Конструктивно технологического

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Глава 1. Конструктивно-технологическое проектирование сварных изде-

Характер такого распределения зависит от большого числа факторов, основными из которых являются: геометрическая и физическая неоднородность; термомеханические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция; ее конструктивно-технологическое оформление; рабочая среда; продолжительность эксплуатации; вид нагрузки.

В процессе работы конструкции могут находиться под действием широкого спектра нагрузок, как механических, так и тепловых. К этим нагрузкам следует отнести избыточное давление - внешнее или внутреннее, ветровые нагрузки, температурные напряжения, возникающие вследствие распределения температур по поверхности объекта. Все это приводит к сложной картине распределения напряжений и деформаций в конструктивных элементах. Характер такого распределения зависит от большого числа факторов, основными из которых являются геометрическая и физическая неоднородность, термомеханические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция, ее конструктивно-технологическое оформление, рабочая среда, продолжительность эксплуатации и вид нагрузки. Для многих конструкций характерен периодический режим нагружения. В этом случае одной из основных причин неисправностей оборудования являются усталостные разрушения [73].

В процессе работы конструкции могуг находиться под действием широкого спектра нагрузок, как механических, так и тепловых. К этим нагрузкам следует отнести избыточное давление - внешнее или внутреннее, ветровые нагрузки, температурные напряжения, возникающие вследствие распределения температур по поверхности объекта. Все это приводит к сложной картине распределения напряженки и деформаций в конструктивных элементах. Характер такого распределения зависит от большого числа факторов, основными из которых являются геометрическая и физическая неоднородность, термомеханические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция, ее конструктивно-технологическое оформление, рабочая среда, продолжительность эксплуатации и вид нагрузки. Для многих конструкций характерен периодический режим нагружения. В этом случае одной из основных причин неисправностей оборудования являются усталостные разрушения [73].

исходят по наиболее ослабленным местам — отверстиям проушин, стенок корпуса и др. Относительная частота поломок ковша возрастает уже при температурах ниже нуля, хотя ударная вязкость материала остается достаточно высокой (рис. 34, д). Причина аварийности ковшей —их конструктивно-технологическое несовершенство. Поэтому рекомендуется прежде всего изменить существующую конструкцию ковша так, чтобы удалось снизить напряжения в сварных швах. Нужно также усилить места возле проушин.

После составления модели системы, выбора критерия, определения ограничении и получения входной информации необходимо найти оптимальное конструктивно-технологическое или организационное решение (план, программу), что составляет предмет математического программирования.

Решение конструктивно-технологическое оптимальное 162 — Направленный поиск 180—216

Практика отечественного и зарубежного машиностроения подтверждает, что для успешного решения задач по выпуску современных машин с высокими технико-экономическими показателями следует в процессе их разработки, проектирования и производства применять метод конструктивно-технологического формирования. Конструктивно-технологическое формирование заключается во внедрении новых конструктивных форм, рабочих процессов, современных материалов и способов производства и выборе оптимальных конструктивно-технологических решений с учетом эксплуатационных свойств и принятых показателей надежности. Основой конструктивно-технологического формирования является: контроль за техническим уровнем проектируемых и выпускаемых изделий с тем, чтобы надежность и другие показатели качества новых и ранее освоенных изделий опережали лучшие достижения промышленности; повышение роли стандартов, нормалей, типажей, расширение унификации и преемственности конструкций; повышение требований, предъявляемых к качеству продукции, обусловленных в стандартах, технических условиях и другой нормативной технической документации; обеспечение строгой технологической дисциплины (соблюдение на всех участках производства технических условий и обеспечение стабильности технологических процессов, производственных инструкций, рецептур, методов контроля и других регламентов, зафиксированных в действующей технической документации); установление и точное соблюдение системы контроля за качеством материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий и выпускаемой продукции; широкое вовлечение всех работников предприятий в движение

Конструктивно-технологическое формирование детали

литель. Эта цепь включает расточку ротора, его посадочные поверхности под коренные подшипники, их базовые посадочные втулки, коллектор. Для обеспечения достаточной герметичности конструкции зазоры в гидромеханических' сопряжениях золотник-ротор и золотник—коллектор назначают не более 0,02—0,03 мм. Поэтому остальные сопряжения должны укладываться в допуска 0,005—0,01 мм, что и определило конструктивно-технологическое выполнение агрегата в целом корпусе со сквозной расточкой под посадку ротора, распределителя и коллектора.

Эта схема, в целом, соответствует классификации Международного института сварки, согласно которой причины аварий сварных конструкций принято подразделять на три группы. Группа А включает факторы конструктивно-технологического характера ( наличие технологических дефектов трещиноподобного типа, конструктивные концентраторы напряжений и т. п.), группа В- факторы, связанные с наличием высоких напряжений от внешних нагрузок, температуры и т. д., группа С- факторы, определяемые исходным химическим составом и структурой материала, а также их изменением в процессе изготовления конструкции и ее эксплуатации [15].

Приведенные примеры показывают, что механически неоднородные соединения широко распространены в оболочковых конструкциях в связи с чем проблема их рационального конструктивно-технологического проектирования стоит в настоящее время наиболее остро.

Следует отметить, что при проектировании конструкции и их сварных соединений практически остались без внимания вопросы учета характера распределения механических свойств по объему разупрочнен-ных (мягких) участков (см. рис. 2.6). Достаточно подробно проработаны аспекты оптимального проектирования сварных соединений на примере рассмотрения простой условной схемы распределения свойств (в предположении об однородности свойств в мягких прослойках, см. рис. 2.6.а (1)). В связи с этим остаются открытыми вопросы конструктивно технологического проектирования сварных соединений оболочковых конструкций с более сложной картиной механической неоднородности.

Данные выражения могут быть использованы на стадии конструктивно-технологического проектирования механически неоднородных сварных соединений при выборе оптимальной геометрии разделки и режимов сварки.

Одной из основных задач конструктивно-технологического проектирования сварных соединений оболочковых конструкций, имеющих в своем составе мягкие прослойки, является обеспечение прочностных характеристик сварных соединений на уровне основного металла. При этом конструктивные формы стыковых швов должны отвечать требованиям технологии, т.е. допускать удобное выполнение сварочных операций, удовлетворительного формирования шва и т.п.

Важным этапом конструктивно-технологического проектирования сварных соединений оболочковых конструкций из высокопрочных сталей или сплавов является оптимальный выбор присадочного материала, обеспечивающий, с одной стороны, высокий уровень прочности сварного стыка, с другой стороны, достаточный запас деформационной способности сварных соединений.

Для решения данного вопроса на стадии конструктивно-технологического проектирования соединений оболочковых конструкций наиболее удобным является алгоритм оценки запаса пластичности материала, базирующийся на критерии В.Л. Колмогорова /128/. Согласно данному подходу, условие деформируемости металла без разрушения за период

4. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ДЛЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

Наличие "диапазона равнопрочности" [0, кр] толстостенных оболочек, ослабленных мягкими (разу прочненными) продольными участка-ми, основному металлу создает широкие возможности для конструктивно-технологического проектирования рассматриваемых конструкций ответственного назначения и выбора оптимальной технологии изготовления их сварных соединений.

4.7. О некоторых особенностях конструктивно-технологического проектирования сварных соединений толстостенных оболочек

Как отмечалось в разделе 3.10 настоящей работы, основным моментом на стадии конструктивно-технологического проектирования сварных соединений оболочковых конструкций, требующим тщательной инженерной проработки, является рациональный выбор разделки под сварку и присадочного материала. Эти вопросы приобретают особую актуальность, когда технология изготовления оболочковых конструкций предопределяет использование в качестве присадочных материалов менее прочные, чем основной металл, но более пластичные присадочные проволоки.