Мг/руб)

рудования к максимально воз­

можной сменной загрузке для

Удельная себестоимость еди­

принятого режима работ)

ницы выпуска (руб/Мг)

Средняя загрузка оборудо­

вания и рабочих мест k3 (%).

Определение k3 (см. по

рис. 27 в гл. III)

Во всех случаях сравнения показателей различных проектов сборочно-сварочных цехов проектант обязан критически анали­зировать сравниваемые показатели, выяснять причины расхо­ждения и приводить исходные основные данные к сопоставимому виду. Только путем такого критического подхода к рассмотрению сравниваемых технико-экономических показателей может быть выявлена правильная оценка качества разработанного проекта.

Технико-экономические показатели, приводимые в конце по­яснительной записки к проекту каждого сборочно-сварочного цеха, представляют собой частные показатели, характеризующие только данный проект. Средние величины некоторых отдельных показателей из проектов аналогичных между собой отраслей про­изводства являются общими приближенными показателями дан­ного вида производства для какой-либо определенной отрасли промышленности. В практике проектирования они носят назва­ние укрупненных показателей. Такие укрупненные показатели отдельных видов производства, выведенные из достаточно большого количества данных, могут служить контрольными показателями в процессе'проектирования.

Укрупненные показатели, утвержденные в установленном по­рядке, принимают значение нормативов, которыми пользуются при расчетах.

Примеры нормативов, приведенные выше (см. п. 34 и 35), — это значения допускаемой средней плотности нагрузки для пло­щади цехового склада металлов и промежуточных складов; сред­ние значения величин площади, занимаемой отдельными типами оборудования для обработки металла; нормальные удельные зна­чения величин площадей некоторых категорий бытовых помещений * и тому подобных величин. Практическое применение укрупненных показателей в отдельных расчетах показано (см. п. 41) в описании определения себестоимости продукции цеха.

Таким образом, укрупненные технико-экономические показа­тели в одних случаях представляют собой контрольные величины для проверки качества проектов, а в других — исходные величины для выполнения расчетов.

Анализ основных технико-экономических показателей произ­водства сварных конструкций в некоторых отраслях промышлен­ности, в частности в тяжелом машиностроении, показал, что при разработке укрупненных показателей необходимо учитывать сле­дующие два фактора, определяющих одинаковые условия произ­водства, а следовательно, и наименьший разброс числовых зна­чений технико-экономических показателей в различных проектах сходных между собой производств: размеры годового выпуска продукции и уровень специализации производства.

При современных масштабах внедрения сварочной техники в машиностроение представляется вполне рациональным подраз­деление сборочно-сварочных цехов по размерам годового выпуска продукции на следующие пять категорий: цехи сварных конструк-

ций со средним годовым выпуском до 2; 2—10; 10—30; 30—70 Гг и цехи с годовым выпуском продукции более 70 Гг. Подразделение сборочно-сварочных цехов на указанные категории позволяет в пределах каждой из них обеспечить однородность числовых значений таких технико-экономических показателей, которые в значительной мере зависят от размеров выпуска продукции.

По уровню специализации, который также существенно влияет на технико-экономические показатели проектируемого сварочного производства, сборочно-сварочные цехи целесообразно подраз­делить на три группы: I группа — цехи неспециализированные, производственная программа которых отличается широкой но­менклатурой сварных конструкций; II группа — цехи с производ­ственным процессом, специализированным по видам изделий, и III группа — цехи с предметно-специализированным производ­ственным процессом.

В качестве примеров можно указать, что к цехам I группы сле­дует отнести сборочно-сварочные цехи заводов металлургиче­ского машиностроения, турбостроения, различного шахтного и нефтяного оборудования и т. д.; к цехам II группы — цехи свар­ных барабанов, трубные, котельно-сварочно-сборочные и каркас­ные цехи котлостроительных заводов, производство емкостей и теплообменников на заводах нефтяного машиностроения и цехи металлоконструкций краностроительных заводов; к цехам III группы — рамно-кузовные и вагоносборочные цехи вагоно­строительных заводов, цехи вагонеток, конвейеров, рештаков и стоек на заводах машиностроения угольной промышленности и т. п.

Обработка результатов проведенного рядом проектных орга­низаций обследования большого числа сборочно-сварочных цехов заводов тяжелого машиностроения позволила провести система­тизацию основных технико-экономических показателей и выявить закономерности изменения их числовых значений в зависимости от принадлежности обследованных цехов в какой-либо из указан­ных выше категорий по размерам годового выпуска продукции (рис. 79), а также от группы уровня специализации производства в этих цехах (рис. 80). Приведенные на указанных рисунках чис­ловые значения отдельных показателей в настоящее время не­сколько устарели и для использования в реальных проектах требуют предварительной проверки и соответствующей корректи­ровки. Однако и в представленном виде они достаточно убеди­тельно и четко доказывают преимущества концентрации и специ­ализации производства.

С увеличением размеров годового выпуска продукции (рис. 79) и специализации производства (рис. 80) удельные значения тех­нико-экономических показателей — годового выпуска на одного рабочего, на одного работающего, на 1 руб. основных средств и на 1 м2 площади цеха возрастают, а удельные величины технико­экономических показателей — себестоимости сварных конструк-

Читайте также:

  
• Головка сварочная fd200 600
  
• Анализ рынка сварочного оборудования
  
• Сварка нержавейки под флюсом
  
• Аппаратура и оборудование для газовой сварки
  
• Как подключить сварочный аппарат