Техніко-економічне обґрунтування способу відновлення деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ СПОСОБУ ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ

Савуляк В.І., д.т.н., проф.; Шиліна О.П., к.т.н., доцент;

Дусанюк Ж.П., к.т.н., доцент;. Слободянюк Ю.О, магістрант

Вінницький національний технічний університет

Предложены подходы к выбору рационального способа восстановления деталей машин по техническим и экономическим показателям.

деталь експлуатація машина сільськогосподарський

Suggested approaches to the selection of a rational method of restoring parts of machines for technical and economic indicators.

Вступ

деталь експлуатація машина сільськогосподарський

Експлуатація відповідальних деталей вузлів сільськогосподарських машин та механізмів вимагає організаційно та технічно забезпечити комплекс заходів по підтриманню технічного стану та продуктивності техніки. Незважаючи на всі зусилля технологів та конструкторів не всі деталі мають однаковий ресурс та надійність.

З метою відновлення втраченого ресурсу деталей в процесі експлуатації або його підвищення під час виготовлення нових деталей застосовують різноманітні методи нанесення покриттів та поверхневого зміцнення. Важливим аспектом прийняття інженерних рішень щодо методів та технологій є розробка методології порівняльного аналізу варіантів технологічних процесів, які поєднують відновлення або зміцнення поверхонь та їх наступної механічної обробки.

При виявленні рівнозначних варіантів способів відновлення деталей проводиться економічний аналіз за основними статтями витрат: витрати на електричну енергію, на матеріали, заробітну плату, загальновиробничі витрати тощо.

Поширена думка, що ремонтне виробництво є неефективним, а його матеріально-технічну базу розвивати недоцільно. Разом з тим у всіх економічно розвинутих країнах велику складову національного продукту складає відновлювальне виробництво [1,2].

Задачею дослідження є розробка комплексно-порівняльної оцінки ефективності застосування методів відновлення та зміцнення разом з механічною обробкою за мінімумом необхідних витрат.

Основна частина

Спосіб відновлення поверхонь деталей машин впливає на структуру та параметри технологічного процесу наступної механічної обробки, його трудомісткість та собівартість. На основі порівняння вищезгаданих величин може бути організовано пошук раціонального або оптимального способу відновлення. Технологічну собівартість виконання операцій подальшої механічної обробки можна визначати за формулою [4] :

, (1)

де С_п-з - годинні цехові витрати, грн/год; Т_шт-к - штучно-калькуляційний час виконання операції, хв; К_в - коефіцієнт виконання норм.

Сумарна собівартість технологічного процесу відновлення становить

, (2)

де С₀ - технологічна собівартість виконання і-тої операції, грн.; п - кількість операцій в технологічному процесі відновлення.

С_п-з можуть бути вибрані згідно рекомендацій в залежності від використовуваного обладнання та за даними діючих підприємств.

Т_шт-к визначається змістом операції, використаним обладнанням та оснащенням. На величину Т_шт-к при механічній обробці впливає структура (зміст) виконуваних операцій, яка формується в залежності від співвідношення допуску на розмір поверхні після нанесення покриття та допуску на розмір, який має бути забезпечений згідно робочого креслення. Це співвідношення називають коефіцієнтом уточнення [4]:

, (3)

де е - загальне уточнення; е_і - окремі ступені уточнення (переходи); п - кількість ступенів (переходів); Т_заг - допуск розміру заготовки, одержаний після виконання операцій відновлення (нанесення покриття), мкм; Т_д, Т_і - допуки розміру деталі після механічної обробки (після відновлення) окремого ступеня (переходу) обробки.

На трудомісткість кожної із операцій механічної обробки впливає не тільки кількість ступенів (переходів), а й кількість робочих ходів, що виконуються під час оброблення кожної із поверхонь. Кількість робочих ходів залежить від величини припуску та глибини різання при одному робочому ході. Величина мінімального припуску на механічну обробку поверхонь обертання визначається за формулою [4]:

(5)

Величина мінімального шару нанесеного покриття [5]:

, (6)

де Z _тіп, - величина мінімального припуску на виконуваному переході механічної обробки; Rz, Т, с - висота мікронерівностей, глибина дефектного шару, просторові відхилення в розміщенні оброблюваної поверхні відносно базових поверхонь заготовки на попередньому переході механічної обробки, мкм; е_уі - похибка установлення заготовки (деталі) на виконуваному переході, мкм, А_ш - товщина шару, який необхідно нанести, ДЗ - знос поверхні та величина шару металу, що знімається при підготовленні поверхні до відновлення.

Величина мікронерівностей Rz, що утворюється при нанесенні покриття також впливає на величину припуску та залежить від способу відновлення деталі. Дослідження виконані на прикладі колінчастого валу гідронасосу, який є типовою деталлю, що підлягає відновленню (рис.1).

Рисунок 1 - Колінчастий вал гідронасоса

Найбільш доцільними способами, що забезпечують необхідну якість поверхневого шару є такі способи нанесення покриття: плазмове напилювання, наплавлювання в середовищі вуглекислого газу, наплавлювання під шаром флюсу та порошковим дротом. Експериментальні дослідження показали, що найбільше значення Rz спостерігається при наплавлюванні в середовищі вуглекислого газу, найменше - при плазмовому напилюванні. Глибина дефектного шару Т також залежить від способу нанесення покриття. Найменша глибина дефектного шару при плазмовому напилюванні, найбільша - при наплавлюванні в середовищі вуглекислого газу.

Параметри Rz, Т, с при механічній обробці можна використати за даними літературних джерел [4]. На основі розрахованих припусків встановлено залежність штучно-калькуляційного часу від способу нанесення покриття та відповідної механічної обробки, що виконується на подальших операціях.

За формулою (1) визначено собівартість виконання операцій нанесення покриття для різних способів та подальшої механічної обробки.

Встановлено витрати матеріалу на нанесення покриття при використанні різних способів. Розподіл основних статей витрат у відносній собівартості відновлення наведено на рисунку 2.

Рисунок 2 - Розподіл статей у відносній собівартості відновлення, %

а) плазмове напилювання; б) наплавлювання в середовищі вуглекислого газу;

в) наплавлювання під шаром флюсу; г) наплавлювання порошковим дротом

Так витрати на матеріали для різних способів нанесення покриття складають 30 - 52%, витрати на електроенергію - 3 - 5%; витрати на заробітну плату 15 - 25% та загальновиробничі витрати - 24 - 41% . Проведені дослідження та розрахунки дозволили визначити сумарні витрати при використанні запропонованих способів нанесення покриття (рис.3).

Рисунок 3 - Співвідношення собівартістей відновлення, %

Висновки

1. Раціональним способом відновлення за технічними показниками є плазмове напилювання, яке викликає мінімальні структурно-фазові перетворення, мінімальні витрати на механічну обробку та найменшу товщину шару, який потрібно нанести. Недоліки такі: проблеми зі зчепленням покриття та основи, висока вартість процесу, та дорогі матеріали.

2. За міцністю зчеплення основи й покриття найкращим є наплавлювання, але воно має такі недоліки: великі припуски, великі витрати матеріалів і часу на механічну обробку.

3. Під час вибору методу відновлення з точки зору службового призначення деталі слід керуватися:

а) можливою товщиною та якістю покриття;

б) величиною термічного впливу та спотвореннями профілю деталі.

4. Встановлено, що найбільша відносна собівартість нанесення покриття при плазмовому напилюванні, найменша - при наплавлюванні під шаром флюсу (на 34% менше).

Список літератури

1. www.durmat.com/PDF-Files/d_auftragschweissen.pdf

2. Bach F.-W. Moderne Beschichtungsverfahren / F.-W. Bach, K. Mцhwald, A. Laarmann, Th. Wenz. - Darmstadt: Betz-Druck GmbH, 2005. - 350S

3. Корж В.М. Нанесення покриття /В.М. Корж, В.Д. Кузнецов, Ю.С.Борисов, К.А. Ющенко. - К.: Арістей, 2005. - 2004с.

4. Руденко П.О. Проектування технологічних процесів в машинобудуванні / П.О. Руденко. - К.:Вища шк.,1993.- 414с.

5. Савуляк В.І. Визначення складових припуску на механічну обробку отворів у заготовках з наплавлюванням функціональних покриттів / В.І. Савуляк, С.А. Заболотний, О.В. Шаповалова, В.Й Шенфельд // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії. - Краматорськ, 2011. - №1(22),- с.148-150.

Размещено на Allbest.ru