Проектирование технологического процесса восстановления - Справочник технолога по ремонту электроподвижного состава

Глава 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ В производственном цикле ремонта ЭПС основным является технологический процесс восстановления деталей, агрегатов, сборочных единиц — комплекс способов и средств восстановления с регламентированной последовательностью технологических операций (рис. 10). Действующая техническая (технологическая) документация регламентирует способы восстановления деталей, допустимые пределы технологического характера, материалы и другие факторы. Однако в ней не прогнозируются эксплуатационные свойства деталей. Между тем практика эксплуатации ЭПС показывает, что применять следует только такие технологические процессы восстановления, которые с учетом эксплуатационных факторов и влияния на качество трибосопряжения со смежными деталями узла обеспечивают заданные характеристики надежности. Технологические процессы восстановления необходимо проектировать на научной основе с учетом изменения факторов производства, обновления ассортимента материалов, разработки новых методов восстановления, обработки и упрочнения. Это дает возможность получить вариантные решения с последующим выбором рационального. Структурная схема проектирования технологического процесса восстановления детали приведена на рис. 11. При назначении технологического процесса восстановления необходимо четко определить требуемые эксплуатационные свойства детали. Установлено, что между параметрами (факторами)технологического процесса восстановления и показателями надежности и долговечности имеется определенная функциональная взаимосвязь, что существуют критерии и измерители, управляя которыми можно прогнозировать и направленно формировать свойства восстановленной детали. Так, при восстановлении наплавкой основное внимание следует уделять направленному формированию химического состава присадочного металла, режимам процесса, от которых зависят основные критерии износостойкости — исходная структура и остаточные напряжения.   Рис. 10. Схема технологического процесса восстановления детали. Имея представление о характере износа сопряжения, предельном состоянии деталей и свойствах восстанавливающих материалов, можно назначить ряд способов восстановления и технологий (рис. 12). Основными параметрами технологического процесса являются обеспечение направленного формирования свойств восстанавливаемой детали, точность, надежность, производительность и экономичность, а также стабильность, социальная значимость, уровень автоматизации, технологическая трудоемкость и др. Направленное формирование свойств — это возможность с помощью назначенного технологического процесса придавать восстанавливаемой детали заранее обусловленные свойства, которые обеспечат заданный технический ресурс.   Рис. 11. Структурная схема проектирования технологического процесса восстановления детали. Направленное формирование свойств детали осуществляется применением легирующих присадок (марганца, хрома и др.) с учетом специфики эксплуатации и взаимодействия с контактирующими деталями узла. Точность технологического процесса [11] — один из критериев качества, определяемый точностью выполнения основных технологических операций (наплавки, механической обработки, монтажа и т. д.). Показатель качества технологической операции где Ki — единичные показатели; mt — коэффициенты весомости; п — число показателей. Для технологических операций по механической обработке коэффициент точности —поле рассеивания отклонений параметров обрабатываемых деталей и поля допуска 6 на параметр. Надежность технологического процесса — это его способность обеспечить определенные технической (технологической) документацией заданные выходные параметры в течение установленного периода времени и при определенных режимах, заданных условиями производства. Надежность технологического процесса как системы характеризуется надежностью его элементов — технологических операций. Коэффициент надежности технологической опeрации Кн.о. характеризует вероятность сохранения в заданных пределах в значение определенного времени значений основных параметров процесса П:    Рис. 12. Схема направленного формирования свойств восстановленной детали. Поскольку технологическая операция является независимым элементом системы, вероятность исполнения процесса в заданных пределах Ртп = — общее количество технологических операций, Р (А)-  вероятность выполнения операции на заданном уровне. Значение надежности технологического процесса зависит от ответственности восстанавливаемой детали. Для деталей, непосредственно влияющих на безопасность движения поездов, оно должно быть близким к 1, для прочих — составлять 0,95—0,98. При проектировании рационального трудового процесса предусматривают, главным образом, сокращение простоев по организационно-техническим причинам и меры по сокращению времени непроизводительного труда. Время восстановления сокращается за счет интенсификации технологического процесса, разработки и внедрения технически обоснованных норм. Стабильность технологического процесса — это стабильность точности, производительности, расхода материалов и энергии, различных показателей качества отремонтированных объектов. Различают технологическую и статистическую стабильность. Технологическая стабильность характеризуется расположением параметров всех отремонтированных деталей в пределах значений норм допусков и износов. Социальная значимость технологического процесса заключается в снижении монотонности труда, исключении вредных воздействий на организм работающего, создании комфортных условий для работы. Индустриальность технологического процесса заключается в его приспособленности к механизации и автоматизации работ, выполняемых на технологических операциях. Участие ручного труда должно быть наименьшим. Безопасность технологического процесса регламентируется требованиями соответствующих стандартов. Требования к безопасным приемам труда для каждой технологической операции устанавливаются в технологических картах на основании этих стандартов. Технико-экономическую задачу выбора способа восстановления детали решают в три этапа: определяют целесообразность восстановления детали или ее замены, рассматривают возможные технологические варианты и выбирают базовый, устанавливают оптимальный вариант технологического процесса восстановления путем сравнения с базовым.

При выборе оптимального способа восстановления необходимо: учитывать не только материал и свойства восстанавливаемой детали, но и аналогичные показатели детали, контактирующей с ней; определять возможность применения группового метода и централизации восстановления; сравнивать варианты по основным параметрам: экономичности, надежности и точности (сравниваемые варианты должны быть сопоставимы); обеспечивать восстановление с наименьшим остаточным ресурсом; соблюдать принцип преемственности технологии (сохранение технологической базы, методов обработки, применяемого оборудования и оснастки). Сравнение способов восстановления детали производят по этапам: определяют себестоимость, например наплавки детали, по всем технологическим операциям процесса для каждого способа, устанавливают периодичность ее ремонта (по статистическим данным или прогнозированием по деталям-аналогам), рассчитывают относительную себестоимость ремонта детали для сравниваемых способов: и т. д., где Ср1, Ср2— стоимость восстановления детали первым способом, вторым и т. д.; тр1, тр2— периодичность ремонта детали по первому, второму способам и т. д. Сравнивая относительную себестоимость, выбирают наиболее экономичный способ восстановления детали [8]. Методика определения экономической эффективности восстановления деталей следующая. Эффективность спроектированного технологического процесса восстановления, например наплавки, определяется путем сравнения показателей себестоимости восстановления детали со стоимостью детали по прейскуранту, себестоимости восстановления различными методами.  54. Характеристика способов восстановления деталей

	Ручная			Нап.
Оценочный показатель				Механизма
	Электро- дуговая	Газовая	Под слоем флюса	В среде углекислого газа
Коэффициент износостойкости	0,70	0,70	0,91	0,72
Коэффициент выносливости	0,60	0,70	0,87	0,90
Коэффициент сцепления покрытия с подложкой	1,0	1,0	1,0	1,0
Коэффициент долговечности	0,42	0,49	0,79	0,63
Микротвердость, МПа	2000—3000	2000	4000—6000	3000—5000
Расчетная толщина, мм	5	3	3—4	2—3
Расход материалов(материалоемкость). кг/м2 Энергоемкость процесса, кВт.ч/м2	48	38	38	30
	580	80	286	256
Производительность процесса,м*/ч	0,016	0,014	0,033	0,036
Стоимость оборудования,	1000	900	9200	8500
Возможность автоматизации	Нет	Нет	Частичная	Частичная

Эффективность выражают коэффициентом эффективности, который должен быть не больше 1,0: где Сн, Св — себестоимость соответственно изготовления новой и восстановления детали; т — средние сроки службы соответственно новой и восстановленной детали. Применение конкретной технологии восстановления детали целесообразно при условии где Ки — коэффициент износостойкости сплава по отношению к материалу детали; А — коэффициент, учитывающий соотношение между коэффициентом долговечности детали и коэффициентом износостойкости наплавленного металла. После преобразования—коэффициент долговечности детали. Таким образом, определение численного значения относительного технико-экономического показателя эффективности сводится к расчету себестоимости наплавки деталей и определению коэффициента относительной износостойкости Ки наплавленного металла или коэффициента долговечности Кд деталей, наплавленных различными металлами. Показатель технико-экономической эффективности определяют по абсолютным или относительным показателям. Так, в первом случае 

	Наплавка		Плазменная металлизация		Гальванические методы
	Вибро- дуговая	Электро- контактная	Напыление покрытия	Напыление с оплавлением покрытия	Хроми- рование	Осталивание
	1,0	1,0	1,50	2—3	1,67	0,91
	0,62	0,95	1,0	1,20	0,97	0,82
	1,0	1,0	0,1—0,15	1,0	0,82	0,65
	0,62	0,90	1,50	2,0	1,72	0,58
	5000—7000	2000—6000	4000	9000-10000	6000—12000	3000—7000
	2—3	1—1,5	2	0,5—1	0,3	0,5
	31	20	30	15	21,2	23,3
	234	150	100	80	324	121
	0,031	0,360	0,30	0,50	0,018	0,054
	7200	3000	5000	9000	8200	8200
	Частичная	Частичная	Полная	Полная	Частичная	Частичная

  четного периода затраты на реализацию нового технологического процесса (здесь И — годовые текущие издержки при использовании продукции без учета амортизации на реновацию; кр — норма реновации основных фондов; Ен— 0,1—норматив приведения разновременных затрат и результатов, численно равный нормативу эффективности капитальных вложений; К — единовременные затраты при использовании продукции (в случае их распределения по времени они приводятся по фактору времени к расчетному году). Характеристика способов восстановления деталей приведена в табл. 54.