2. Обоснование способов восстановления изношенных поверхностей.

Известно, что изношенные поверхности деталей могут быть восстановлены, как правило, несколькими способами. Для обеспечения наилучших экономических показателей в каждом конкретном случае необходимо выбрать наиболее рациональный способ восстановления.

Выбор рационального способа восстановления зависит от конструктивно - технологических особенностей деталей (формы и размера, материала и термообработки, поверхностной твердости и шероховатости), от условий её работы (характера нагрузки, рода и вида трения) и величины износа, а также от стоимости восстановления.

Для учета всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:

□ технологическим критерием или критерием применимости;

□ критерием долговечности;

□ технико-экономическим критерием (отношением себестои­мости восстановления к коэффициенту долговечности).

Технологический критерий учитывает, с одной стороны, особенности подлежащих восстановлению поверхностей деталей, а с другой – технологи­ческие возможности соответствующих способов восстановления

Расшифровка способов восстановления: НУГ – наплавка в среде угле­кислого газа, ВДН – вибродуговая наплавка, НСФ – наплавка под слоем флюса, ДМ – дуговая металлизация, ГН – газопламенное напыление, X –хромирование электролитическое, Ж – железнение электролитическое, КП – электроконтактная приварка металлического слоя, РН – ручная наплавка, ЭМ – электромеханическая обработка, РМР- обработка под ремонтный размер ,УДД- установка дополнительной детали.

На основании технологических характеристик способов восстановле­ния устанавливаются возможные способы восстановления различных по­верхностей детали по технологическому критерию. Предварительно устанав­ливаем, что дефекты распределительного вала могут быть устранены сле­дующими способами:

1. Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности) – наплавка в сре­де углекислого газа (НУГ), наплавка под слоем флюса (НСФ), дуговая металлизация (ДМ), газопламенная металлизация (ГН), плазменная металлизация (ПН).

2. Дефект 2 (Износ рабочей поверхности) – наплавка в сре­де углекислого газа (НУГ), наплавка под слоем флюса (НСФ), дуговая металлизация (ДМ), газопламенная металлизация (ГН), плазменная металлизация (ПН).

Для дальнейшего сокращения количества возможных способов восстановления используют критерий долговечности, в соответствии с которым от­бирают для последующего анализа только те из них, которые обеспечивают межремонтный ресурс восстановленной поверхности детали не ниже мини­мально допустимого.

При выборе рационального метода восстановления по критерию долго­вечности обычно пользуются коэффициентом долговечности К_д, который оп­ределяется из выражения:

где Т_в – ресурс восстановленной поверхности детали;

Т_н – ресурс одноименной поверхности новой детали.

В общем случае коэффициент долговечности К_д является функцией трех переменных :

К_д =f( К_и,, К_в, К_сц),

где К_и – коэффициент износостойкости;

К_в – коэффициент выносливости;

К_сц – коэффициент сцепляемости.

Численные значения коэффициентов – аргументов определяются на основании стендовых и эксплуатационных испытаний новых и восстановленных деталей. Коэффициент долговечности численно принимается равным значению того коэффициента, который имеет наименьшую величину.

При выборе способов восстановления применительно к деталям, не испытывающим в процессе работы значительных динамических и знакопеременных нагрузок, численное значение коэффициента долговечности опреде­ляется только численным значением коэффициента износостойкости.

В таблице 1 приведены примерные значения коэффициентов износо­стойкости, выносливости и сцепляемости, определенные по результатам исследований для наиболее распространенных методов восстановления.

Из числа способов, отобранных по технологическому критерию, к дальнейшему анализу принимаются те, которые обеспечивают коэффициент долговечности восстановленных поверхностей не менее 0,8.

Определение коэффициента долговечности К_д по формуле :

1. Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности)

- НУГ: К_д = f(0,85; 0,9; 1,0) = 0,85;

- НСФ: К_д = f(0,9;0,82; 1,0) = 0,82;

- РМР: К_д = f(1,0;1,0; 1,0) = 1,0;

- ДМ: К_д = f(1,0; 0,7; 0,3) = 0,3;

2. Дефект 2 (Износ рабочей поверхности)

- НУГ: К_д = f(0,85; 0,9; 1,0) = 0,85;

- НСФ: К_д = f(0,9; 0,82; 1,0) = 0,82;

- ДМ: К_д = f(1,0; 0,7; 0,3) = 0,3;

- ГН: К_д = f(1,0; 1,1; 0,4) =0,4.

- РМР: К_д = f(1,0;1,0; 1,0) = 1,0;

Таблица 1 - Коэффициенты износостойкости, выносливости, сцепляемости

Способ восстановле­ния	Значения коэффициентов
	износостой­кости	выносливости	сцепляемости
Наплавка в углеки­слом газе	0,85	0,9...1,0	1,0
Вибродуговая наплав­ка	0,85	0,62	1,0
Наплавка под слоем флюса	0,90	0,82	1,0
Дуговая металлизация	1,0...1,3	0,6...1,1	0,2...0,6
Газопламенное напы­ление	1,0...1,3	0,6...1,1	0,3...0,8
Плазменное напыле­ние	1,0...1,5	0,7...1,3	0,4...0,8
Хромирование	1,0...1,3	0,7...1,3	0,4...0,8
Железнение	0,9... 1,2	0,8	0,65...0,8
Контактная наплавка	0,9...1,1	0,8	0,8...0,9
Ручная наплавка	0,9	0,8	1,0
Клеевые композиции	1,0	-	0,7
Электромеханическая обработка	До 3,00	1,2	1,0
Обработка под ре­монтный размер	1,0	1,0	1,0
Установка дополни­тельной детали	1,0	0,8	1,0
Пластическое дефор­мирование	0,8...1,0	1,0	1,0

Если установлено, что требуемому значению коэффициента долговеч­ности для данной поверхности детали удовлетворяют два или несколько способов восстановления, выбор оптимального из них проводится по технико-экономическому критерию, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов. Окончательному выбору подлежит тот способ, который обеспечивает минимальное значение этого отношения:

,

где, К_д – коэффициент долговечности восстановленной поверхности;

С_в – себестоимость восстановления соответствующей поверхности, р.

При обосновании способов восстановления поверхностей значение се­бестоимости восстановления определяется из выражения:

где С_у – удельная себестоимость восстановления, р./дм²;

S – площадь восстанавливаемой поверхности, дм².

Значение С_у для наиболее распространенных способов восстановления приведены в таблице 2.

Определение удельной себестоимости восстановления изношенных поверхностей детали по таблице 2.

Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности)

- НУГ: С_у = 70;

- НСФ: С_у = 130;

- РМР: С_у = 10

Дефект 2 (Износ рабочей поверхности)

- НУГ: С_у = 70;

- НСФ: С_у = 130;

- РМР: С_у = 10

Таблица 2 - Удельная себестоимость восстановления изношенных поверхностей деталей различными способами.

Способ восстановления		Удельная себестоимость восстанов­ления, р./дм2
Наплавка в углекислом газе		60...80
Вибродуговая наплавка		80...100
Наплавка под слоем флюса		120...140
Дуговая металлизация		80...120
Газопламенное напыление		80...120
Плазменное напыление		100... 140
Хромирование		40...90
Железнение		5...50
Контактная наплавка		75...85
Ручная наплавка		40...60
Клеевые композиции		30...60
Электромеханическая обработка	80...90
Обработка под ремонтный размер	8...14
Установка дополнительной детали	40...100
Пластическое деформирование	8...14

Площадь изнашиваемой поверхности находится по формуле (2.5):

,

где d – диаметр детали, мм;

h – длина детали, мм.

1. Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности)

дм².

2. Дефект 2 (Износ рабочей поверхности)

дм².

Определение себестоимости восстановления поверхности по формуле (2.4):

1. Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности)

- НУГ: С_в=70∙0,17=11,9руб;

- РМР: С_в=10∙0,17=17руб ;

- НСФ: С_в=130∙0,17= 21,1руб

2. Дефект 2 (Износ рабочей поверхности)

- НУГ: С_в = 70∙0,17=11,9руб;

- РМР: С_в = 10 ∙0,17=17руб;

- НСФ: С_в = 130 ∙0,17=21,1руб;

Определение минимального значения отношения С_в/К_д по формуле (2.3):

1. Дефект 1 (Риски, задиры, наволакивание метала, прижеги на рабочей поверхности)

- НУГ: С_в /К_д=11,9/0,85=14руб;

- РМР: С_в /К _д=17/1,0=17руб ;

- НСФ: С_в /К _д = 21/0,9=23,3руб;

2. Дефект 2 (Износ рабочей поверхности)

- НУГ: С_в /К_д=11,9/0,85=14руб;

- РМР: С_в /К _д=17/1,0=17руб ;

- НСФ: С_в /К _д = 21/0,9=23,3руб;

Исходя из требования , для дефектов № 1,2 оптимальным является обработка под ремонтный размер, для дефекта. На осно­вании произведенных расчетов данные заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Технико-экономическая характеристика способов восстановления поверхностей

вала.

№ дефекта	Наиме-нование дефекта	Кi	Способы восстанов-ления	Шифр способа	Кд	Су, р./дм2	S, дм2	Св/Кд, руб.
1		1,0	НУГ	1.1	0,85	70	0,17	14
			РМР	1.2	1,0	12		17
			НСФ	1.3	0,9	130		23,3
2		0,1	НУГ	1.1	0,85	70	0,17	14
			РМР	1.2	1,0	12		17
			НСФ	1.3	0,9	130		23,3