Выбор рационального способа восстановления детали

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 10Следующая ⇒

Выбор способа восстановления деталей зависит от их конструктивно-технологических особенностей, а также условий работы, износа, технологических свойств самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных деталей и стоимость восстановления.

Существует несколько методик выбора рационального способа восстановления.

Методика, предложенная В.А. Шадричевым, основана на последовательном применении трех критериев — применимости, долговечности и экономичности. В дальнейшем она была конкретизирована, усовершенствована М.А. Масино и приведена к виду, удобному для практического применения.

Согласно рассматриваемой методике выбираемый способ восстановления СВ выражается как функция трех коэффициентов

СВ = f(Kп, Кд, Кэ), (10.3)

где Кп — коэффициент применимости способа, учитывающий технологические, конструктивные и эксплуатационные особенности восстанавливаемой детали, а также технические характеристик и способа восстановления (табл. 10.2, 10.3);

Кд — коэффициент долговечности (табл. 10.4);

Кэ—коэффициент технико-экономической эффективности способа восстановления, характеризующий его производительность и экономичность (табл. 10.5, 10.6).

Коэффициент долговечности К_д определяется как функция трех аргументов:

К_д=f(К_и К_в К_с), (10.4)

где Ки, Кв, Кс — коэффициенты износостойкости, выносливости и сцепления соответственно (см. табл. 10.4).

Значения коэффициентов износостойкости, выносливости и сцепления определяются на основании сравнительных стендовых и эксплуатационных испытаний новых и восстановленных деталей. Коэффициент долговечности в общем случае равен произведению трех коэффициентов.

Коэффициент технико-экономической эффективности Кэ рассчитывается по формуле

Кэ=КпрЭ, (10.5)

где К_пр — коэффициент производительности (табл. 10.5);

Э —относительная экономичность способа, равная отношению себестоимости восстановления детали по эталонному варианту к себестоимости восстановления i-м способом.

Технические характеристики способов восстановления деталей

Таблица 10.2

Оценочный показатель

РР

ДРД

пдг (ПДХ)

РДС (РДН)

РГС (РГН)

АДС (АДН)

НСФ

ВДН

НУГ (СУГ)

КК (СМ)

ЭМО

Виды металлов и сплавов, по отношению к которым применим способ

Сталь, ковкий и серый чугун

Все ма-териалы

Сталь

Все ма-териалы

Алюми-ниевые сплавы

Сталь

Сталь, ковкий и серый чугун

Сталь

Сталь, серый чугун

Все ма-териалы

Сталь

Применимость способа по отношению к деталям, испытывающим знакопеременные нагрузки

Минимальный диаметр деталей класса «Круглые стержни», мм

10...12

35...45

15...18

10...12

15...18

Минимальный диаметр деталей классов «Корпусные детали» и «Полые цилиндры», мм

Не ограничен

45...50

40...50

Наименьшая толщина покрытия, мм

1, 0...1, 5

1, 0

1, 5...2, 0

0, 5...1, 0

Не огра-ничена

0, 03...0, 4

0, 2

Наибольшая толщина покрытия, мм

—

5, 0...6, 0

3, 0...5, 0

4, 0...5, 0

0, 4

Снижение усталостной прочности, %

25...40

Применимость различных способов восстановления для типовых

соединений автомобильных деталей

Таблица 10.3

Способ восстановления	Тип соединения деталей
Вал- подшипник скольжения	Вал- подшипник качения	Вал-уплот-нение	Шлицевое соединение	Цапфа- втулка	Барабан-тормозная колодка
Наплавка: под слоем флюса в защитных газах порошковыми проволоками вибрирующим электродом в жидкости плазменная электроконтактная электродными лентами электрошлаковая	+ + + - (+) (+) - -	(+) + + + + (+) - -	(+) + + + + (+) - -	(+) + (+) - - - - -	(+) + + (+) + (+) - -	+ + + - - - (+) (+)
Хромирование	(+)	(+)	(+)	-	(+)	-
Железнение	(+)	(+)	(+)	-	(+)	-
Металлизация	(+)	+	+	-	(+)	-
Электроискровое наращивание	(+)	(+)	(+)	-	-	-
Электромеханическая обработка	-	+	-	-	-	-
Заливка жидким металлом	-	-	-	-	-	(+)
Постановка дополнительной ремонтной детали	-	(+)	-	-	-	-
Применение полимеров	-	(+)	-	-	-	-

Примечание. «+»-широкое применение способа; «(+)»-ограниченное применение способа; «-»-применение способа не рекомендуется.

Оценочные показатели способов восстановления деталей

Таблица 10.4

Оценочный показатель	РДС (РДН)	РГС (РГН)	АДС (АДН)	НУГ (СУГ)	НСФ	ВДН	X	Ж	ЭМО	М	КК(СМ)	ПДГ (ПДХ)	РР	ДРД
Восстановление размера и посадки	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	_	±
Коэффициент износостойкости КИ	0, 70	0, 70	0, 70	0, 72	0, 91	1, 00	1, 67	0, 95	1, 10	1, 30	1, 20	1, 00	0, 95	0, 90
Коэффициент выносливости Кв	0, 60	0, 70	0, 70	0, 90	0, 87	0, 62	0, 97	0, 83	1, 00	0, 80	0, 70	0, 90	0, 90	0, 90
Коэффициент сцепления Кс	1, 00	1, 00	1, 00	1, 00	1, 00	1, 00	0, 82	0, 70	1, 00	0, 50	0, 70	1, 00	1, 00	1, 00
Коэффициент долговечности Кд	0, 42	0, 49	0, 49	0, 65	0, 79	0, 62	1, 33	0, 60	1, 10	0, 52	0, 59	0, 90	0, 86	0, 81
Толщина покрытия, мм	5, 0	3, 0	4, 0	2, 0...3, 0	3, 0...4, 0	2, 0...3, 0	0, 3	0, 5	0, 2	1, 5	3, 0	2, 0	0, 2	5, 0
Расход материалов, кг/ м2	48, 0	38, 0	36, 0	30, 0	38, 0	31, 0	21, 2	23, 3	—	25, 0	10, 0	3, 5	2, 5	78, 0
Трудоемкость восстановления, н.-ч/м2	60, 0	72, 0	56, 0	28, 0	30, 0	32, 0	54, 6	18, 6	9, 0	24, 0	15, 9	36, 2	16, 7	48, 0
Энергоемкость восстановления, кВт • ч/м2	580, 0	80, 0	520, 0	256, 0	286, 0	234, 0	324, 0	121, 0	188, 0	140, 0	20, 0	126, 0	97, 0	129, 0
Стоимость оборудования, тыс. руб.	1000, 0	900, 0	1600, 0	8500, 0	9200, 0	7200, 0	8200, 0	8200, 0	2600, 0	4000, 0	2000, 0	7600, 0	7000, 0	2500, 0
Себестоимость восстановления, тыс. руб./м2	97, 5	117, 0	91, 4	45, 5	48, 7	52, 0	88, 5	30, 2	14, 6	57, 0	30, 0	58, 8	27, 2	24, 2
Площадь, занимаемая оборудованием, м2	1, 7	1, 8	3, 0	13, 6	13, 6	11, 2	15, 2	15, 2	3, 0	12, 1	3, 0	11, 7	11, 0	4, 0
Масса оборудования, т	0, 7	0, 6	0, 8	7, 5	7, 5	6, 4	4, 4	4, 4	2, 5	2, 9	0, 5	7, 5	6, 0	2, 8

Примечание. РР — обработка под ремонтный размер; ДРД — постановка дополнительной ремонтной детали; ПДГ (ПДХ) — пластическое деформирование горячее (холодное); РДС (РДН) — ручная дуговая сварка (наплавка); РГС (РГН) — ручная газовая сварка (наплавка); АДС (АДН) — аргонодуговая сварка (наплавка); НСФ — наплавка под слоем флюса; ВДН — вибродуговая наплавка; НУГ (СУГ) — наплавка (сварка) в среде углекислого газа; X — хромирование; Ж — железнение; KK (СМ) — нанесение клеевых композиций (синтетических материалов); М — металлизация; ЭМО — электромеханическая обработка.

Технико-экономические показатели способов нанесения покрытий

Таблица 10.5

Способ нанесения покрытия	Производительность способа	Толщина наносимого покрытия, мм	Припуск на меха-ническую обработку, мм	Доля основного металла в нанесенном покрытии, %	Прочность сцеп-ления, МПа	Деформация детали после наращивания	Минима-льный диаметр детали, мм	Снижение сопротив ления усталости, %	Коэффициент производи-тельности К*р	Коэффициент технико-эконо- мической эффективности К*
кг/ч	см2/мин
Наплавка: под слоем флюса вибродуговая в среде углеки-слого газа электроконтактная порошковыми проволоками ручная газовая плазменная ручная дуговая аргонно-дуговая	2.0-15.0 0.5-4.0 1.5-4.5 1.0-2.8 2.0-9.0 0.15-2.0 1.0-12.0 0.4-4.0 0.3-3.6	16-24 8-22 18-36 50-90 16-36 1-3 45-72 8-14 12-26	0.8-10.0 0.3-3.0 0.5-3.5 0.2-1.5 1.0-8.0 0.4-3.5 0.2-5.0 0.5-4.0 0.2-2.5	0.8-1.5 0.7-1.3 0.7-1.3 0.2-0.5 0.6-1.2 0.4-0.8 0.4-0.9 1.1-1.7 0.4-0.9	27-60 8-20 12-45 Отсутствует 12-35 5-30 5-30 20-40 6-25		Значительная Незначительная Значительная Незначительная Значительная То же Незначительная Значительная Незначительная	- -		1.62-1.45 0.85-0.72 1.82-1.77 2.30-2.10 1.75-1.54 0.73-0.58 2.20-1.90 1.00 2.10-1.70	0.436 0.250 0.403 0.660 0.400 0.138 0.560 0.314 0.171
Металлизация: газопламенная плазменная	0.4-4.0 0.8-12.0	35-80 40-90	0.2-2.0 0.2-3.0	0.3-0.7 0.08-0.06	Отсутствует То же		Отсутствует То же			1, 68...1, 47 1, 76...1, 68	0, 390 0, 400
Хромирование	0.007-0.085	40-60	0.01-0.30	0.3-0.06	Отсутствует		Отсутствует			0, 32...0, 22	0, 087
Железнение	0.011-0.900	100-150	0.1-3.0	0.15-0.2	Отсутствует		Отсутствует			1.93-1.77	0.637

Коэффициенты технико-экономической эффективности К_э

Таблица 10.6

Способ восстановления	К_э
Обработка под ремонтный размер	0, 875
Постановка дополнительной ремонтной детали	0, 350
Пластическое деформирование горячее/холодное	0, 945/0, 345
Ручная дуговая сварка (наплавка)	0, 314
Ручная газовая сварка (наплавка)	0, 138
Аргонодуговая сварка (наплавка)	0, 171
Наплавка под слоем флюса	0, 436
Вибродуговая наплавка	0, 250
Наплавка (сварка) в среде углекислого газа	0, 403
Дуговая металлизация	0, 400
Железнение на переменном/постоянном токе	0, 637/0, 558
Хромирование	0, 087
Нанесение клеевых композиций (синтетических материалов)	0, 455

Рассматриваемая методика выбора рационального способа восстановления детали состоит из трех этапов:

1.Определение принципиальной возможности применения различных способов восстановления конкретных деталей с учетом их конструкции, материала и производственных возможностей авторемонтной организации.

Для этого рассматривают различные способы восстановления и выбирают те из них, которые удовлетворяют необходимому значению коэффициента применимости Кп. Однако коэффициент применимости выражен оценочными показателями и является предварительным, поскольку с его помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления детали, если этих способов несколько. Решая вопрос о применимости того или иного способа ремонта, надо использовать данные авторемонтных предприятий, источники информации

Применимость способов восстановления конкретных деталей оценивается по данным

таблиц. 10.2, 10.3.

2. Выбор из числа применимых тех способов восстановления конкретных деталей, которые обеспечивают последующий межремонтный ресурс восстановленных деталей, т.е. удовлетворяют значению коэффициента долговечности Кд (табл. 10.4).

Чтобы обеспечить работоспособность детали на весь межремонтный пробег агрегата, применяемый способ восстановления должен иметь значение Кд в пределах 0, 8... 1, 0.

Выбор такого способа восстановления конкретных деталей с высоким коэффициентом долговечности, который имеет наибольшее значение коэффициента технико-экономической эффективности Кэ (табл. 10.5, 10.6).

Проводя анализ возможных способов устранения каждого дефекта детали, надо учитывать их преимущества и недостатки.

Выбор способов восстановления деталей по другой методике производится по удельным показателям на 1дм² поверхности: удельные энергозатраты, расход материалов на восстановление единицы поверхности, трудоемкость и себестоимость восстановления и др.

Таким образом, при выборе рациональной технологии восстановления конкретных деталей необходимо предусмотреть решение комплекса задач, отражающих реальные условия производственной деятельности авторемонтной организации, форму организации производства, учитывающей объем ремонта и конструктивно- технологическую характеристику восстанавливаемых деталей, транспортные затраты, расход материалов, всех видов энергии, стоимость оборудования и т.п.

При восстановлении деталей должно быть обеспечено основное техническое требование долговечности: минимальный ресурс восстановленных деталей должен быть не ниже межремонтного ресурса работы автомобиля. Следует также иметь в виду, что устранять сразу несколько дефектов конкретной детали целесообразно одним способом с целью сокращения маршрута восстановления.

Выбор рационального способа восстановления детали может быть представлен в курсовом проекте в виде таблицы (пример 10) или обоснован (пример 11).

Пример 10

Таблица 6 — Выбор рационального способа восстановления детали

Номер и наименование дефекта	Применимый способ восстановления	Коэффициент	Принятый способ ремонта
долговечности	технико- экономической эффективности

Пример 11

Потенциально возможными способами восстановления размера стержня толкателя клапана, изготовленного из стали 35, диаметром 20 мм, имеющего износ 0, 16 мм, не испытывающего значительных и знакопеременных нагрузок, являются: обработка под ремонтный размер, наплавка в среде углекислого газа, вибродуговая наплавка, хромирование, железнение (см. табл. 10.5, 10.6)

Значения коэффициента долговечности возможных способов восстановления следующие (см. табл. 10.2)

обработка под ремонтный размер	0, 86
наплавка в среде углекислого газа	0, 65
вибродуговая наплавка	0, 62
хромирование	1, 33
железнение	0, 60

Из-за большого износа стержня толкателя клапана обработка под ремонтный размер неприемлема. Наибольший коэффициент долговечности имеет наплавка в среде углекислого газа, вибродуговая наплавка и хромирование, однако ввиду небольшого диаметра стержня толкателя и с учетом коэффициента технико-экономической эффективности (см. табл. 10.4) рациональным способом восстановления является железнение (Кэ = 0, 637), которое и принимаем окончательно для восстановления размера стержня толкателя клапана

Выбор технологических баз

Правильное взаимодействие деталей в агрегате достигается соблюдением при их изготовлении или ремонте требуемой точности не только размеров, качества обработки поверхностей, но и взаимного расположения осей и отдельных поверхностей. Все это зависит от правильности выбора технологических баз при механической обработке детали.

Технологическая база — это поверхность (ось, точка) детали, посредством которой производится ее ориентация на станке или в приспособлении относительно режущего инструмента.

При выборе технологических баз необходимо руководствоваться следующими правилами:

базовые поверхности должны быть наиболее точно расположены относительно обрабатываемых поверхностей;

при обработке поверхностей деталей желательно соблюдать принцип постоянства баз, т.е. за технологические базы принимать поверхности, при установке на которые можно обработать все поверхности детали;

установку ремонтируемой детали на станке желательно производить по тем же базам, которые были приняты при изготовлении;

при повреждении базовых поверхностей механическую обработку детали следует начинать с восстановления технологических баз;

установка детали должна производиться по менее изношенным поверхностям;

при отсутствии технологической базы, принятой при изготовлении детали, в качестве ее необходимо выбирать те поверхности, которые определяют положение детали в агрегате (конструкторские базы); при этом нужно стремиться, чтобы технологическая база совпадала с измерительной базой (принцип единства баз);

если не предоставляется возможным обеспечить постоянство базы, в качестве новой технологической базы следует выбирать обработанные поверхности, обеспечивающие необходимую жесткость детали при ее обработке.

Базы, отвечающие вышеперечисленным требованиям, обеспечат точность механической обработки детали за счет исключения из общей погрешности обработки погрешности базирования.

В качестве технологической базы при механической обработке принимают:

для деталей класса «Корпусные детали» — основную плоскость и два отверстия, расположенные на ней;

для деталей класса «Круглые стержни» — центровые отверстия, реже — наружные поверхности;

для деталей класса «Полые цилиндры» — внутренние и наружные цилиндрические поверхности и их торцы;

для деталей класса «Диски» — наружные и внутренние цилиндрические поверхности, торец;

для деталей класса «Некруглые стержни» — поверхности стержня и головки, а затем отверстие и обработанные поверхности головки.

В данном пункте курсового проекта необходимо указать поверхности детали, являющиеся технологическими базами при восстановлении каждой из поверхностей и требующие ремонта, их полное наименование согласно классификации. Кроме этого, следует обозначить на эскизе детали поверхности, выбранные в качестве технологических баз, буквами А, Б, В и т.д. (пример 12)

Пример 12

В качестве технологических баз при механической обработке посадочных поверхностей В и Г гильзы принимаем ее внутреннюю поверхность А (явная двойная направляющая база) и торец Б (явная опорная база), а для обработки внутренней поверхности А используем восстановленные наружные посадочные поверхности Б и Г (явная двойная направляющая база) и торец буртика Д (явная опорная база).

Поверхности детали, выбранные в качестве технологических баз, обеспечивают соблюдение принципов постоянства и единства баз, так как... Они также являлись технологическими базами при изготовлении гильз.

Рисунок 1 Схема базирования гильзы цилиндра

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒