Проектирование технологического процесса восстановления изношенной детали – валика масляного насоса

       Маршрутная  карта восстановления детали в курсовом проекте разрабатывается на устранение всех основных дефектов.

       В маршрутной карте приняты следующие основные обозначения и служебные символы:

       В строке А – указание о цехе, участке, рабочем месте (РМ), операции;

       В строке В – указание об оборудовании, степени механизации (СМ), профессии  по классификатору ОКПДТР (проф.), разряде  работы (Р), условиях труда (УТ), количестве исполнителей (КР), количестве одновременно обрабатываемых деталей (КОИД), единицах нормирования, на которые установлена норма времени, объёме производственной партии в штуках (ОП), коэффициенте штучного времени при многостаночном обслуживании (К_шт), подготовительно-заключительном Т_пз и штучном времени (Т_шт);

       В строке М – информация о применяемом  материале с указанием наименования и кода материала, обозначения подразделений, откуда поступают детали (ОПП), коде единицы величины (ЕВ), единицах нормирования (ЕН), количестве изделий (КИ) и нормах расхода (Н.расх).

       В маршрутной карте отражаются все  операции технологического процесса, начиная с очистки детали, дефекации  и т.д., включая механическую обработку, контроль. Операции нумеруют цифрами, кратными пяти (005, 010, 015 и т.д.).

       При назначении последовательности выполнения операций необходимо исходить из следующих положений:

• тепловые операции (кузнечные, сварочные, наплавочные и т.д.) выполняются в первую очередь, так как при этом, вследствие остаточных внутренних напряжений, возникает деформация деталей;

• операции, при выполнении которых производится съём металла большой толщины, также  выполняются в числе первых, так  как при этом выявляются всевозможные внутренние дефекты;
• если при восстановлении детали применяется термическая обработка, то операции выполняются в такой последовательности: черновая механическая, термическая, чистовая механическая;
• не рекомендуется совмещать черновые и чистовые операции, так как они выполняются с различной точностью;
• в последнюю очередь выполняются чистовые операции.

       Если  у детали изношены установочные базы, их восстанавливают в первую очередь.

       В графе «код, наименование дефекта» после наименования конкретного дефекта, в скобках указывают номер дефекта, занесённый в карту эскизов.

       В графе «РЧ» записывают номинальное  значение контролируемого параметра  по конструктивному или нормативно-техническому документу, в графе «ДР» - допустимое значение контролируемого параметра. В графе «СТО» указывают наименование применяемых средств контроля.

       Операционные  карты предназначены для описания технологических операций с указанием  переходов, режимов обработки, данных о средствах технологического оснащения, норм штучного времени выполнения операции и переходов.

       Служебные символы и обозначения, принятые в операционных картах, не отмеченные ранее:

       О – содержание операции (перехода);

       Т – информация о применяемой при  выполнении операции технологической оснастки, записываемой в следующем порядке:

• приспособления;
• вспомогательный инструмент;
• режущий инструмент;
• средства  измерения.

       Р – режим обработки.

       Запись  информации со служебными символами  М, О, Т, и Р выполняют на всей длине строки с возможностью переноса информации на последующие строки.

       В операционных картах после наименования операции (перехода) могут записываться технические требования, относящиеся к выполняемой операции (переходу). Номера переходов в операционных картах обозначают арабскими цифрами в технологической последовательности.

       Запись  переходов необходимо выполнять  кратко с указанием метода обработки, выраженной глаголом в повелительном наклонении, и поверхности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


       

       

5. РЕЖИМЫ  МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ  ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ

 


       Механическая  обработка восстанавливаемых деталей  характеризуется определёнными  особенностями, заключающимися в высокой твёрдости, неравномерности распределения припуска на обработку, неоднородности свойств обрабатываемой поверхности.

       Основными видами обработки при различных  методах восстановления являются токарная и шлифовальная. Токарная обработка применяется в большинстве случаев тогда, когда после восстановления размеров одним из способов (наплавка, напыление, электрические покрытия), припуск на обработку превышает 0,25 мм на сторону, а твёрдость нанесённого покрытия менее HRC 35…40.

       При этом, в качестве режущего инструмента используют, как правило, резцы с пластинками из твёрдого сплава.

       Шлифование  применяют тогда, когда твёрдость  обрабатываемой поверхности превышает HRC 35…40, или когда нужно получить высокую точность обработки и малую шероховатость поверхности. Шлифование применяют либо сразу после покрытия, либо после предварительной токарной обработки. 
 
 
 
 
 
 
 
 


       

       

       

       В таблицах 2 и 3 приведены режимы обработки поверхностей.

Таблица 2 - Режимы шлифовальной обработки восстанавливаемой детали

Способ  восстановления	Вид обработки	Материал  шлифрвального круга	Режимы  обработки
			Скорость  вращения круга vк, м/с	Скорость вращения детали vд, м/мин	Продоль-ная  подача камня, м/мин	Глубина резания, мм
Наплавка	Черновая	Нормальный  электрокорунд, зернистость 40…50, твёрдость СТ…СТ1, связка керамическая	25…30	10…15	0,7…1,2	0,01… 0,05
	Чистовая	Белый электрокорунд, зернистость 25…40, твёрдость СМ2…СМ1, связка керамическая	30…32	12…15	0,4…0,7	0,008… 0,01

 


Таблица 3 - Режимы токарной обработки восстанавливаемой детали

Способ  востановления	Вид обработки	Материал  инструмента	Режимы  резания
			Скорость  резания v, м/мин	Подача S, мм/об	Глубина обработки t, мм
Наплавка	Черновая	Т15К6, Т14К8, ВК6, ВК8	46 27,5 19,0	0,2 0,3 0,4	1,0 2,0 3,0
	Чистовая	Т15К6, Т14К8, ВК3, ВК6, ВК8	138 104 67	0,15 0,20 0,30	0,25 0,50 0,75

 
 
 
 
 
 
 
 
 


6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ

       Норма времени  выполнения операции в общем случае слагается из следующих элементов затрат [1]:

                                  

,                             (14)

       где - основное время, т.е. время, в течение которого происходит изменение размеров, формы, свойств, внешнего вида обрабатываемой детали, мин; - вспомогательное время, т.е. время, затрачиваемое на действия, обеспечивающие выполнение основной работы (закрепление и снятие детали со станка, измерение детали и т.д.), мин; - дополнительное время, затрачиваемое на организацию и обслуживание рабочего места, перерыва на отдых и естественные надобности исполнителя, мин.; - подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение задания, ознакомление с работой, подготовка рабочего места, наладка оборудования, сдачу изготовленного изделия (даётся на партию деталей), мин.; - количество обрабатываемых деталей в партии, шт.

       В технологических картах обычно проставляется  штучное время  и подготовительно-заключительное время [1]: 


       

     (15) 


       Основное  время  определяется по следующим формулам:

• при токарной обработке [1]

    

,     (16) 
 


       

       

       

       

г

д

е

-

д

и

а

м

е

т

р

 

о

б

р

а

б

а

т

ы

в

а

е

м

о

й

 

п

о

в

е

р

х

н

о

с

т

и

,

 

м

м

;

L

–

 

д

л

и

н

а

 

о

б

р

а

б

а

т

ы

в

а

е

м

о

й

 

п

о

в

е

р

х

н

о

с

т

и

 

д

е

т

а

л

и,

м

м;

-

ч

и

с

л

о

 

п

р

о

х

о

д

о

в

 

д

л

я

 

с

н

я

т

и

я

 

п

р

и

п

у

с

к

а

;

-

с

к

о

р

о

с

т

ь

 

р

е

з

а

н

и

я

,

 

м

/

м

и

н

;

 

-

п

о

д

а

ч

а,

м

м/

о

б.

• при шлифовальных работах [1]:

    

,     (17)

       

г

д

е

-

д

л

и

н

а

 

о

б

р

а

б

а

т

ы

в

а

е

м

о

й

 

п

о

в

е

р

х

н

о

с

т

и

,

 

м

;

 

-

ч

и

с

л

о

 

п

р

о

х

о

д

о

в

,

ш

т

;

-

п

р

о

д

о

л

ь

н

а

я

 

п

о

д

а

ч

а

 

к

а

м

н

я

,

 

м

/

м

и

н

;

 

-

к

о

э

ф

ф

и

ц

и

е

н

т

 

з

а

ч

и

с

т

н

ы

х

 

х

о

д

о

в (

п

р

и

н

и

м

а

е

т

с

я

1,2

…

1,7);

• при гальванических работах [1]:

     

                                           

                                             (

18

)

     

г

д

е

h

-

т

о

л

щ

и

н

а

 

п

о

к

р

ы

т

и

я

,

м

м

;

g

-

у

д

е

л

ь

н

а

я

м

а

с

с

а

 

о

с

а

ж

д

а

е

м

о

г

о

 

м

е

т

а

л

л

а

,

г

/

с

м

³

;

Д

_к

-

к

а

т

о

д

н

а

я

 

п

л

о

т

н

о

с

т

ь

 

т

о

к

а

,

А

/

д

м

²

;

с

 

-

э

л

е

к

т

р

о

х

и

м

и

ч

е

с

к

и

й

 

э

к

в

и

в

а

л

е

н

т

 

о

с

а

ж

д

а

е

м

о

г

о

м

е

т

а

л

л

а

,

г

/

А

·

ч

;

h

-

в

ы

х

о

д

 

м

е

т

а

л

л

а

 

п

о

 

т

о

к

у

, %.

[1]:

     

                                         

                     

              (

19

)

     

г

д

е

п

_Д

-

к

о

л

и

ч

е

с

т

в

о

 

д

е

т

а

л

е

й

 

п

р

и

 

о

д

н

о

й

 

з

а

г

р

у

з

к

е

 

в

а

н

н

ы

;

 

п

_В

-

к

о

л

и

ч

е

с

т

в

о

 

в

а

н

н;

к

_в

-

к

о

э

ф

ф

и

ц

и

е

н

т

 

и

с

п

о

л

ь

з

о

в

а

н

и

я

 

в

а

н

н

,

п

р

и

н

и

м

а

е

т

с

я

 

р

а

в

н

ы

м

0,65... 0,75.             

       

В

с

п

о

м

о

г

а

т

е

л

ь

н

о

е

в

р

е

м

я

 

 

в

 

з

а

в

и

с

и

м

о

с

т

и

 

о

т

 

п

р

и

м

е

н

я

е

м

о

й

 

т

е

х

н

о

л

о

г

и

ч

е

с

к

о

й

 

о

с

н

а

с

т

к

и

б

е

р

у

т

 

в

 

п

р

е

д

е

л

а

х

о

т 2

д

о 12

м

и

н

,

д

о

п

о

л

н

и

т

е

л

ь

н

о

е

в

р

е

м

я

 

 

о

п

р

е

д

е

л

я

е

т

с

я

 

п

о

 

ф

о

р

м

у

л

е

[1]

: 

             (20) 

       

П

о

д

г

о

т

о

в

и

т

е

л

ь

н

о-

з

а

к

л

ю

ч

и

т

е

л

ь

н

о

е

в

р

е

м

я

 

 

п

р

и

н

и

м

а

е

т

с

я

 

р

а

в

н

ы

м

15

…

2

0

м

и

н

.

 

н

а

п

а

р

т

и

ю

д

е

т

а

л

е

й

.

      

-

п

р

и

 

т

о

к

а

р

н

о

й

 

о

б

р

а

б

о

т

к

е

:

      

П

о

в

е

р

х

н

о

с

т

ь

А

:             

 

м

и

н

 

м

и

н

 

м

и

н 

      

П

о

в

е

р

х

н

о

с

т

ь

Б

:               

 

 

м

и

н

 

м

и

н

 

м

и

н

      

П

о

в

е

р

х

н

о

с

т

ь

В

:             

 

м

и

н

 

м

и

н

 

м

и

н 

      

-

п

р

и

ш

л

и

ф

о

в

а

л

ь

н

ы

х

 

р

а

б

о

т

а

х

:

      

 

П

о

в

е

р

х

н

о

с

т

ь

 

А

:

               

 

м

и

н

        

 

м

и

н

 

м

и

н

      

 

П

о

в

е

р

х

н

о

с

т

ь

 

В

:

             

 

м

и

н

 

м

и

н

 

м

и

н 
 
 
 
 
 

       

       

7  РАЗРАБОТКА МАРШРУТОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

       

В зависимости  от масштабов производства (единичное, мелкосерийное, серийное, массовое), восстановление деталей может быть организовано по подефектной или маршрутной технологиям.

       

Подефектная технология характеризуется тем, что изношенные детали формируются в небольшие партии для устранения каждого отдельного дефекта. После устранения дефекта эта партия распадается. Такая форма организации имеет ряд существенных недостатков и применяется только на предприятиях с небольшими объёмами восстановления.

       

Маршрутная технология характеризуется тем, что партия деталей, скомплектованная для определённого технологического маршрута, не распадается в процессе её восстановления, а сохраняется от начала и до конца маршрута.

       

В общем случае количество технологических маршрутов  восстановления может изменяться от одного, когда все изношенные детали с любым сочетанием дефектов объединяются в единый маршрут, до числа сочетаний дефектов, когда детали с каждым отдельным сочетанием дефектов формируется в отдельный маршрут.

       

Изменение числа  технологических маршрутов восстановления в значительной мере влияет на эффективность производства.

       

Увеличение числа  маршрутов требует увеличения площадей для хранения деталей, ожидающих ремонта, так как одновременно будет формироваться сколько партий деталей, сколько принято технологических маршрутов, а также увеличения затрат, связанных с усложнением организации и управления производством. 
 
 


       

       

       

Снижение количества маршрутов, наоборот, сокращает время  на комплектование производственной партии деталей, а следовательно, снижает потребности в производственных площадях, но в этом случае в каждый технологический маршрут объединяются детали с различными сочетаниями дефектов, а это значит, что в маршрут включаются детали как бы с «несуществующими» дефектами.

       

При формировании технологических маршрутов восстановления обычно руководствуются следующими положениями:

• сочетание дефектов по каждому маршруту должно быть устойчивым;
• число маршрутов по каждой ремонтируемой детали должно быть минимальным;
• в составе маршрута должно быть как можно меньше «несуществующих» дефектов;
• маршруты должны обеспечивать экономическую целесообразность их реализации.

       

Учитывая эти  требования, обычно изношенные детали формируются в 2…4 маршрута.

       

Составим схему  восстановления:

 


Рисунок 2 - Схема технологического процесса восстановления валика

8  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 


       

Экономическую эффективность от восстановления деталей  определяем по формуле [1]:

       

,                                 (21)

где: – экономическая эффективность от восстановления деталей, руб.; , – цена новой и восстановленной деталей, руб.; , – ресурсы новой и восстановленной деталей, ч; , – остаточная стоимость после эксплуатации новой и восстановленной деталей, руб.

       

Из этой формулы  следует, что экономически целесообразно  восстанавливать детали, для которых > 0. Если принять, что , а отношение представить как коэффициент долговечности восстановленной детали, соотношение цен новой и восстановленной деталей должно удовлетворять выражению [1]:

       

  > 0;                                         (22)

       

или

       

< .                                             (23)

       

В условиях рыночной экономики, как новые так и  восстанавливаемые детали реализуются потребителю по договорной цене. Однако для предприятия очень важно определить возможные максимальную и минимальную цены на восстановленную деталь, при которых с одной стороны, потребитель был бы заинтересован приобрести её вместо новой детали, а с другой стороны, восстановление её обеспечивало хотя бы минимальную прибыль. 


       

       

       

Максимальную  цену для потребителя можно определить из выражения (23) [1]:

       

< .                                         (24)

       

Минимальную цену для производителя можно определить по формуле [1]:

       

, руб.                                    (25)

где: – заводская себестоимость восстановления детали, руб.;                     – планируемая балансовая прибыль, руб.

       

В зависимости  от числа дефектов и их сочетаний  заводская себестоимость восстановления конкретных деталей одного наименования будет различной.

       

В общем случае заводская себестоимость восстановления детали определяется из выражения [1]:

       

, руб.                                 (26)

где: – себестоимость восстановления деталей одного наименования, имеющих различное сочетание дефектов, руб.; – стоимость дополнительных работ, которые необходимо выполнить при восстановлении любого сочетания дефектов (очистка, дефектация), руб.; – затраты на приобретение ремонтного фонда, руб.

       

В свою очередь    определяется из выражения [1]:

       

 руб.,                  (27)

где: , … – себестоимость восстановления деталей с 1-м, 2-м … j-м сочетаниями дефектов; , … – коэффициенты повторяемости деталей с 1-м, 2-м … j-м сочетаниями дефектов.

       

Значение  принимается равным 0,1 себестоимости устранения всех возможных дефектов [1]:

       

.                                     (28)

       

Изношенные детали, поступающие от поставщиков ремонтного фонда (предприятий, торговых баз, обменных пунктов), учитывают при исчислении себестоимости восстановления деталей по договорной цене. При этом на практике обычно стоимость изношенных деталей (ремонтного фонда) устанавливается равной 0,1 от цены новой детали или по цене металлолома плюс 20 % [1]

       

 руб.                                         (29)

       

Прибыль определяется из выражения [1]:

       

 руб.,                                       (30)

где: – норма прибыли, в процентах.

       

Величина нормы  прибыли должна быть не ниже коэффициента эффективности вложений, равного процентной ставке за кредит, установленной Центральным банком РФ, увеличенной на коэффициент гарантии получения положительного эффекта.

       

При курсовом проектировании значение может приниматься в пределах 10…30%.

       

Определение экономической  целесообразности и эффективности восстановления валика, имеющего различные сочетания дефектов.

       

Цена валика на рынке руб.

       

Исходя из коэффициента долговечности восстановленного валика , ее максимальная цена может быть установлена не более

            

< руб.

       

Для определения  низшей цены валика определим среднюю себестоимость ее восстановления при различных сочетаниях дефектов.

      

Себестоимости восстановления отдельных поверхностей вала наплавкой в среде углекислого газа:

    поверхности  А –21,6  руб; поверхности Б – 56,47  руб; поверхности В – 23,55 руб;

      

Минимальная цена для производителя:

 

руб.

 руб.

      

Заводская себестоимость  восстановления:

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

руб.

 

руб.

      

    Рассчитываем  прибыль и минимальную цену  для производителя:

 руб.

 руб.

 руб.

 руб.

 руб.

 руб.

 руб.

      

Результаты расчёта  сводим в таблицу 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 


      

      

      

Таблица 4 – Технико-экономические показатели восстановления вала сцепления с различными сочетаниями дефектов.

№    п/п	Сочетания дефектов (изношенных поверхностей)	Коэффициент повторяемости сочетания дефектов	Заводская себестоимость восстановления  руб.	Расчётная цена восстановленной детали  руб.
1.    2.    3.    4.    5.    6.    7.	Поверхность А Поверхность Б Поверхность В Поверхности АБ Поверхности АВ Поверхности БВ Поверхности АБВ	0,068 0,153 0,108 0,017 0,012 0,027 0,003	89,762 124,632 91,712 146,232 113,312 148,182 169,782	171,71 149,55 110,05 175,47 135,97 177,81 203,73

 


      

Как видно из таблицы 4, в данном случае экономически целесообразно восстанавливать  детали, имеющие следующие сочетания  изнашиваемых поверхностей: 1,2,3,…7.

      

При восстановлении на предприятии вала сцепления с  сочетанием дефектов 1,2,3,…15 их средняя себестоимость составит:

 

руб.

      

 Минимально  возможная цена вала сцепления   может быть установлена на  уровне:

 

руб.

      

 Таким образом,  если ремонтное предприятие будет восстанавливать вал сцепления с сочетанием дефектов 1,2,3,…7 цена их реализации может колебаться от 134,1 руб. до 568,4 руб. 
 
 
 


ВЫВОДЫ

 


       

Восстановление  валика целесообразно. Этот вывод сделан в связи с тем, что все экономические показатели, рассчитанные в курсовом проекте, показывают, что стоимость восстановленной детали намного меньше стоимости новой детали. Благодаря тому, что стоимость восстановленной детали уменьшается, то и должны уменьшится затраты на запасные части на предприятиях.

      

Таким образом, если ремонтное предприятие будет  восстанавливать вал сцепления  с сочетанием дефектов 1,2,3,…7 цена их реализации может колебаться от 134,1 руб. до 568,4  руб. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


       

       

       

ЛИТЕРАТУРА 


1. В. С. Новиков, Н.А. Очковский, Н. Ф. Тельнов, К. А. Ачкасов. Под общей редакцией В. С. Новикова. «Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей». Методические рекомендации к курсовому и дипломному проектированию. М.: МГАУ, 1998. 52 с.
2. В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др.; Под ред. В.В. Курчаткина. Надёжность и ремонт машин М.: Колос, 2000. 776 с.
3. В. И. Черноиванов. Восстановление деталей машин. – М.: ГОСНИТИ, 1995.