Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Проектирование технологического процесса восстановления вала-шестерни 70-1741024 ходоуменьшителя трактора МТЗ-80

Введение

Повышение качества ремонта машин при одновременном снижении его себестоимости - главная проблема ремонтного производства. В структуре себестоимости капитального ремонта машин 60…70% затрат приходится на покупку запасных частей, которые даже в условиях рынка остаются дефицитными при росте цен. Основной путь снижения себестоимости ремонта машин - сокращение затрат на запасные части. Частично этого можно добиться за счёт бережного и грамотного выполнения разборки машин и дефектации деталей. Однако главный резерв - восстановление и повторное использование изношенных деталей, так как себестоимость восстановления большинства деталей, как правило, не превышает 20…60% цены новой детали. Кроме того, восстановление деталей - один из основных путей экономии материально-сырьевых и энергетических ресурсов, решение экологических проблем, так как затраты энергии, металлов и других материалов в 25…30 раз меньше, чем затраты при изготовлении новых деталей. При переплавке изношенных деталей также безвозвратно теряется до 30% металла.

Восстановление детали - комплекс технологических операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление её работоспособности и геометрических параметров, установленных нормативно-технической документацией. Дефект - каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Дефектная деталь - деталь, показатели качества которой имеют недопустимые отклонения от требований нормативно-технической документации по ремонту. Деталь, подлежащая восстановлению, - дефектная деталь, устранение дефектов которой технически возможно и экономически целесообразно.

Способ восстановления детали - совокупность операций, характеризующая технологический процесс (наплавку, напыление и т.д.). Типовая поверхность - поверхность, характеризуемая единством условий работы и изнашивания в соединении для группы поверхностей с общими конструктивными признаками.

Технологические процессы разделяют на типовые, единичные и групповые. Типовой технологический процесс предназначен для восстановления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Единичный процесс служит для восстановления группы изделий одного наименования, типоразмера и исполнения. Групповой процесс необходим при восстановлении группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Технологическая операция восстановления - законченная часть технологического процесса, выполненная на одном рабочем месте.

Коэффициент повторяемости дефекта - отношение числа деталей с наличием дефекта определённого вида к общему числу продефектованных ремонтопригодных деталей.

Коэффициент восстановления детали - отношение числа деталей, подлежащих восстановлению, к общему числу продефектованных деталей.

Удельный вес восстановления деталей в общем потреблении запасных частей - отношение стоимости восстановленных деталей к общей стоимости запасных частей (новых и восстановленных), используемых при ремонте машин.

1. Технологический процесс разборки ходоуменьшителя трактора МТЗ-80

ходоуменьшитель трактор вал шестерня

Разборка машины, а также отдельных ее составных элементов - ответственный начальный этап технологического процесса ремонта. Правильная организация и последовательность выполнения разборочных работ оказывают значительное влияние на продолжительность и трудоемкость разборки, сохранность деталей и, в конечном счете, на качество и стоимость восстановления ремонтируемых объектов.

Процесс разборки производим следующим образом:

1. Выбить штифты 1 и 2

2. Снять рычаг включения 3

3. Выбить штифт 4

4. Извлечь валик управления 5

5. Извлечь вилку 6

7. Снять ось промежуточной шестерни 7 с роликовым подшипником 8 и упорными кольцами 9.

8. Снять упорные кольца 9 и роликовый подшипник 8

9. Отвернуть вилку регулирования 10

10. Извлечь промежуточную шестерню 11

11. Отвернуть болты 12.

12. Снять крышки подшипников 13

13. Снять вал-шестерню 14 с роликовым подшипником 15

14. Снять роликовый подшипник 15

15. Извлечь солнечную шестерню 16 с втулкой 17

16. Снять втулку 17

17. Извлечь водило 18 в сборе

18. Выбить штифты 19

19. Снять сателлиты 20

20. Снять игольчатые подшипники 21

21. Выбить оси сателлитов 22

22. Выбить пальцы 23

23. Извлечь коронную шестерню 24

24. Снять шариковый подшипник 25

2. Проектирование технологии восстановления вала-шестерни 70-1741024

2.1 Технологический процесс дефектации

Дефектация - оценка технического состояния объекта (машина, узел, деталь) по результатам измерений и контроля структурных параметров. После дефектации детали делят на три категории: годные, требующие восстановления и утильные.

Исходными данными для разработки технологического процесса дефектации являются технические требования на капитальный ремонт машины, в которых приводят эскиз рассматриваемой детали, перечень дефектов, средства контроля и рекомендации по ремонту.

При проектировании технологического процесса дефектации разрабатывают карту эскизов детали и карту технологического процесса дефектации.

Карта эскизов должна содержать изображения (виды, разрезы, сечения и выносные элементы), необходимые для наглядности и ясности расположения контролируемых поверхностей детали. Все контролируемые (дефектные) поверхности обводят сплошной линией 2…3 S и нумеруют арабскими цифрами в направлении движения часовой стрелки. Цифры указывают в окружности диаметром 6…8 мм и соединяют с размерными линиями.

В карте технологического процесса дефектации приводят наименование и обозначение изделия, номер, наименование и содержание операции по выявлению каждого дефекта, приведенного на карте эскизов; контролируемые параметры (номинальное, допустимое и измеренное значения); наименование приспособления, мерительного инструмента или способа установления дефекта; разряд работы. Допускается не указывать нормы времени на операции.

2.2 Маршруты восстановления детали

ходоуменьшитель трактор вал шестерня

В ремонтном производстве в зависимости от программы и вида ремонтных работ приняты следующие формы организации технологических процессов восстановления деталей: подефектная, маршрутная и групповая.

Подефектная технология используется при небольшой программе восстановления. Технологический процесс восстановления разрабатывается на каждый дефект в отдельности. Детали для восстановления комплектуют только по наименованиям, не учитывая имеющиеся в них сочетания дефектов.

Применение маршрутной технологии целесообразно при централизованном восстановлении деталей в крупных специализированных ремонтных предприятиях. Принцип организации восстановления деталей по маршрутной технологии разработан профессором Кошкиным К.Т. Технологический процесс разрабатывают для устранения определенного сочетания дефектов, которые устраняют в последовательности, называемой маршрутом. Маршрутная технология предусматривает наиболее рациональную последовательность выполнения технологических операций и наименьшее перемещение деталей по рабочим местам.

Маршрутную технологию разрабатываем в следующей последовательности:

1) Дефекты детали группируем в различных сочетаниях по маршрутам (таблица 2.1). Сочетание дефектов по маршрутам определяем на основе данных из литературных источников.

2) Устанавливаем число маршрутов.

3) Присваиваем каждому маршруту номер.

4) Выбираем рациональный способ устранения дефектов по каждому маршруту.

Таблица 2.1 - Сочетания дефектов в маршрутах (вал - шестерня ходоуменьшителя МТЗ-80)

Номер дефекта	Наименование дефекта	Номер маршрута и сочетание дефектов
		I	II	III
1 2 3	Износ поверхности под роликоподшипник 32605К Износ наружней поверхности под солнечную шестерню Износ наружной поверхности под шарикоподшипник 305	- + -	+ - +	+ + +

«+» - дефекты устраняются;

«-» - дефекты не устраняются

В качестве восстановления рассматриваемых дефектов выбираем 3 маршрут.

Составляем схему технологического процесса устранения каждого дефекта и подробный план выполнения всех операций в маршруте.

Групповая технология предусматривает разбивку дефектных деталей на классы и группы и разработку типового технологического процесса восстановления для группы однотипных деталей определенного класса. Детали группируют по конструктивному подобию, массе, габаритам, материалу, виду термической обработки, общности способов восстановления, базированию на станках, типу оборудования для наращивания изношенных поверхностей и механической обработки, техническому контролю и последовательности выполнения операций. Групповая технология позволяет использовать групповые приспособления и настраивать оборудование для восстановления групп деталей, а также станков для последующей механической обработки. При этом сокращается номенклатура и количество необходимой оснастки, снижается трудоемкость, благодаря сокращению вспомогательного и подготовительно - заключительного времени по каждому классу различных групп деталей.

2.3 Коэффициенты повторяемости дефектов изношенных деталей

Основные дефекты детали и их коэффициенты повторяемости:

1. Износ наружной поверхности под роликоподшипник 32605К (дефект 1), К₁= 0, 5

2. Износ наружной поверхности под солнечную шестерню (дефект 2), К₂=0,7

3. Износ наружной поверхности под шарикоподшипник 305 (дефект 3), К₃=0,45

2.4 Выбор рационального способа восстановления

Выбор рационального способа восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей деталей (формы и размера, материала и термообработки, поверхностной твёрдости и шероховатости), от условий её работы (характер нагрузки, род и вид трения) и величины износа, а также стоимости восстановления.

Для учёта всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:

- технологическим критерием или критерием применимости;

- критерием долговечности;

- технико-экономическим критерием (отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

На основании технологических характеристик способов восстановления, устанавливаются возможные способы восстановления различных поверхностей детали по технологическому критерию.

Все поверхности вала-шестерни ходоуменьшителя МТЗ-80 могут быть восстановлены следующими способами:

Дефект 1 (Поверхность 1):

Износ наружной поверхности под роликоподшипник 32605К

Тип поверхности - наружная цилиндрическая

Материал детали - сталь

Размер по чертежу: ш 25^+0,004 мм

Диаметральный износ: И=0,08 мм

Возможные способы восстановления данной поверхности:

- Наплавка проволоки в среде углекислого газа;

- Вибродуговая наплавка проволоки;

- Хромирование;

- Железнение;

- Электроконтактная приварка ленты;

- Ручная наплавка.

Дефект 2 (Поверхность 2):

Износ наружной поверхности под солнечную шестерню

Тип поверхности - наружная цилиндрическая

Материал детали - сталь

Размер по чертежу: ш 30

Диаметральный износ: И=0,16 мм

Возможные способы восстановления данной поверхности:

- Наплавка проволоки в среде углекислого газа;

- Вибродуговая наплавка проволоки;

- Хромирование;

- Железнение;

- Электроконтактная приварка ленты;

- Ручная наплавка;

Дефект 3 (Поверхность 3):

Износ наружной поверхности под шарикоподшипник 305

Тип поверхности - наружная цилиндрическая

Материал детали - сталь

Размер по чертежу: ш 25^+0,007мм

Диаметральный износ: И=0,05 мм

Возможные способы восстановления данной поверхности:

- Наплавка проволоки в среде углекислого газа;

- Вибродуговая наплавка проволоки;

- Хромирование;

- Железнение;

- Электроконтактная приварка ленты;

- Ручная наплавка.

Технический критерий оценивает каждый способ, выбранный по технологическому критерию, с точки зрения восстановления (или улучшения) свойств поверхностей детали. Выбранному способу дается комплексная оценка по коэффициенту долговечности К_д (учитываются износостойкость К_и, выносливость К_в, сцепляемость К_сц и фактическая работоспособность К_п покрытия восстановленной детали).

,

где К_и, К_в, К_сц - коэффициенты износостойкости, выносливости и сцепляемости покрытий (таблица 2.2);

К_п - поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали в условиях эксплуатации, К_п = 0,8…0,9. Выбирают тот способ восстановления у которого К_д max.

Определим коэффициент долговечности для каждого выбранного способа восстановления:

- Наплавка в среде углекислого газа:

- Вибродуговая наплавка:

- Электроконтактная приварка ленты:

- Железнение:

- Хромирование:

- Ручная электродуговая наплавка:

- Ручная газовая наплавка:

Технико-экономический критерий К_т связывает стоимость восстановления детали и ее долговечность после устранения дефекта.

Критерий оценивают по формуле профессора В.А. Шадричева.

К _т = С _в / К _д,

где С_в - себестоимость восстановления 1 дм² изношенной поверхности детали, руб./дм^2. Рациональным считается способ восстановления у которого К_т min. Определим К_т для каждого выбранного способа восстановления:

- Наплавка в среде углекислого газа:

К _т = С _в / К _д = 7,0/0,828 = 8,454,

- Вибродуговая наплавка:

К _т = С _в / К _д = 10,0/0,496 = 20,161,

- Электроконтактная приварка ленты:

К _т = С _в / К _д = 8,0/0,8424 = 9,497,

- Железнение:

К _т = С _в / К _д = 6,0/0,44772 = 13,401,

- Хромирование:

К _т = С _в / К _д = 12,0/1,1663 = 10,289,

- Ручная электродуговая наплавка:

К _т = С _в / К _д = 6,4/0,336 = 19,048,

- Ручная газовая наплавка:

К _т = С _в / К _д = 8,0/0,392 = 20,408,

Рассмотрим применение трёх вариантов сочетаний способов восстановления вала-шестерни ходоуменьшителя МТЗ-80 в целом:

I вариант - наплавкой в среде углекислого газа восстанавливать поверхности 1, 2, 3;

II вариант - электроконтактной приваркой ленты восстанавливать поверхности 1, 2 и 3;

Ш вариант - восстанавливать каждую изношенную поверхность оптимальным для нее способом: контактной приваркой ленты восстанавливать поверхности 1 и 3, а поверхность 2 - хромированием.

Определим значения коэффициентов долговечности восстановленной детали по каждому варианту:

где К_i - коэффициент повторяемости i-го дефекта;

K_Дij - коэффициент долговечности i-й поверхности, восстановленной р-м способом.

Определим значения площадей поверхностей восстанавливаемой детали:

Для цилиндрических поверхностей площадь поверхности определяется:

S=р*d*L, где

d - диаметр цилиндрической поверхности, L - длина цилиндрической поверхности.

Для поверхности 1:

S₁=3,14*0,25*0,24 = 0,1884 дм²

Для поверхности 2:

S₂=3,14*0,3*0,48 = 0,45216 дм²

Для поверхности 3:

S₃=3,14*0,25*0,22 = 0,1727 дм²

Завершается анализ определением минимального значения отношения себестоимости восстановления детали оптимальным для каждой ее изнашиваемой поверхности способом к коэффициенту долговечности

где С_ВДj - себестоимость восстановления изношенных поверхностей детали j-м сочетанием способов, руб.;

С_УiP - удельная себестоимость восстановления i-й восстанавливаемой поверхности p-м способом, руб./дм²;

S_i - площадь i-й восстанавливаемой поверхности, дм²;

К_ДВj - коэффициент долговечности детали, восстановленной j-м сочетанием способов;

Определяем отношение себестоимостей восстановления к коэффициенту долговечности для каждого варианта:



Как следует из расчетов, наиболее целесообразным является первый вариант - восстановление всех поверхностей наплавкой проволоки в среде углекислого газа. Этот способ и должен лечь в основу разработки технологии восстановления детали и дальнейшего анализа эффективности ее восстановления.

Таблица 2.2 - Технико-экономическая характеристика способов восстановления поверхностей вала-шестерни ходоуменьшителя МТЗ-80

№ п/п	Наименование дефекта	Коэффициент повторяемости дефекта Ki	Характеристика способов восстановления	Коэф-т долговеч-ности, Кд	Себ-сть восстан-ия Св, руб./дм2	Площадь восст-ой поверхности, дм2	Технико-экономический показатель Св/Кд, руб.
1	Износ наружной поверхности под роликоподшипник 32605К (поверхность 1)	0,15	Наплавка проволоки в среде углекислого газа; Вибродуговая наплавка проволоки; Хромирование; Железнение; Электроконтактная приварка ленты; Ручная электродуговая наплавка. Ручная газовая наплавка	0,828 0,496 1,1663 0,44772 0,8424 0,336 0,392	7,0 10,0 12,0 6,0 8,0 6,4 8,0	0,1884	8,454 20,161 10,289 13,401 9,497 19,048 20,408
2	Износ наружной поверхности под солнечную шестерню (поверхность 2)	0,30	Наплавка проволоки в среде углекислого газа; Вибродуговая наплавка проволоки; Хромирование; Железнение; Электроконтактная приварка ленты; Ручная электродуговая наплавка; Ручная газовая наплавка	0,828 0,496 1,1663 0,44772 0,8424 0,336 0,392	7,0 10,0 12,0 6,0 8,0 6,4 8,0	0,45216	8,454 20,161 10,289 13,401 9,497 19,048 20,408
3	Износ наружной поверхности под шарикоподшипник 305 (поверхность3)	0,15	Наплавка проволоки в среде углекислого газа; Вибродуговая наплавка проволоки; Хромирование; Железнение; Электроконтактная приварка ленты; Ручная электродуговая наплавка. Ручная газовая наплавка	0,828 0,496 1,1663 0,44772 0,8424 0,336 0,392	7,0 10,0 12,0 6,0 8,0 6,4 8,0	0,1727	8,454 20,161 10,289 13,401 9,497 19,048 20,408

Таблица 2.3 - Технико-экономические показатели восстановления изношенных поверхностей вала-шестерни ходоуменьшителя МТЗ-80.

№ варианта	Сочетание способов восстановления	Коэффициент долговечности КДВ	Себестоимость восстановления, руб.	Отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности,
I	Наплавкой в среде углекислого газа восстанавливать поверхности 1, 2, 3	0,828	5,69	6,88
II	Электроконтактной приваркой ленты восстанавливать поверхности 1, 2 и 3	0,8424	6,51	7,72
III	Контактной приваркой ленты восстанавливать поверхности 1 и 3, поверхность 2 - хромированием	0,98	8,31	8,48

2.5 Расчет режимов нанесения покрытий

Расчет режимов предварительной механической обработки

Поверхность 1

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i = z / t,

где z - припуск на шлифование (на одну сторону), мм;

t - глубина резания, мм.

i=0,05/0,05=1

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п = S_д•В,

где S_д - продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

В-ширина шлифовального круга, В = 20.

S_п =0,7•20=14 мм

Для деталей, изготовленных из любых материалов при черновом шлифовании и диаметре более 20 мм, S_д = 0,7.

Окружная скорость вращения детали составляет для чернового шлифования V_д = 80 м/мин.

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n = 1000 V_д / D,

где D - диаметр детали, мм.

n =1000•80/3,14•25=1018,6 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст = S_п n / 1000,

где V_ст - скорость продольного перемещения стола, м/мин.

V_ст =14•1018,6 /1000=14,26 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп = t_о + t_в,

где t_о - основное время, мин;

t_в - вспомогательное время, мин.

t_оп=0,01+0,43=0,44 мин

Основное время при шлифовании

t_о = L K i / n S,

где L - длина продольного хода стола, при шлифовании в упор

L = l - (0,2 - 0,4) B;

l - длина шлифуемой поверхности, мм;

L=24 - (0,2-0,4)•20=28 мм

К - коэффициент точности, при черновом шлифовании К = 1,1.

t_о=28•1,1•1/1018,6•14=0,01 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Поверхность 2

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i=0,15/0,05=3

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п =0,7•20=14 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n =1000•80/3,14•30=848,8 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст =14•848,8 /1000=11,9 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=0,01+0,43=0,44 мин

Основное время при шлифовании

L=48 - (0,2-0,4)•20=52 мм

t_о=52•1,1•3/848,8•14=0,01 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Поверхность 3

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i=0,05/0,05=1

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п =0,7•20=14 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n =1000•80/3,14•25=1018,6 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст =14•1018,6 /1000=14,26 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=0,01+0,43=0,44 мин

Основное время при шлифовании

L=22 - (0,2-0,4)•20=26 мм

t_о=26•1,1•1/1018,6•14=0,01 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Наплавка в среде углекислого газа.

Наплавка в среде углекислого газа получила большее применение, чем вибродуговая и успешно замещает в ряде случаев автоматическую наплавку под слоем флюса. Достоинства способа: меньшая по сравнению с флюсами стоимость углекислого газа, возможность наложения неудобных швов (вплоть до потолочных) сложной конфигурации, видимость сварочной ванны, более высокая производительность (на 25 - 30%), а также возможность, из-за малой зоны термического влияния, восстанавливать детали малого диаметра (начиная с 10 мм) и толщины (детали кабин и оперения тракторов и автомобилей).

Недостатком способа является склонность наплавленного слоя к образованию трещин и выгорание легирующих элементов. Причиной является разложение углекислого газа при высокой температуре на оксид углерода и атомарный кислород. Для предотвращения этого явления применяют электродную проволоку с повышенным содержанием марганца, кремния, хрома и других раскислителей: Св-08Г2С, Св-08ХГСМА, Св-15Х12НМВФБ.

Твердость слоя, наплавленного низкоуглеродистой проволокой марки Св-08Г2С, Св-12ГС составляет НВ 200-250, и проволоками с содержанием углерода более 0,3% (30ХГСА и др.) после закалки достигает 50 HRC.

Диаметр электродной проволоки, силу тока и напряжение наплавки выбирают в зависимости от диаметра детали, используя таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Режимы наплавки в среде углекислого газа

Диаметр детали, мм	Диаметр проволоки, мм	Ток наплавки, А	Напряжение наплавки, В
10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 70 70 - 90 90 - 120 120	0,8 - 1,0 0,8 - 1,0 0,8 - 1,0 1,0 - 1,2 1,2 - 1,4 1,4 - 1,6 1,6 - 2,0 2,5	70 - 95 90 - 120 110 - 140 130 - 160 140 - 175 170 - 195 195 - 225 300 - 400	17 - 18 18 - 19 18 - 19 19 - 20 19 - 20 20 - 21 21 - 22 35 - 42

Вылет электрода принимают равным 10 мм. Расход углекислого газа принимаем 20 л/мин. Принимаем коэффициент наплавки при нанесении покрытия на постоянном токе обратной полярности _н = 12 г./Ач. Выбираем проволоку Св-30ХГСА. После закалки твёрдость наплавляемой поверхности будет составлять 50 HRC.

Поверхность 1.

Скорость наплавки определяют по формуле:

,

где V_н - скорость наплавки, м/ч;

_н - коэффициент наплавки, г/Ач;

I - сила тока, А;

h - толщина наплавленного слоя, мм;

S - шаг наплавки, мм /об;

- плотность электродной проволоки ( = 7,85), г/см³.

V_H=12•117/0,69•2•7,85=129,6 м/ч

Частоту вращения детали рассчитывают по формуле

,

где n - частота вращения, мин^-1;

d - диаметр детали, мм.

n=1000•129,6/60•3,14•25=27,5 мин^-1

Силу тока определяют по таблице 3.1 или эмпирической формуле:

,

I=40•³v25=117 A

Напряжение источника питания рассчитывают по формуле

,

U=21+0.04•117=25,68 B

Скорость подачи проволоки определяют по формуле

,

где V_np - скорость подачи проволоки, м/ч;

d_пр - диаметр электродной проволоки, мм.

V_пр=4•12•117/3,14•1²•7,85=227,72 м/ч

Смещение электрода l (в миллиметрах) определяют по зависимостям:

,

l=0,07•25=1,75 мм

Толщину покрытия, наплавляемого на наружные цилиндрические поверхности, определяют по формуле

,

где h - толщина покрытия, мм;

z₀ - толщина слоя поверхности детали, снятого при предварительной мехобработке;

И - диаметральный износ детали, мм;

z - припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм.

h=0,05+0,08/2+0,6=0,69 мм

Шаг наплавки рассчитывают по зависимости

,

где S - шаг наплавки, мм/об.

S=2•1,0=2 мм/об

Норму времени определяют по формуле:

Т_н = Т_о + Т_вс + Т_доп + Т_пз / N = 0,007+2+0,201+16/1 = 18,208 мин

где Т_о, Т_вс, Т_доп и Т_пз - соответственно основное, вспомогательное, дополнительное и подготовительно - заключительное время, мин;

N - количество восстанавливаемых деталей в партии, шт.

Основное время рассчитывают по зависимости

Т_о = d L / 1000 V_н S = 3,14*25*24/1000*129,6*2=0,007 мин,

где L - длина наплавляемого покрытия, мм.

Вспомогательное время Т_вс принимают равным 2 - 4 мин.

Дополнительное время определяют по следующей формуле

Т_доп = (Т_о + Т_вс) К = (0,007+2)*0,1 = 0,201 мин,

где К - коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от суммы основного и вспомогательного (К = 0,14 для наплавки под слоем флюса, К = 0,1 для остальных видов наплавки).

Подготовительно - заключительное время составляет 16 - 20 мин.

Поверхность 2.

Скорость наплавки

V_H=12•124/0,83•2•7,85=114,2 м/ч

Размерность членов формул при расчетах должна соответствовать размерности, приведенной в формулах.

Частоту вращения детали рассчитывают по формуле

,

где n - частота вращения, мин^-1;

d - диаметр детали, мм.

n=1000•114,2/60•3,14•30=20,2 мин^-1

Силу тока определяют по формуле

I=40•³v30=124 A

Напряжение источника питания рассчитывают по формуле

U=21+0.04•124=25,96 B

Скорость подачи проволоки определяют по формуле

V_пр=4•12•124/3,14•1²•7,85=241,35 м/ч

Смещение электрода l (в миллиметрах) определяют по зависимостям:

l=0,07•30=2,1 мм

Толщину покрытия, наплавляемого на наружные цилиндрические поверхности, определяют по формуле

h=0,15+0,16/2+0,6=0,83 мм

Шаг наплавки рассчитывают по зависимости

S=2•1,0=2 мм/об

Норму времени определяют по формуле:

Т_н = 0,019+2+0,202+16/1 = 18,221 мин

Основное время рассчитывают по зависимости

Т_о = 3,14*30*48/1000*114,2*2 = 0,019 мин,

Вспомогательное время Т_вс принимают равным 2 - 4 мин.

Дополнительное время определяют по следующей формуле

Т_доп = (0,019+2)*0,1 = 0,202 мин,

Подготовительно - заключительное время составляет 16 - 20 мин.

Поверхность 3

Скорость наплавки определяют по формуле

V_H=12•117/0,675•2•7,85=132,5 м/ч

Частоту вращения детали рассчитывают по формуле

n=1000•132,5/60•3,14•25=28,1 мин^-1

Силу тока определяют по таблице 3.1 или эмпирической формуле

I=40•³v25=117 A

Напряжение источника питания рассчитывают по формуле

U=21+0.04•117=25,68 B

Скорость подачи проволоки определяют по формуле

V_пр=4•12•117/3,14•1²•7,85=227,72 м/ч

Смещение электрода l (в миллиметрах) определяют по зависимостям:

l=0,07•25=1,75 мм

Толщину покрытия, наплавляемого на наружные цилиндрические поверхности, определяют по формуле

h=0,05+0,05/2+0,6=0,675 мм

Шаг наплавки рассчитывают по зависимости

S=2•1,0=2 мм/об

Норму времени определяют по формуле:

Т_н = 0,007+2+0,201+16/1 = 18,208 мин

Основное время рассчитывают по зависимости

Т_о = 3,14*25*22/1000*132,5*2=0,007 мин

Вспомогательное время Т_вс принимают равным 2 - 4 мин.

Дополнительное время определяют по следующей формуле

Т_доп = (0,007+2)*0,1 = 0,201 мин,

Подготовительно - заключительное время составляет 16 - 20 мин.

Расчет режимов финишной механической обработки

Механическая обработка необходима для восстановления геометрии поверхности изношенных элементов деталей, а также обеспечения номинального размера и заданной чистоты поверхности деталей после наращивания. К основным элементам режима резания относятся: глубина резания h, мм; подача S, мм/об; частота вращения n, мин^-1, скорость резания V, м /мин.

Черновое шлифование наплавленных покрытий выполняют кругами из нормального электрокорунда зернистостью 40 … 50, твердостью СТ … СТ1. Глубина шлифования (резания) при черновом шлифовании составляет 0,01 … 0,05 мм. Чистовое шлифование выполняют кругами из белого электрокорунда зернистостью 25 … 40, твердостью СМ2 … СМ1. Глубина шлифования (резания) при этом составляет 0,005 … 0,01 мм.

Поверхность 1

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i = z / t,

где z - припуск на шлифование (на одну сторону), мм;

t - глубина резания, мм.

i=0,5/0,05=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п = S_д•В,

где S_д - продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

В-ширина шлифовального круга, В = 20.

S_п =0,7•20=14 мм

Для деталей, изготовленных из любых материалов при черновом шлифовании и диаметре более 20 мм, S_д = 0,7.

Окружная скорость вращения детали составляет для чернового шлифования V_д = 80 м/мин.

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n = 1000 V_д / D,

где D - диаметр детали, мм.

n =1000•80/3,14•25=1018,6 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст = S_п n / 1000,

где V_ст - скорость продольного перемещения стола, м/мин.

V_ст =14•1018,6 /1000=14,26 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп = t_о + t_в,

где t_о - основное время, мин;

t_в - вспомогательное время, мин.

t_оп=0,02+0,43=0,45 мин

Основное время при шлифовании

t_о = L K i / n S,

где L - длина продольного хода стола, при шлифовании в упор

L = l - (0,2 - 0,4) B;

l - длина шлифуемой поверхности, мм;

L=24 - (0,2-0,4)•20=28 мм

К - коэффициент точности, при черновом шлифовании К = 1,1.

t_о=28•1,1•10/1018,6•14=0,02 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Чистовое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i = z / t,

где z - припуск на шлифование (на одну сторону), мм;

t - глубина резания, мм.

i=0,1/0,01=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п = S_д•В,

где S_д - продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

В-ширина шлифовального круга, В = 20.

S_п=0,3•20=6 мм

Для деталей, изготовленных из любых материалов при чистовом шлифовании независимо от ее диаметра S_д = 0,3.

Окружная скорость вращения детали составляет чистового шлифования V_д = 5 м/мин.

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n = 1000 V_д / D,

где D - диаметр детали, мм.

n=1000•5/3,14•25=63,7 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст = S_п n / 1000,

где V_ст - скорость продольного перемещения стола, м/мин.

V_ст=6•63,7/1000=0,38 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп = t_о + t_в,

где t_о - основное время, мин;

t_в - вспомогательное время, мин.

t_оп=1,03+0,43=1,46 мин

Основное время при шлифовании

t_о = L K i / n S,

где L - длина продольного хода стола, при шлифовании в упор

L = l - (0,2 - 0,4) B;

l - длина шлифуемой поверхности, мм;

L=24 - (0,2 - 0,4)•20=28 мм

К - коэффициент точности при чистовом шлифовании К = 1,4.

t_о=28•1,4•10/63,7•6=1,03 мин

Поверхность 3

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i=0,5/0,05=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п =0,7•20=14 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n =1000•80/3,14•25=1018,6 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст =14•1018,6 /1000=14,26 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=0,02+0,43=0,45 мин

Основное время при шлифовании

L=22 - (0,2-0,4)•20=26 мм

t_о=26•1,1•10/1018,6•14=0,02 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Чистовое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i=0,1/0,01=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п=0,3•20=6 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n=1000•5/3,14•25=63,7 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст=6•63,7/1000=0,38 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=0,95+0,43=1,38 мин

Основное время при шлифовании

L=22 - (0,2 - 0,4)•20=26 мм

t_о=26•1,4•10/63,7•6=0,95 мин

Поверхность 2

Черновое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i=0,5/0,05=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п =0,7•20=14 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n =1000•80/3,14•30=848,8 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст =14•848,8 /1000=11,9 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=0,05+0,43=0,48 мин

Основное время при шлифовании

L=48 - (0,2-0,4)•20=52 мм

t_о=52•1,1•10/848,8•14=0,05 мин

Вспомогательное время t_в определяют при помощи таблицы 3.16.

Чистовое шлифование

Число проходов i определяют по формуле

i = z / t,

i=0,1/0,01=10

Продольную подачу рассчитывают по формуле

S_п=0,3•20=6 мм

Частоту вращения детали можно определить по формуле

n=1000•5/3,14•30=53 мин^-1

Скорость продольного перемещения стола V_ст определяют по формуле

V_ст=6•53/1000=0,32 м/мин

Оперативное время рассчитывают по формуле

t_оп=2,29+0,43=2,72 мин

Основное время при шлифовании

L=48 - (0,2-0,4)•20=52 мм

t_о=52•1,4•10/53•6=2,29 мин

3. Технико-экономическая оценка эффективности восстановления вала-шестерни 70-1741024

Себестоимость восстановления детали определяют по формуле

С_в = С_зп + С_д + С _соц + С_рм + С_опу,

где С_зп - основная заработная плата рабочих на все виды работ по восстановлению детали, руб.;

С_д - цена изношенной детали, приобретаемой в качестве ремфонда, руб.;

С _соц - начисления на зарплату на социальные нужды, С _соц = 0,26 С_зп руб.;

С_рм - стоимость ремонтных материалов, руб.;

С_опу - затраты на организацию производства и управление, руб.

Основная заработная плата рабочих на все виды работ по восстановлению детали:

С_зп = C_чi t_нi К_доп,

где C_чi - часовая тарифная ставка рабочих, соответствующая разряду выполняемой операции, руб. /ч;

t_нi - норма времени на выполнение i - ой операции, ч;

К_доп - коэффициент, учитывающий доплаты за работу по смежной профессии, за мастерство, условия труда, сверхурочные и др. (К_доп - 1,3 … 1,6);

m - количество операций по восстановлению детали.

Начисления на зарплату на социальные нужды:

С _соц = 0,26*95,07 = 24,72 руб.

Затраты на организацию производства и управление рассчитывают по формуле

С_опу = С_зп *(R_нр / 100),

где R_нр - процент цеховых и общезаводских накладных расходов ремонтного предприятия, для учебных целей рекомендуется R_нр = 200 … 250%.

С_опу = 95,07*(200 / 100) = 190,14 руб.

Для упрощения расчетов в курсовом проекте принимается, что ремфонд не покупается на стороне, то есть С_д = 0

При определении основной заработной платы рекомендуется использовать таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет основной заработной платы

№ операции	Рабочий	Коэффициент доплат Кдоп	Часовая тарифная ставка Cчi, руб. /ч	Норма времени, tнi, ч	Расценка, руб.
	профессия	разряд
005 010 015 020 025 030	Мойщик Дефектовщик Шлифовщик Сварщик Шлифовщик Контроллер	3 3 6 6 6 3	1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	35 35 47 47 47 35	0,45 0,04 0,02 0,91 0,12 0,04	22,05 1,96 1,32 59,88 7,9 1,96
Итого						95,07

Стоимость ремонтных материалов рассчитывают по формуле

С_рм = Н_м*Ц_м,

где Н_м - норма расхода материалов на одну деталь, кг;

Ц_м - цена материала, руб. / кг.

В данном случае принимаем 70 руб. / кг.

С_рм = 0,0716*70 = 5 руб.

Норму расхода материалов на одну деталь приближенно определяют по формуле

Н_м = 0,01 S*h*K,

где S - площадь наращиваемой поверхности детали, дм²;

h - толщина покрытия, мм;

- плотность материала, г / см³;

К - коэффициент, учитывающий потери материала, К = 1,1 … 1,4.

Норму расхода материалов для каждой восстанавливаемой поверхности:

Н_м1 = 0,01*0,1884*0,8*1,4*7,85 = 0,0166 кг

Н_м2 = 0,01*0,45216*0,8*1,4*7,85 = 0,0398 кг

Н_м3 = 0,01*0,1727*0,8*1,4*7,85 = 0,0152 кг

Суммарный расход материала на одну деталь:

Н_м = 0,0166+0,0398+0,0152= 0,0716 кг

Тогда себестоимость восстановления детали составит

С_в = 95,07+0+24,72+5+190,14 = 314,93 руб.

Список использованной литературы

1. Ли Р.И. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин и оборудования». - ЛГТУ, 2005 - 35 с.

2. Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей. Методические рекомендации к курсовому и дипломному проектированию / Под ред. В.С. Новикова - М.: МГАУ, 1998 - 50 с.

3. Надежность и ремонт машин. / Под ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000 - 775 с.;

4. Справочник инженера по техническому сервису машин и оборудования в АПК. / Под ред. Д.С. Буклагина, И.Г. Голубева. - М.: ФГНУ Росинформагротех, 2003 - 600 с;

5. Технология машиностроения….

6. Технология ремонта машин. Методические указания / Батищев А.Н. - М.: РГАЗУ, 2005 - 37 с.

Размещено на Allbest.ru