Выбор и обоснование металла сварной колонны КУРСОВОЙ ПРОЕКТ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Выполнил учащийся 381 группы Журавель Александр Разработал преподаватель Т. Н. Довга Разработчик: Довга Т.Н.., преподаватель Учреждения образования «Пинский государственный индустриально – педагогический колледж» Рецензент: Притульчик В.В.., зам. Директора по УР Учреждения образования «Пинский государственный индустриально – педагогический колледж» Аннотация: Разработаны на основании рабочей учебной программы для учреждений, обеспечивающих получение среднего специального образования, утвержденной директором УО «Пинский государственный индустриально – педагогический колледж» в 2012 г и предназначены для применения теоретических знаний при выполнении курсового проекта специальности 2-36 01 06 Обсуждено и одобрено на заседании цикловой комиссии электротехнических дисциплин Протокол №____от_________________________ Содержание Общие положения, состав и содержание курсового проекта Введение5 Конструкторский раздел 6 1.1 Описание конструкции колонны 6 1.2 Выбор и обоснование материала сварной конструкции 6 1.3 Расчёт и конструирование стержня колонны 6 1.4 Расчёт и конструирование соединительных планок 8 1.5 Расчёт сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колонны 13 1.6Расчет и конструирование базы колонны 14 1.7Расчет и конструирование оголовка колонны и ее стыков 19 2 Технологический раздел21 2.1 Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений 21 2.2 Выбор режимов сварки и сварочного оборудования 21 Список используемых источников23 Приложение АКомпьютерный расчёт сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колонны 24 Приложение БОбразец оформления титульного листа 25 Общие положения, состав и содержание курсового проекта Курсовой проект является завершающей частью дисциплины “Проектирование сварных конструкций”. Тема курсового проекта – “Расчет и конструирование центрально-сжатой сквозной колонны”. Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические знания учащихся по специальным и общетехническим дисциплинам с использованием технической, сварочной литературой и ГОСТов. Задачами курсового проекта являются: - подбор сечения элементов конструкции по условиям прочности и жесткости; - расчет сварных швов; - конструирование узлов. Исходными данными для выполнения курсового проекта являются: - тип сечения колонны; - нагрузки, действующие на колонну; - высота колонны; - материал; - крепление концов колонны. Курсовой проект включает: - пояснительную записку (объемом 20-25 листов) с приложениями; - графическую часть (не превышающую 2 листа формата А1). Введение Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений при расплавлении и дальнейшем смешивании двух металлов и присадочного материала с помощью электрической дуги. Преимущества сварки. Сварка во многих случаях заменила такие трудоемкие процессы изготовления конструкций, как клепка и литье, соединение на резьбе и ковка. Преимущества сварки перед этими процессами следующее: 1. Экономия металла – 10…30 % и более в зависимости от сложности конструкции. 2. Уменьшение трудоемкости работ, сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости. 3. Возможность механизации и автоматизации сварочного процесса 4. Возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей. 5. Герметичность сварных соединений выше, чем у клепаных или резьбовых. 6. Уменьшенье производственного шума и улучшение условий труда рабочих. Сварная конструкция. Основным достоинством металлических сварных конструкций являются: . высокая несущая способность – возможность воспринимать значительные нагрузки при относительно небольших сечениях вследствие, значительной прочности металла; высокая надежность, так как конструкции могут быть рассчитаны довольно точно, легкость и транспортабельность. Металлические сварные конструкции по сравнению сконструкциями из камня, железобетона и дерева наиболее легкие. Они почти в 4 раза легче деревянных конструкций (при использовании на одинаковые нагрузки), а раз металлические конструкции наиболее легкие при значительной плотности металла, то они более транспортабельны и легко монтируемые. Сплошность материала и сварных соединений, позволяющая осуществлять водо- и газонепроницаемые конструкции; индустриальность, достигаемая изготовлением конструкций на специализированных заводах. Металлические сварные конструкции удобны в эксплуатации, так как легко могут быть усилены при увеличении нагрузок. Они наиболее полно используются при реконструкциях и легко ремонтируются. К недостаткам металлических сварных конструкций относится низкая коррозиестойкость и огнестойкость. Эти недостатки иногда требуют применения специальных коррозиестойких сталей и специальных защитных покрытий предохраняющих их от коррозии и значительно высоких температур ( более 4000 С). Все сварные конструкции, как правило, должны быть доступными для наблюдения, очистки, окраски, а так же не должны задерживать влагу. замкнутые профили должны быть герметезированы. Для оценки достоинств и недостатков строительных металлических конструкций необходимо учитывать и их экономическую эффективность в зависимости от условий монтажа и эксплуатации возводимых зданий и сооружений. Стоимость конструкций складывается из стоимости металла для изготовления конструкций (60-70%), стоимости изготовления металлоконструкций на заводе (15-20%) и стоимости монтажа (10-15%). В стоимость конструкций так же входят транспортные расходы и стоимость проектирования (3-10%). Цена применяемого для конструкции металла пропорциональна его массе. Стоимость изготовления и монтажа конструкций так же пропорциональна их массе, поэтому оптимальная, наиболее экономичная конструкция – это конструкция масса которой минимальна. Следовательно самое эффективное средство снижения стоимости металлоконструкций – уменьшение расхода металла. Значительное снижение массы металлических конструкций достигается за счет использования металлов повышенной прочности, трубчатых профилей для несущих элементов и профильного листа для ограждающих конструкций. Конструкторский раздел 1.1 Описание конструкции колонны Колонна состоит из трех частей: 1. База 2. Стержень 3. Оголовок База колонны служит для передачи усилия от стержня на фундамент и далее в грунт. Исходя из расчетов у меня получилось что опорная металлическая плита площадью 1833 см2 будет служить хорошей опорой, так как размеры у нее довольно велики. Траверсы привариваются к плите и швеллерам угловыми швами. Стержень колонны основная несущая ее. Он выполнен из двух швеллеров полками во внутрь. Исходя из расчетов, швеллеры были выбраны с номером профиля 24А – Это довольно массивные прокаты, которые будут хорошо выдерживать нагрузки. Данные швеллеры будут скреплены планками, ширина которых будет 15 см, что довольно-таки не плохо. Будет надежное крепление, и швеллеры ни при каких условиях не разойдутся в стороны. Стержень в базе жестко, а к оголовку шарнирно. Оголовок верхняя часть колонны, которая служит для передачи усилия от ферм, балок, навесного оборудования, подкрановых балок далее и на стержень на базу и в грунт. Крепится в верхней части стержня шарнирно. Колонна сквозная центрально-сжатая с высотой 9 метров и с нагрузкой 1100 кН, которая воздействует строго по центру колонны. Для изготовления колонны используется сталь Cт3Гпс. Выбор и обоснование металла сварной колонны Выбор и обоснование производить с учётом следующих требований: - обеспечение прочности и жёсткости при номинальных затратах на изготовление с учётом максимальной экономии металла и снижения массы сварной конструкции; - гарантированное условие хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений; - обеспечение надёжности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, агрессивных средах и переменных температурах. Обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав и механические свойства стали в форме таблицы 1 и таблицы 2 соответственно. Таблица 1 – Химический состав стали Марка стали | ГОСТ | Содержание элементов, % | Ст3Гпс | 1928-89 | C | Mn | Si | Cr | 0.14 0.22 | 0.8 1.1 | ≤ 0.15 | ≤ 0.4 | Таблица 2 – Механические свойства стали Марка стали | ГОСТ | Временое сопротивление разрыву, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Ударая вякоть, мДж/2 | Расчетное сопротивление, МПа | Ст3Гпс | 1928-89 | | | | 3.11 | | |