Введение

В настоящее время автоматическая сварка занимает лидирующее положение не только при сооружении сухопутных и морских магистральных трубопроводов большого диаметра, но и при строительстве промысловых трубопроводов различных диаметров.

При строительства трубопроводов малого диаметра основной объем работ по-прежнему выполняется с помощью ручной сварки. Однако тенденции развития трубопроводостроительной отрасли подтверждают, что и здесь в ближайшей перспективе центральное место займёт автоматическая сварка.

В то же время полуавтоматическая сварка будет играть все большую роль при выполнении ремонтных работ на трассе, вытесняя сварку штучным электродом.

Комбинация систем автоматической, полуавтоматической и ручной сварки (штучным электродом) позволят формировать единый технологический процесс, обеспечивающий стабильно высокие качество и производительность выполнения сварочных работ в совокупности с экономической рентабельностью, гибкостью и универсальностью. Комплексы автоматической сварки могут использоваться как в сочетании с системами полуавтоматической и ручной сварки, так и быть и полностью автономными. По существу, полуавтоматическая сварка представляет собой хорошо известный процесс ручной сварки, где вместо привычного штучного электрода используется электрод бесконечный – сварочная проволока, подаваемая автоматически.

Преимущества сварки с использованием проволоки:

• повышается продолжительность рабочего цикла, а следовательно, и производительность работ за счёт того, что не нужно прекращать работу для замены электрода и не нужно выполнять зачистку и под шлифовку мест смены электрода,

• повышается качество шва в связи с отсутствием старт–стопных кратеров и "карманов",

• уменьшается расход электрода, т.к. не образуется огарков, предъявляется меньше требований к квалификации сварщика.

1. Описание сварной конструкции

В курсовом проекте разрабатывается аппарат для хранения и подогрева воды. Составной частью данной конструкции является газоспускные трубы и опорные лапы.

2. Расчёт материальных затрат

К материальным затратам относятся затраты на сырьё, энергоресурсы на технологические цели.

2.1 Расчёт основных материалов

К основным относятся материалы из которых изготавливаются конструкции, а при процессе сварки так же и сварочные материалы: электроды, проволока, присадочные материалы.

Опора состоит из двух косынок, накладного листа и пластины.

Газоспускные трубы состоят из труб, косынок, фланцев и заглушек.

Которые выполнены из стали 12Х18Н10Т.

Определяем массу наплавленного метала

G= Fшв*l *ρ,

где Fшв – площадь наплавленного метала, см²

l – длинна шва, см

Для Т1

G₁= 0,178*(6,2+5)*7,9=0,015кг,

Для Т3

G₂= 0,2052*(52,5²+27+32)*7,9=4,56кг,

Для Т7

G₃= 0,3536*39,1*7,9=0,2кг,

Для У5

G₄= 0,08*34,5*7,9=0,02кг,

Общая масса наплавленного металла

G_общ=G₁+G₂+G₃+G₄;

G_общ=0,015+4,56+0,2+0,02=4,795кг=4795 гр.

Масса заготовок для первого узла – опоры составляет 50 килограмм, а масса заготовок второго узла – газоспускных труб составляет 33 килограмма. Норма расхода проволоки составляет 1,25 килограмм.

Стоимость основных материалов с учётом транспортно - заготовительных расходов определяем по формуле:

Сом=(Цм1*мз1+Цм2*мз2+Цс.пр*Нс.пр)*Ктр

где , – цена металла и сварочной проволоки, руб;

– масса заготовки, кг;

– норма расхода сварочной проволоки на одну деталь, кг;

– коэффициент учитывающий транспортно - заготовительные расходы;

Сом=(192*50+460*33+75*1,25)*1,07=26618,123 руб

2.2 Расчёт вспомогательных материалов

К числу вспомогательных материалов относятся защитные газы.

Определяем расход газа по формуле:

G_газа = 1.5 · Gпр

G_газа = 1.5*5,51= 8,26 кг

Стоимость вспомогательных материалов с учётом транспортно - заготовительных расходов считаем по формуле:

где – цена вспомогательных материалов за единицу, руб;

– норма расход вспомогательных материалов;

Ктр - коэффициент учитывающий транспортно- заготовительные расходы;

Свм=55*8,26*1,07=486,101 руб

2.3 Расчёт топлива и энергии на технологические цели

Статья «Топливо и энергия на технологические цели» включает затраты на все виды топлива и энергии которые расходуются в процессе производства данной продукции.

Находим время горения дуги.

to=G_общ/(I*αн),

to=4795/(314*15,3)=3,89ч.=233,64мин.

Находим полное время сварки.

T=to/kп,

где kп – коэффициент использования сварочного поста.

kп=0.6

T=3,89/0,6=6,48ч.

Определяем расход электроэнергии.

А=(U*I)/(η*1000)*to+Wo*(T-to),

где η – КПД источника питания,

Wo – мощность источника питания,

η=0,7;

Wo=2.

А=(30*314)/(0.7*1000)*3,89+2*(6,48-3,89)=57,52кВт*ч.

Затраты энергии на двигательную силу определяем по формуле:

где – тариф за один ;

– норма расхода электроэнергии на изготовление единицы продукции, ;

Сэл=3,5*57=199,5 руб

Материальные затраты определяем по формуле:

Мз=26618,123+486,101+199,5=27303,724 руб

3. Расчет количества оборудования

Требуемое количество оборудования рассчитывается по данным техпроцесса.

Определяем действительный фонд времени работы оборудования Ф_д, ч, по формуле:

Фд=(Др*tn-Дпр*tc)*Kпр*Кс,

где Др – число рабочих дней в году;

tn – продолжительность смены;

Дпр – число пред праздничных дней;

tc – число часов на которые сокращен рабочий день перед праздниками;

Кпр – коэффициент учитывающий простои оборудования в ремонте;

Кс – число смен.

Фд=(249*8-7*1)*0,95*1=1886 часов.

Определяем годовую программу

Определяем количество выработанной продукции за год

В= tn /∑Tк*Др

В=8/5,45*249=365,5 шт

Определяем общую трудоёмкость, программы Т_о, н-ч, сварных конструкций по операциям техпроцесса:

,

где Т_о - общая трудоёмкость, программы, н-ч;

Т_шт. - норма штучного времени сварной конструкции по операциям техпроцесса, мин;

В - годовая программа, шт.

То1=93,55*365,5/60=569,87 н-ч

То2=233,6*365,5/60=1423,01 н-ч

То=То1+То2,

То=569,87+1423,01=1992,88 н-ч

Результаты расчётов сводим в таблицу 1

Таблица 1. Ведомость трудоемкости изготовления сварной конструкции

Наименование сварных конструкций	Наименование операций	Норма штучного времени, Тшт, мин	Программа, В, шт	Трудоёмкость, Т, н-ч
Основная сварная конструкция	Сборочная Сварочная	Тшт.сб. =93,55 Тшт.св .=233,6	365,5 365,5	569,87 1423,01

Рассчитываем количество оборудования С_р по операциям техпроцесса:

,

где С_р - количество оборудования по операциям техпроцесса, шт;

Т - трудоёмкость программы по операциям, н-ч;

Ф_д - действительный фонд времени работы оборудования, ч;

К_н - коэффициент выполнения норм.

Ср1=569,87/1886*1,1=0,27шт

Ср2=1423,01/1886*1,1=0,68шт

Принятое количество оборудования, С_п, определяем путём округления расчётного количества в сторону увеличения до ближайшего целого числа.

Таблица 2. Сводная ведомость оборудования

Наименование оборудования	Марка оборудования	Количество оборудования
		Ср	Сп
Полуавтомат сварочный	Kempoweld 5500	0.68	1
Позиционер	Z-1	0,27	1