Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии производства и ремонта автомобилей. Учебное пособие для студентов направления подготовки 23.03.03 «Эксплуатациятранспортно-технологи
.pdf
определяют преимущества и недостатки вариантов, которые сопоставляются по
продолжительности подготовки производства и продуктивного цикла,
ритмичности производства и т.д.
Социальная целесообразность вариантов технологических процессов
характеризуется комплексом таких показателей, как уровень механизации и
автоматизации производства, возрастание квалификации рабочих и уровень их
образования, энерговооруженность работ, меры безопасности работ.
Анализ сравнительной экономической эффективности вариантов
технологических процессов разрешает установить размер экономического
эффекта, который обеспечивается при применении того или другого варианта в
сравнении с базовым.
Базовым называют тот вариант, с которым проводят сравнения. В виде
базового варианта принимают вариант, который есть лучшим с приведенных
раньше, то есть вариант, который обеспечивает лучшие народнохозяйственные
затраты. При сравнении вариантов необходимо обеспечить тождественность по
объему, качества и времени производства обновленных работ.
где S1 и S
Э = (S
приведенные затраты на ремонт одной детали при применении
2 -
- S2) Qi, (1.1)
1
базовой и новой технологии восстановления;
Qi - годовой объем восстановления деталей по новой технологии в
расчетном году в натуральных единицах.
Приведенные затраты S1 и S2 представляют собой сумму себестоимости и
нормативной прибыли:
S = C+ Eн К, (1.2)
где С – себестоимость ремонта одной детали;
K – удельные капитальные вложения в производственные фонды;
Ен – нормативный показатель эффективности капитальных вложений, равный
0.15.
Новая технология более эффективная в сравнении с базовой если
выполняется условие Э
> 0.
i
11
1.3. Выбор способа восстановления деталей машин
В процессе эксплуатации автомобилей возникает потребность в
качественном ремонте с минимальными затратами времени и ресурсов.
Производится постоянный поиск путей снижения затрат на эксплуатацию
автомобилей с помощью снижения затрат на покупку оригинальных запасных
частей. Один из способов снижения затрат на запасные части – восстановление
ресурсоопределяющих дорогостоящих деталей автомобилей. В связи с этим идёт
поиск выбора оптимальных способов восстановления деталей машин, которые
будут отвечать экономическим и техническим требованиям и у которых ресурс
будет не менее новой запасной части.
Повышение эффективности использования автомобилей и содержание их
в работоспособном состоянии требует совершенствования ремонтно-
обслуживающей базы путем увеличения мощностей и развития сети
специализированных ремонтных предприятий по ремонту как отечественных,
так и иностранных автомобилей, а также по восстановлению их оригинальных
ресурсоопределяющих деталей.
Во многих случаях доля одноименных деталей, годных для дальнейшей
эксплуатации без ремонта, составляет 20-45%; подлежащих ремонту и
восстановлению - 40-60%, не пригодных для восстановления – 9–20%. Данная
статистика характеризует качество базовых и корпусных деталей (включая блоки
и головки цилиндров, коленчатые валы, шатуны, корпуса водяных насосов и
другие детали), что свидетельствует о высокой интенсивности их замены.
Объективной необходимостью организации работ по восстановлению
особенно ресурсоопределяющих изношенных деталей является потребность
обеспечения высокого качества отремонтированной техники. Для этого
необходимо восстановить их геометрические параметры с обеспечением
заданного ресурса. Так, по двигателям внутреннего сгорания – это блоки и
головки цилиндров, коленчатые и распределительные валы, шатуны. По шасси –
несущие элементы, корпуса трансмиссии, детали ходовой части. По деталям
машин, работающих при гидроабразивном изнашивании, – золотники, корпуса
золотников, плунжера и т.д. При ремонте и восстановлении деталей может
производиться их модернизация: улучшаться геометрия посадочных и
сопрягаемых деталей; повышаться твердость и износостойкость рабочих
поверхностей путем наплавки, напыления нанесения гальванических,
полимерных покрытий, что позволит достигать не только исходного ресурса
деталей, но и превышать его.
Восстановление деталей – технологический процесс возвращения им
материала вместо изношенного и (или) доведения до нормативных значений
12
изменившихся геометрических параметров и эксплуатационных свойств. К
геометрическим параметрам детали относят взаимное расположение, форму,
размеры и шероховатость рабочих поверхностей, а к основным
эксплуатационным свойствам – износостойкость трущихся поверхностей,
усталостную прочность и жесткость детали, ее массу и распределение массы
относительно осей вращения и инерции.
Восстановление деталей позволяет использовать их материал, форму и
остаточную долговечность, что сокращает потребление запасных частей, живого
труда, энергии и материалов, а также способствует сохранению окружающей
среды. Восстановление деталей – основа ремонта машин.
Обоснованию выбора рационального способа восстановления изношенных
деталей машин посвящено множество работ.
Задача выбора способа восстановления детали впервые была поставлена и
решена в завершенном виде Шадричевым В.А., а впоследствии многократно
изменялась и решалась другими авторами.
Известны три основных метода выбора процесса восстановления детали,
отличающихся техническими и экономическими критериями.
Первый основан на расчете стоимости восстановления детали С
сопоставлении ее с ценой новой детали Ц
:
н
и
в
С
≤ Цн., (1.3)
в
По второму методу сравнивают между собой комплексные величины в
виде отношений стоимости и цены к ресурсу деталей – новой и восстановленной:
(С
) /Iв≤ (Цн iн)/Iв , (1.4)
в iв
где iв, iн – скорость изнашивания восстановленной и новой деталей, мм/ч;
Iв, Iн – предельный износ восстановленной и новой деталей, мм.
Третий метод учитывает стоимость и долговечность новой и
восстановленной деталей
С
≤ k
в
, (1.5)
дЦн
где kд – коэффициент долговечности восстановленной детали по
отношению к долговечности новой детали.
Критерии (1.3) и (1.4), по сути, одинаковы. Недостатки первого метода
состоят в отсутствии учета технического состояния и послеремонтной наработки
восстановленной детали. Второй и третий методы допускают в производство
13
способы, которые при малой стоимости восстановления формируют и малую
долговечность детали по сравнению с нормативной наработкой агрегата.
Критерии оценки процесса восстановления деталей имеют большое
значение для ремонтной практики, поэтому непрерывно уточнялись. Например,
Батищев А.Н. ввел комбинированный критерий φ
, отражающий энергоемкость,
ki
трудоемкость, приведенные затраты и долговечность детали:
φ
= (K1i K2i K3i)/ k
ki
→ min, (1.6)
дi
где i – индекс, обозначающий номер способа восстановления детали;
K1i, K2i – коэффициент энергоемкости и трудоемкости технологического
процесса восстановления детали i-м способом;
K
3i=Звi/Цн
З
– затраты на восстановление детали;
вi
– коэффициент экономичности;
kдi – коэффициент долговечности.
Згирский П.И. предлагает определять эффективность восстановления
деталей машин по формуле:
З
= Цв/Тв ≤ Зн= Цн/Цв , (1.7)
в
где З
З
– удельные стоимостные измерители новых и восстановленных
н,
в
деталей на единицу руб./ед. ресурса;
Ц
– цена новой детали, руб.;
н
Ц
– оптовая цена восстановленной детали руб.;
в
Т
– ресурс новой детали, мото-час, км и т. д.;
н
Т
– ресурс восстановленной детали, мото-час, км и т.д.
в
Лебедев А.С., Петухов Р.М. и Шухгальтер М.Я. рекомендуют определять
эффективность восстановления деталей, пар трения оценивать по формуле:
где С
С
, С
и.в
Кв, К
(С
в.в+Св.п
– себестоимости восстановления вала и подшипника, руб.;
в.п
– себестоимости изготовления сопряжения, руб.;
и.п
– коэффициенты износостойкости деталей сопряжения.
н
)/Кв≤(С
и.в+Си.п
)/К
, (1.8)
н
Котомчин А.Н., Корнейчук Н.И. рекомендуют оценивать эффективность
восстановления деталей по формуле:
(Св+Ен∙Куд)/Тв≤Цн/Т
, (1.9)
н
14
С
+ Е
в
С
– себестоимость восстановленной детали, руб.;
в
Е
– нормативный коэффициент эффективности;
н
К
- удельные капитальные вложения;
уд
Ц
– цена новой детали, руб.;
н
Тв, Т
– срок службы восстановленной и новой детали, мото-час.
н
– полные затраты производства на восстановление детали, руб.;
н∙Куд
Из приведенных методик ни одна по существу не связывает ресурсы
восстановленных деталей с нормативными ресурсами. Анализ этих формул
показывает, что имеется сколько угодно вариантов восстановления деталей,
когда при малом значении С
себестоимости восстановленной детали С
+ Е
в
можно получить также малое значение
н∙Куд
. При этом левая часть уравнения (1.5)
в
будет меньше правой. Следовательно, имеет место множество решений, когда
будет считаться, что восстановление эффективно, а на самом деле оно может
быть неэффективным из-за многих как технических, так и экономических
проблем.
Для того чтобы избежать данных ошибок Котомчин А.Н.,
Синельников А.Ф., Корнейчук Н.И. предлагают в формулы вводить
ограничивающие решения слева, т. е. преобразовать их в вид:
Цн>Св+Ен∙К
, (1.10)
уд
При этом
Тв/Тн≥
н
𝑘
, (1.11)
р
где 𝑘
н
— нормативный коэффициент восстановления ресурса детали.
р
Введение данного условия необходимо для того, чтобы в производство
внедрить технологические процессы восстановления, не обеспечивающие
восстановление заданных ресурсов. Например, коэффициент ресурса гильзы
должен быть установлен не менее 0,6.
В процессе ремонта восстановленные поверхности деталей могут
сопрягаться как с новыми, так и с восстановленными поверхностями, с
допустимыми при ремонте размерами.
Согласно исследований Котомчина А.Н., Корнейчук Н.И., проведенных
для различных вариантов сочетания сопряжений, показали, что постановка в
15
сборочную единицу новой детали с бывшей в эксплуатации снижает ресурс
сопряжённых деталей на 11,0–56,4%.
Наибольшую скорость износа имеют сопряжения, собранные из новых
(или восстановленных) деталей и деталей, параметры которых близки к
выбракованным. Поэтому оценку эффективности восстановленных деталей по
рекомендациям академика Черноиванова А.И. предпочтительно проводить по
преобразованной формуле:
((С
+Е∙Куд)+(С
в.в
+Е∙К
в.п
))/(𝑘
уд
∙Тн)≤(Ц
𝑐
н.в+Цн.п
)/Т
, (1.12)
н
где 𝑘
=Тв/Тп коэффициент восстановления ресурса сопряжения.
𝑐
Нужно иметь в виду, что коэффициенты восстановления ресурса
сопряжений должны быть определены для случаев, когда условия работы новой
и восстановленной детали сопоставимы.
Долговечность зависит от скорости или интенсивности изнашивания
(ГОСТ 23.002–98). Следовательно, в формулу (1.8) вместо ресурса можно ввести,
например, интенсивность износа, а критерием оценки восстановления ресурса
сопряжения будет являться относительная износостойкость сопряжения. При
этом необходимо помнить, что износ различных сопряжений зависит от
изменения их пространственного положения и формы.
Повышение качества и снижение себестоимости ремонта машин тесно
связано с применением восстановленных деталей, благодаря чему объемы
восстановления деталей будут возрастать. Это приводит к тому, что надёжность
восстановленных деталей становится одним из важнейших факторов,
формирующих качество отремонтированных машин в целом.
Также один из важнейших показателей качества восстановленной детали –
стабильность конструктивно-технологических характеристик и точность
параметров. В свою стабильность характеристик детали зависит от выбора
способа восстановления. В практике восстановления деталей на качество
параметров ее восстановления мало обращают внимания и в расчетах
эффективности восстановления не учитывают. Более того, как правило,
износостойкости даже новых деталей проводят по ее среднему значению,
испытывая не более трех деталей. Тем самым допускают существенную ошибку
в оценке качества. При оценке эффективности восстановления не всегда
учитывается качество восстановления деталей.
Выбор варианта технологического процесса предполагает поиск как
новых, так и оптимальных технических решений. Связное множество операций
16
оптимизации процесса восстановления детали выбирают из графа (рис. 1.1),
составленного из вершин и дуг.
Рисунок 1.1 - Граф вариантов оптимизации технологического процесса
восстановления детали:
Горизонтальные ряды вершин графа – это i-е подмножества однотипных
технологических операций. Каждый тип операций включает m их видов (m = m1,
m2, …, mk). Например, операция типа «нанесение покрытия» может быть
представлена такими ее видами, как наплавка, напыление, химическое или
электрохимическое нанесение и др. Виды технологических операций находят из
логических и эвристических представлений о различных способах
преобразования энергии и материи, использования новых материалов и
различных физических эффектов и их всевозможных сочетаний. Длину каждой
17
дуги графа определяют, как расход ресурсов в стоимостном выражении на
подготовку и выполнение последующей операции, отнесенный к одной детали.
Связное подмножество вершин, взятых по одной из каждого ряда графа,
определяет один вариант технологического процесса. Число таких вариантов
достигает произведения m1·m2·...·m
. Несовместимость некоторых смежных
k
операций друг с другом сокращает количество вариантов процесса.
Оптимизация задачи выражается в поиске кратчайшего пути из вершины
О в одну из вершин нижнего яруса графа, а подмножество вершин на этом пути
определяет оптимальный способ восстановления детали.
Оптимизация технического решения на графе на основе динамического
программирования заключается в следующем, в каком бы состоянии ни
находилась производственная система в результате определенного числа шагов,
последующее управление на ближайшем шаге выбирают таким образом, чтобы
оно в совокупности с оптимальным управлением на всех последующих шагах
приводило к минимальному расходу ресурсов (в стоимостном выражении) на
оставшихся шагах, включая данный.
Данный метод выбора технологического процесса восстановления детали
основан на учете многообразия освоенных и гипотетически возможных
операций процесса (создания ремонтных заготовок, обработки и упрочнения),
удовлетворяет установленным ограничениям и обеспечивает наименьший
расход производственных ресурсов на свою реализацию. Если
производственные возможности предприятия не позволяют внедрить
предложенный процесс, то путем исключения его неосуществимых признаков
можно найти другой процесс, наиболее близкий к оптимальному решению.
Изменяющееся соотношение затрат на материалы, энергию и заработную плату
и появление новых технических решений требует периодического пересмотра
результатов оптимизации.
Вопросы для самопроверки.
1. Перспективы развития ремонта машин.
2. Основные направления развития технологии ремонта машин:
3. Особенности специфики технологического процесса ремонтного
производства.
4. Что включает анализ организационной целесообразности
восстановления.
5. Что включает анализ социальной целесообразность восстановления.
6. Что включает анализ сравнительной экономической эффективности
восстановления.
7. Выбор способа восстановления деталей машин.
18
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА РЕМОНТА
Автомобили при эксплуатации подвергаются внешним (рис. 2.1) и
внутренним воздействиям. Воздействие внешней среды, (дорожные и
климатические условия), скорость движения, продолжительность и
интенсивность использования автомобиля, уровень восстановления
работоспособности автомобиля проведением технического обслуживания и
ремонта, в той или другой мере, будут влиять на изменение его характеристик и,
прежде всего, показателей, определяющих работоспособность автомобиля.
Так из опыта работы установлено: автомобильный транспорт особенно
легковой и автобусы, работающие в регионах Донбасса – Алчевск, Ясиноватая,
Макеевка, подвержены влиянию кислых дождей, что приводит к коррозии
верхних частей кузова (корродирует сверху). Этот же транспорт, работающий в
приморских районах или городах, где борются с гололедом, повреждения
характеризуются повышенной коррозии снизу. В транспорте, работающих
больших городах, карьерах износы характеризуются в основном ходовой части,
коробках передач.
Рисунок 2.1 - Схема влияния внешней среды на автомобиль
19
Для ремонта автомобиля необходимо, прежде всего, знать физическую
сущность разрушительных процессов и основные разновидности разрушения
материалов при их взаимодействии с твердыми телами, с жидкостями и газами.
Следует выделить основные виды разрушения деталей и разрушения
материалов: трение, изнашивание, износ, деформацию, разрушение, коррозия,
эрозионные и кавитационные повреждения и т.д.
Трение – явление сопротивления относительному перемещению,
возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по
касательным к ним, сопровождаемое диссипацией (рассеянием) энергии.
Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с
поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при
трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.
Износ и повреждения в период трения. Анализ дефектов узлов машин и
механизмов, которые работали при трении, дают возможность разделить их на
две области нормального и патологичного процесса: износа и повреждения.
Износ – результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или
остаточной деформации материала и определяемый в установленных единицах.
Износ может выражаться в единицах длины, объема, массы и т.д.
Различают линейный износ, который определяется изменением линейных
размеров детали к поверхности трения, объемный - уменьшением объема и
гравиметричным - уменьшением массы.
Повреждения – процесс, резко выраженный (патологичной) изменения
геометрического состояния поверхностей трения, структуры и состоянием
поверхностных слоев.
При нормальной эксплуатации машин узлы трения работают
исключительно в области нормального трения. Основным признаком
нормального износа является – отсутствие, каких-либо разрушений основного
материала, локализация разрушений тонких поверхностных слоев.
Патологичные виды повреждений в период трения порождаются потерей
стойкости, нарушением динамического равновесия и характеризуют
нормальный окислительный износ.
Коррозия, электро-эрозия, кавитация – процессы отличительные от
нормального износа и создаются специфическими условиями нагрузки
(усталостные повреждения и др.).
Основными причинами износа деталей автомобиля является усталость их
поверхностных слоев при упругом деформировании и появлении хрупкого
поверхностного слоя при повторной пластической деформации. В связи с этим
одной из наиболее важных характеристик износостойкости будет способность
поверхностных слоев противостоять повторным деформациям. Величина износа
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]