Технологический процесс восстановления колеса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определение коэффициентов повторяемости дефектов и сочетаний дефектов изношенных деталей

деталь дефект технологический колесо

Исходные данные:

1. Вид изделия - Передняя подвеска трактора МТЗ-100;

2. Наименование - Колесо (обод и диск в сборе)

3. Материал детали - сталь 45;

4. Цена новой детали - 2290 руб.

5. Масса детали - 20.3 кг;

6. Сведения о дефектах детали:

- Износ дефект1, К₁=0,2

- Износ дефект 2, К₂=0,75

- Износ дефект 3, К₃=0.64

Проектирование производственных процессов восстановления изношенных деталей осуществляется на основе коэффициентов повторяемости дефектов и их сочетаний. Знание последних позволяет более обоснованно подойти к определению программы производства по восстановлению деталей, экономической целесообразности и эффективности восстановления деталей, имеющих то или иное сочетание дефектов, маршрутов восстановления.

Каждая деталь имеет одну или несколько рабочих поверхностей. При этом условия работы каждой поверхности различны, а, следовательно, и скорости их изнашивания отличаются друг от друга.

В большинстве случаев возникающие дефекты деталей можно рассматривать как независимые события. Это обстоятельство позволяет применять для исследования закономерностей их появления законы вероятностей.

Введём следующие обозначения:

Пусть А_i - событие, состоящее в том, что деталь имеет i-й дефект (i = l, 2, 3,… n); - событие, состоящее в том, что деталь не имеет i-го эффекта.

Вероятность того, что деталь имеет i-й дефект, определяется из выражения:

.

Вероятность того, что деталь не имеет i-го дефекта, определяется из выражения:

где M_i - количество деталей, имеющих i-й дефект;

N - общее количество деталей;

К_i - коэффициент повторяемости дефекта.

Зная вероятности появления каждого дефекта, можно определить и вероятности различных сочетаний дефектов.

Обычно для определения коэффициентов повторяемости дефектов достаточно проанализировать 50…100 деталей данного наименования.

Поскольку появление каждого дефекта рассматривается как независимое событие, в процессе дефектации, возможно, их появление в различных сочетаниях. Например, при трёх возможных дефектах число их сочетаний равно восьми, при четырёх - 16, при пяти - 32 и т.д.

Обозначим Р(X_1,2,…,n) как вероятность появления деталей со всеми возможными дефектами или коэффициент повторяемости сочетания всех возможных дефектов. Его значение можно определить из выражения:

Коэффициент повторяемости сочетания дефектов 1, 2,…, (n-1), будет равен:

Коэффициент повторяемости сочетания дефектов 1 и 2:

.

Коэффициент повторяемости деталей, имеющих только один дефект, первый:

.

Коэффициент повторяемости деталей, имеющих также только один дефект, второй:

.

Коэффициент повторяемости деталей, не имеющих ни одного дефекта:

При трех дефектах у детали могут встречаться следующие их сочетания:

1. Одновременно все три дефекта - Х_1,2,3;

2. Только первый и второй дефекты - Х_1,2;

3. Только первый, и третий дефекты - Х_1,3;

4. Только второй и третий дефекты - Х_2,3;

5. Только первый дефект - Х₁;

6. Только второй дефект - Х₂;

7. Только третий дефект - Х₃;

8. Не имеющие ни одного дефекта - Х₀.

Коэффициенты повторяемости сочетаний дефектов определяются по формулам (1.3) - (1.8):

Р (Х_1,2,3) = 0,2*0,75*0,64 = 0,096;

Р (Х_1,2) = 0,2*0,75*(1-0,64) = 0,054;

Р (Х_1,3) = 0,2*(1-0,75) *0,64 = 0,032;

Р (Х_2,3) = (1-0,2)*0,75*0,64 = 0,384;

Р (Х₁) = 0,2*(1-0,75)*(1-0,64) = 0,018;

Р (Х₂) = (1-0,2)*0,75*(1-0,64) = 0,216;

Р (Х₃) = (1-0,2)*(1-0,75)*0,64 = 0,128;

Р (Х₀) = (1-0,2)*(1-0,75)*(1-0,64) = 0,072;

2. Обоснование способов восстановления изношенных поверхностей

Известно, что изношенные поверхности деталей могут быть восстановлены, как правило, несколькими способами. Для обеспечения наилучших экономических показателей в каждом конкретном случае необходимо выбрать наиболее рациональный способ восстановления.

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

Для учета всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:

? технологическим критерием или критерием применимости;

? критерием долговечности;

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

Технологический критерий учитывает, с одной стороны, особенности подлежащих восстановлению поверхностей деталей, а с другой - технологические возможности соответствующих способов восстановления

Расшифровка способов восстановления: НУГ - наплавка в среде углекислого газа, ВДН - вибродуговая наплавка, НСФ - наплавка под слоем флюса, ДМ - дуговая металлизация, ГН - газопламенное напыление, X - хромирование электролитическое, Ж - железнение электролитическое, КП - электроконтактная приварка металлического слоя, РН - ручная наплавка, ЭМ - электромеханическая обработка, РМР - обработка под ремонтный размер, УДД - установка дополнительной детали, ПД - пластическое деформирование.

На основании технологических характеристик способов восстановления устанавливаются возможные способы восстановления различных поверхностей детали по технологическому критерию. Предварительно устанавливаем, что дефекты колеса могут быть устранены следующими способами:

1. Дефект 1 (Трещины обода и диска) - ручная наплавка РН, дуговая металлизация ДМ.

2. Дефект 2 (Отклонение от плоскостности прилегания диска к ступице) - пластическое деформирование ПД.

3. Дефект 3 (Износ поверхности отверстия диска под болты) - ручная наплавка РН, дуговая металлизация ДМ.

Для дальнейшего сокращения количества возможных способов восстановления используют критерий долговечности, в соответствии с которым отбирают для последующего анализа только те из них, которые обеспечивают межремонтный ресурс восстановленной поверхности детали не ниже минимально допустимого.

При выборе рационального метода восстановления по критерию долговечности обычно пользуются коэффициентом долговечности К_д, который определяется из выражения:

где Т_в - ресурс восстановленной поверхности детали;

Т_н - ресурс одноименной поверхности новой детали.

В общем случае коэффициент долговечности К_д является функцией трех переменных:

К_д =f(К_и, К_в, К_сц),

где К_и - коэффициент износостойкости;

К_в - коэффициент выносливости;

К_сц - коэффициент сцепляемости.

Численные значения коэффициентов - аргументов определяются на основании стендовых и эксплуатационных испытаний новых и восстановленных деталей. Коэффициент долговечности численно принимается равным значению того коэффициента, который имеет наименьшую величину.

При выборе способов восстановления применительно к деталям, не испытывающим в процессе работы значительных динамических и знакопеременных нагрузок, численное значение коэффициента долговечности определяется только численным значением коэффициента износостойкости.

В таблице 1 приведены примерные значения коэффициентов износостойкости, выносливости и сцепляемости, определенные по результатам исследований для наиболее распространенных методов восстановления.

Из числа способов, отобранных по технологическому критерию, к дальнейшему анализу принимаются те, которые обеспечивают коэффициент долговечности восстановленных поверхностей не менее 0,8.

Определение коэффициента долговечности К_д по формуле :

1. Дефект 1 (Трещины обода и диска)

- РН: К_д = f (0,9; 0,8; 1,0)=0,8

- ДМ: К_д = f (1,0; 0,6; 0,3)=0,3

2. Дефект 2 (Отклонение от плоскостности прилегания диска к ступице)

- ПД: К_д = f (0,8; 1,0; 1,0) = 0,8;

3. Дефект 3 (Износ поверхности отверстия диска под болты)

- РН: К_д = f (0,9; 0,8; 1,0) = 0,8;

- ДМ: К_д = f (1,0; 0,6; 0,3)=0,3

Коэффициенты износостойкости, выносливости, сцепляемости

Если установлено, что требуемому значению коэффициента долговечности для данной поверхности детали удовлетворяют два или несколько способов восстановления, выбор оптимального из них проводится по технико-экономическому критерию, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов. Окончательному выбору подлежит тот способ, который обеспечивает минимальное значение этого отношения:

,

С точки зрения организации производства, чем меньшее количество способов используется для восстановления различных изнашиваемых поверхностей детали, тем меньше требуется видов оборудования, выше его загрузка, а следовательно, и выше эффективность производства. В связи с этим для окончательного решения вопроса о способах восстановления изношенной поверхности детали в целом, производится перебор различных сочетаний способов.

Перебор начинается с минимального числа способов, а за основной принимают способ, являющийся оптимальным для наиболее изнашиваемой поверхности, т.е. поверхности, коэффициент повторяемости дефекта которой максимальный. Если данный способ применим по технологическому критерию ко всем изнашиваемым поверхностям и обеспечивает коэффициенты долговечности этих поверхностей не ниже 0,8 (К_д > 0,8), определяют себестоимость восстановления детали в целом, если бы все поверхности восстанавливали этим способом. Если деталь нельзя восстановить одним способом, используют второй способ, являющийся оптимальным для следующей по изнашиваемости поверхности и так далее.

Заканчивается анализ определением отношения себестоимости восстановления детали оптимальным для каждой её изнашиваемой поверхности способом к коэффициенту долговечности:

,

где С_ВДj - себестоимость восстановления изношенных поверхностей детали j-м сочетании способов, р.;

С_yip - удельная себестоимость восстановления i-й поверхности, р./дм²;

S_i - площадь i-й восстанавливаемой поверхности дм²;

К_ВДj - коэффициент долговечности детали, восстанавливаемой j-м сочетании способов;

n - количество изнашиваемых поверхностей.

,

где K_i - коэффициент повторяемости i-го дефекта;

K_dip - коэффициент долговечности i-й поверхности, восстановленной i-м способом.

Рассмотрим применение нескольких вариантов сочетаний способов восстановления к детали в целом:

1-й вариант - устранение 1 и 3 дефекта ручной наплавкой, 2-го - пластическим деформированием.

2-й вариант - устранение 1-го и 3 дефекта - дуговой металлизацией, 2-го - пластическим деформированием.

Определение значений коэффициентов долговечности восстановленной детали по формуле (3.2) для каждого варианта:

К_дв1=0,2*0,8+0,75*0,8+0,64*0,8/1,6=0,795

К_дв2=0,2*0,3+0,75*0,8+0,64*0,3/1,6=0,87

Определение отношения себестоимостей восстановления к коэффициенту долговечности по формуле (3.1) для каждого варианта:

;

.

Результаты расчетов сводятся в таблицу.

Технико-экономические показатели восстановления изношенных поверхностей детали

Как следует из расчетов, наиболее целесообразным является второй вариант - восстановление 1-ой и 3-й поверхности обработкой пластическим деформированием, а 2-ой поверхности наплавкой в среде углекислого газа, так как С_ВДj/К_ДВj >min. Этот способ должен лечь в основу разработки технологии восстановления детали и дальнейшего анализа эффективности ее восстановления.

Размещено на Allbest.ru