Введение
Машиностроению в России принадлежит ведущая роль в ускорении социально-экономического развития страны. От темпов роста и характера развития машиностроения зависит развитие производительных сил во всех отраслях народного хозяйства, ибо любая новая научная идея, любая новая технология не может быть реализована без соответствующего оборудования.

В развитии машиностроения большое значение имеет сварочное производство, как один из ведущих технологических процессов в производстве сварных конструкций. Применение сварных конструкций и заготовок обеспечивают значительную экономию материальных, трудовых ресурсов.

Применение сварки весьма эффективно при создании металлоконструкций с использованием различного вида проката, штампованных заготовок. Сварные конструкции более легкие, менее трудоемкие, при их изготовлении сокращаются сроки исполнения, плотность швов является существенным преимуществом сварки.

ОАО «НПК «Уралвагонзавод» является предприятием машиностроительного профиля. ОАО «НПК «Уралвагонзавод» - предприятие с законченным машиностроительным циклом, включающим в себя комплекс металлургических, кузнечных, термических, механосборочных цехов и вспомогательных цехов с широким спектром необходимого оборудования.

В перечень основных видов выпускаемой продукции входят: железнодорожные вагоны, полувагоны и цистерны, различные виды дорожной, строительной, погрузочно-транспортной и специальной техники, металлоконструкции любой сложности и размеров.

Цех 340 входит в состав вагоносборочного производства. Цех находится в самом начале вагоносборочного конвейера. Специфика цеха заключается в том, что он производит хребтовые балки для вагонов разных модификаций. Цех является самостоятельной производственно-хозяйственной единицей.

Со времени изготовления первого полувагона в 1963 году объединение выпустила на магистрали 800 тыс. бортовых платформ, крытых вагонов, полувагонов различной грузоподъемности, год от года совершенствуя их конструкции. Появляются новые конструкции платформ и цистерн. А примерно, с 2006 года ведётся подготовка производства и изготовление платформ для перевозки слябовых заготовок. Производство хребтовых балок налажено на изготовление разных моделей вагонов и цистерн: полувагонов и вагон цистерн.

---

По мере ускорения темпов развития научно-технического прогресса улучшаются технологические процессы изготовления деталей и узлов, а также оснащение технологическими средствами.

Хребтовая балка - несущая конструкция. Упоры являются конструктивным элементом хребтовой балки полувагона и служат для крепления поглощающего аппарата автосцепного устройства. В настоящее время упоры крепятся к зетам хребтовой балки клепаным соединением. Опорные полки подкреплены ребрами, соединяющими эти полки с привалочными плитами. Между ребрами размещены заклепки.

У полувагонов последних лет постройки после эксплуатации в течение одного-двух лет было обнаружено массовое ослабление заклепок узлов упоров. Кроме того, у 45% полувагонов возникли трещины литья упоров по ребрам и по второму ряду заклепок. Испытания вагонов на нормативные продольные статические нагрузки показали, что напряжения сжатия в ребрах упоров уже при нагрузках на вагон 100-150 тс превышают предел текучести литой стали и приводят к остаточным деформациям. Но недостатки клепаного соединения потребовали разработки и введения в производство сварного варианта крепления упоров, т.е замена клёпаных соединений на соединения выполненные полуавтоматической сваркой в среде защитного газа.

Сварные швы соединения зетов выполнены автоматической сваркой под слоем флюса, все остальные швы – полуавтоматической сваркой в среде защитного газа.

Гипотеза: Если заменить способ соединения упоров с хребтовой балкой, произвести замену устаревшего сварочного оборудования для полуавтоматической сварки в среде защитных газов на энергосберегающие установки инверторного типа, то это приведёт к экономии металла при повышении жесткости элементов конструкции и одновременно к повышению прочности, снижению трудоемкости изготовления, снижению себестоимости, улучшению условий труда.

Отсюда тема дипломного проекта: «Проектирование участка изготовления хребтовой балки полувагона в условиях серийного производства».

В ходе данного дипломного проекта спроектирован участок и разработана технология сборки и сварки хребтовой балки.

Реализация цели предопределяет постановку и решение следующих основных задач:

• 
  Изучить литературу по темам дипломного проекта.
  
• 
  Выполнить чертёжи:
  

---

• 
  Сборочный чертеж хребтовой балки под прихватку;
  
• 
  Планировка участка;
  
• 
  Общий вид установки
  

• 
  Произвести расчёт технико-экономических показателей;
  
• 
  Разработать технологический процесс изготовления хребтовой балки.
  

1. Технологическая часть

1. 
   Конструкция, назначение и условия работы изделия
   

Хребтовая балка является наиболее сложным и ответственным узлом рамы вагона. Несмотря на существенные различия в конструкциях вагонов, конструкции хребтовых балок имеют много общего. Основная несущая часть любой хребтовой балки выполняется из профилей проката. Конструкция хребтовой балки с несущей частью из зетовых профилей может считаться типовой, так как этот профиль предназначен специально для хребтовых балок вагонов. В концевых частях хребтовой балки любого вагона размещены также типовые элементы: передние и задние упоры, которые служат для восприятия ударно – тяговых нагрузок, надпятники. Между передними и задними упорами расположены предохранительные планки, исключающие износ стенок при перемещении поглощающего аппарата.
Рисунок 1 – Хребтовая балка. 1 - зетовый профиль, 2 – передний упор, 3 – предохранительная планка, 4 – задний упор, 5 – надпятник



Хребтовая балка состоит из следующих основных узлов:

• 
  балка – 2 шт.;
  
• 
  передний упор – 2 шт.;
  
• 
  упор с надпятником – 2 шт.;
  
• 
  усиливающая планка – 4 шт.;
  
• 
  планка – 2 шт.;
  
• 
  накладка – 8 шт.;
  
• 
  доска фирменная – 1 шт.
  

Конструкция балки должна удовлетворять требованиям действующих «Норм для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм» и соответствовать требованиям стандартов и технических условий как в целом на узел, так и на комплектующие изделия и материалы.

Качество сварных швов должно соответствовать требованиям, установленным для швов, работающих на растяжение или отрыв по ОСТ 24.050.34 сварные швы должны выполняться преимущественно в нижнем положении.

Параметры и размеры сварных швов, кроме кромок под сварку, а также допускаемые отклонения элементов швов должны соответствовать для сварки в защитных газах по ГОСТу 14771-76, для автоматической сварки - ГОСТу 8713-79, нестандартные швы - чертежу.

---

1.2 Характеристика материала, применяемого для изготовления изделия
Хребтовая балка изготовлена из деталей следующих марок:

• 
  балка профиль зетовый 10Г2БД ГОСТ 19281 – 89;
  
• 
  упор с надпятником – сталь 20Г1ФЛ ТУ24.05.486-82;
  
• 
  доска фирменная – сталь 15Л ГОСТ977-88;
  
• 
  планка усиливающая – 09Г2Д ГОСТ19281-89;
  
• 
  накладка –09Г2Д ГОСТ19281-89;
  
• 
  планка –- 09Г2Д ГОСТ19281-89;
  
• 
  упор передний – сталь 20ФТЛ ТУ3-333-85;
  
• 
  пояс нижний – сталь 20ФТЛ ТУ 3-333-85.
  

Хладостойкость сварных конструкций в значительной мере обуславливается свойствами основного металла, из которого она изготовлена. Наилучшим комплексом свойств (прочность, пластичность, штампуемость, свариваемость).
Таблица 1 - Химический состав сталей

Марка стали	Химический состав в%
	C	Mn	Si	S	P	Cr	V	Ni	Cu	Ti
09Г2Д	0,08-0,12	1,40- 1,80	0,17- 0,37	0,025	0,02	0,30	-	0,30	0,15-0,30	0,025
20Г1ФЛ	0,14 -0,19	0,65-0,96	0,15-0,22	0,025	0,02	0,35	0,85	-	0,05-0,11	0,025
10Г2БД	0,12	1,40-1,80	0,17 – 0,25	0,025	0,02	0,3	0,12	0,04	0,15-0,30	0,025
15Л	0,14	0,12 – 0,16	0,16 – 0,20	0,025	0,02	0,3	-	-	0,05 – 0,12	0,012
20ФТЛ	0,14 – 0,19	0,72- 0,81	0,15- 0,22	0,025	0,02	0,35	0,85	0,02	0,05 – 0,11	0,65-0,85

---

Таблица 2 - Механические свойства сталей

Марка стали		Предел текучести, кгс/мм2		Предел прочности, кгс/мм2		Относительное удлинение		Ударная вязкость, кгс м/мм2 при t ° C
								+20		- 20	-40	-70
1	2		3		4		5		6	7	8
09Г2Д	30		44		21		10		3	3	3

---

Смотрите также файлы

• Тема Проблемы социальноэкономического развития стран с переходной экономикой Содержание.docx

• Задание Подберите психологопедагогическую диагностику ребенка младшего школьного возраста для выявления адаптации к школе (необходимо указать название диагностики, автора, на что направлена), аргументировав свой выбор.docx

• Е. Машев атындаы жалпы орта білім беру мектебі оушыларыны сыбайлас жеморлыты алдын алу мдениетін алыптастыру бойынша Адал рпа.docx

• Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям Менеджмент организаций.doc

• Компьютерный офис включает курсы основы архитектуры компьютера и операционная система ms windows.docx