6. Виробництво металевих деталей і конструкцій

 

6.1. Класифікація та склад підприємств

 

Металеві конструкції поділяють на будівельні і технологічні.

Будівельні металоконструкції – колони, ферми, балки використовують при будівництві цивільних та промислових будівель і споруд.

Технологічні металоконструкції – естакади трубопроводів, огородження, резервуари, ємності, бункери тощо застосовують при встановленні технологічного обладнання, або вони є складовою частиною цього обладнання.

Підприємства по виготовленню металевих конструкцій поділяються на підприємства малої потужності –  до 30 тис. тон виробів на рік; середньої – 30...70 тис. тон та великої потужності – понад 70 тис. тон на рік.

Підприємства малої потужності виготовляють окремі конструкції легких каркасів промислових будівель (рис.6.1), естакад, опор ЛЕП тощо.

 

 

Рис. 6.1. Промислова будівля з металевих каркасів

 

Більшість заводів малої потужності мають в збиральних і зварювальних цехах мостові крани вантажопідйомністю 10 – 15 тон, а в малярних і завантажувальних цехах – 20 т, що обмежує вагу готових виробів. Технологічні схеми підприємств цієї групи передбачають можливість збирання та зварювання конструкцій на відкритих майданчиках, обладнаних козловими або баштовими кранами, а також самохідними кранами на залізничному, гусеничному або пневмоколісному ходу. При цьому електрозварювальне обладнання для попередження впливу атмосферних опадів розміщується у невеликих закритих приміщеннях або під навісами.

Характерною особливістю заводів малої потужності є те, що цех підготовки металу та малярно-завантажувальний цех розміщуються в прогонах з поперечним рухом кранів, а цехи обробки, збирання та зварювання конструкцій – в прогонах з поздовжнім рухом кранів, паралельно виробничому потоку.

Підприємства середньої потужності виготовляють конструкції каркасів основних цехів металургійних заводів, цехів заводів важкого машинобудування, теплоелектроцентралей тощо (рис. 6.2).

 

 

Рис. 6.2. Конструкція перекриття металургійного цеху

 

Всі види цехів основного виробництва заводів середньої потужності розміщуються в головному корпусі з поперечними прогонами. Збирально-зварювальні цехи обладнуються мостовими кранами вантажопідйомністю 15 – 20 т, а малярно-завантажувальні цехи – кранами вантажопідйомністю 30 тон.

Підприємства великої потужності виготовляють важкі та складні укрупнені конструкції металургійних цехів, автодорожніх та залізничних мостів великих прогонів, конструкції висотних будівель тощо. Збиральні цехи цих підприємств оснащуються мостовими кранами вантажопідйомністю 60 та 100 тон. На крупних заводах потужністю до 200 тис. тон на рік, виробничі цехи спеціалізуються на випуску сталевих конструкцій за скороченою номенклатурою із застосуванням поточних автоматизованих ліній.

За спеціалізацією підприємства по виготовленню металевих конструкцій поділяються на універсальні, що випускають металеві конструкції для промислових, житлових, суспільних будівель і споруд та спеціалізовані, що виготовляють один або декілька видів однорідних конструкцій (опор ЛЕП, мостових конструкцій, резервуарів, конструкцій для гідротехнічних споруд тощо)

Підприємства по виготовленню металевих конструкцій бувають з одиничним типом виробництва, при якому кожен раз виготовляють конструкції різних видів та типорозмірів і серійним виробництвом, при якому одночасно, протягом певного часу, виготовляють конструкції одного типорозміру та виду, а в подальшому можливий перехід на виготовлення другої серії конструкцій. Підприємства з серійним виробництвом поділяються на малосерійні, середньосерійні та крупносерійні. Розрізняють підприємства, що виготовляють металеві конструкції з будівельних сталей та алюмінієвих сплавів.

Типове підприємство по виготовленню металевих конструкцій складається з цехів основного виробництва:

1.  Цехи підготовки металу;

2.  Первинної обробки металу та заготовки окремих деталей;

3.  Основного збирального;

4.  Малярно-навантажувального

5.  Цехів допоміжного виробництва:

а) ремонтно-механічного;

б) ремонтно-будівельного;

в) електроремонтного;

г) транспортного.

Для забезпечення основного виробництва різними видами енергоресурсів (електроенергією, парою, стиснутим повітрям і т.п.), інструментом, кріпильними виробами, електродами організуються підсобні виробництва: а) інструментальний цех, б) цех металевих виробів, або відділок; в) цех виготовлення електродів; г) киснева та ацетиленова станції; д) компресорна станція; е) парова котельня тощо. Крім наведених виробничих підрозділів, на кожному підприємстві влаштовуються склади металу, напівфабрикатів, готової продукції, адміністративно-господарські та побутові приміщення і служби.

 

6.2. Організація виробництва сталевих конструкцій

 

Технологічний процес виготовлення сталевих конструкцій складається з двох взаємопов’язаних процесів – основного та допоміжного.

Метал, що надходить на завод, розвантажується на складі, де відбувається його приймання, сортування, маркування та укладання в штабелі для тимчасового зберігання. При надходженні металу у вигляді напівфабрикатів-заготовок вони безпосередньо потрапляють в цех для обробки. Первинна обробка металу (зняття деформацій металу після прокатування на металургійному заводі або транспортуванні, різка швелерів та балок на необхідну довжину) виконується в цеху підготовки металу, обладнаному листоправильними та кутоправильними вальцями і кулачковими пресами.

Операції з виготовлення деталей та вузлів конструкцій, шаблонів і пристосувань виконуються в цеху обробки металу (рис. 6.3), що має розміточне та ковальне відділення. Процес обробки деталей включає різні операції по переносу із шаблона на метал обрисів та розмірів деталей, механічне та кисневе різання  заготовок, центрування і утворення отворів, холодний та гарячий вигин або штампування листової і профільної сталі, стругання та фрезерування крайок деталей для їх підготовки до зварювання, вторинну правку оброблених деталей. Електрозварювання (клепання) окремих деталей, вузлів, свердління монтажних отворів, маркування, контрольний огляд.

 

Рис. 6.3. Цех обробки металу

 

Технологічні операції по обробці деталей об’єднуються в залежності від профілю прокату та складають листовий і сортовий потоки. Кожний технологічний потік оснащується необхідним обладнанням і транспортними засобами. Для обробки листових деталей застосовуються гільйотинні та прес-ножиці, газорізальні машини, листовигибні та листоправильні вальці, радіально-свердлильні, торцово-фрезерні, крайкострогальні станки та інше обладнання. Виготовлені деталі маркуються і надходять на склад напівфабрикатів. Збирання конструкцій деталей, що надходять із складу напівфабрикатів, виконується в збиральному цеху.

Процес збирання зварювальних конструкцій передбачає електрозварювання окремих деталей та вузлів, а збірка клепаних конструкцій – підготовку заклепочних отворів, клепання, фрезерування торців елементів та опорних частин, свердління монтажних отворів по шаблонах. Нині найбільш поширений метод електродугового зварювання сталевих конструкцій, особливо автоматичного зварювання під шаром флюса та напівавтоматичного – в середовищі вуглекислого газу, що забезпечує більш високу продуктивність при зварюванні конструкцій різної конфігурації.

Для виконання зварювальних робіт в цехах організовують спеціалізовані ділянки або робочі місця. При виготовленні клепаних конструкцій для підготовки отворів під заклепки застосовують ручні пневматичні машинки. Клепання конструкцій виконується пневматичним або електричним способами. Машинне клепання в порівнянні з ручним, забезпечує більш високу якість робіт, в 2...З рази підвищує продуктивність праці, полегшує працю робітників.

Збирання конструкцій виконується на стелажах, обладнаних кондукторами, затискачами тощо. Цех збирання має окремі ділянки, що спеціалізуються з виготовлення решітчастих конструкцій, колон, балок, ферм. Виготовлені конструкції маркуються, перевіряються ВТК, а потім потрапляють в малярно-навантажувальний цех для очистки від іржі та бруду, ґрунтування, фарбування або покриття антикорозійним складом. Готові конструкції надходять на склад, де укладаються в штабелі.

В останні роки отримали широке застосування поточні лінії по обробці окремих деталей, які призначені, як для виконання декількох операцій, так і всього комплексу операцій для груп деталей, однакових або близьких за конструктивними та технологічними ознаками.

Також впроваджені поточні лінії по збиранню та зварюванню окремих вузлів і елементів металевих конструкцій. Технологічний процес обробки деталей на поточних лініях передбачає максимальне скорочення внутрішньоцехових транспортних і такелажних операцій, забезпечує переміщення, оброблюваних деталей від одного станка до іншого в заданих послідовності та ритмі.