7.2 Режим полуавтоматической наплавки в среде углекислого газа

Выбираем проволоку Св–18ХГС 40.

Толщина наплавленного слоя:

, (18)

где – величина износа, мм.

– величина припуска на предварительную механическую обработку, мм.

– величина на последующую механическую обработку, мм.

мм.

Выбор диаметра электрода при наплавке в производится в зависимости от размера наплавляемой поверхности так как ширина наклонной поверхности надрессорной балки равна 110 мм, то по таблице из методических указаний выбираем диаметр электрода мм.

Наплавку следует производить за три слоя.

Определим величину сварочного тока для электрода диаметром 2 мм по формуле:

, (21)

где – плотность тока, находится в пределах 80–200 А/мм²;

– диаметр электрода, мм.

Так как большие плотности тока соответствуют меньшим диаметрам электрода, выбираем А/мм²

А.

Обычно наплавку различных деталей производят при напряжении дуги 16– 34 В, большие значения напряжения дуги соответствуют большей величине тока. Вибираем напряжение дуги

Скорость подачи электрода:

, (22)

где – коэффициент расплавления;

– плотность металла проволоки, г/см³.

, (23)

.

Скорость подачи электрода для тока обратной полярности:

м/ч.

Шаг наплавки:

, (24)

мм.

Скорость наплавки:

, (25)

Коэффициент наплавки:

, (26)

где φ – коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар и разбрызгивание, φ = (1 – 3) %.

Площадь поперечного сечения наплавленного валика,см²:

, (27)

где а – коэффициент, учитывающий отклонения площади наплавленного валика от площади прямоугольника, а = (0,6 – 0,7),

см² ,

м/ч.

Вылет электродной проволоки существенно влияет на устойчивость процесса и качество наплавленного слоя. Его величина выбирается в зависимости от диаметра электрода. Согласно таблице приведенной в методических указаниях выбираем вылет электрода мм.

8 Механическая обработка детали

8.1 Механическая обработка под размер

После проведения наплавки, необходимо провести чистовую обработку наружной поверхности детали.

При проведении чистовой обработки необходимо учитывать следующие параметры:

1) квалитет – 10;

2) шероховатость мкм;

3)глубина дефектного слоя мкм;

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей рассчитывается по формуле:

(28)

мкм.

Обработку наклонной поверхности надрессорной балки будем проводить торцевой насадочной фрезой со вставными ножками, оснащенной пластинами из твердого сплава (по ГОСТ 9473-80).

Рисунок 15 – торцевая фреза с пластинами из твердого сплава

Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы.

Ее размеры определяются размеры обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя.

Рисунок 16 – Торцевое фрезерование

При торцевом фрезеровании, для достижения производительных режимов резания, диаметр фрезы D должен быть больше ширины резания B, т.е. D=(1,25÷1,5)B, а при обработке стальных заготовок обязательным является их несимметричное расположение их относительно фрезы, для заготовок из конструкционных углеродистых и легированных сталей - сдвиг их в направлении врезания зуба (рисунок 17) чем обеспечивается начало резания при малой толщине срезаемого слоя.

Рисунок 17 – Врезание зуба фрезы

Толщину срезаемого слоя принимаем равной 1 мм.

При фрезеровании различают подачу на один зуб , подачу на один оборот и подачу минутную , мм/мин которые находятся в следующем соотношении:

(29)

где – частота вращения фрезы, об/мин;

z– число зубьев фрезы.

Частота вращения фрезы определяется по формуле, об/мин:

(30)

Исходной величиной подачи при чистовом фрезеровании является величина ее на один зуб .

Согласно техническим требованиям по ГОСТ-24360–80 определяем параметры фрезы:

1) наружный диаметр фрезы мм;

2) толщина фрезы мм;

3) внутренний диаметр мм;

4) число зубьев фрезы .

Торцевая фреза изготовлена из стали Т15К6.

Выбираем мощность станка свыше 10 кВт и определяем, что мм, так как

Скорость резания

Скорость фрезерования – окружная скорость фрезы, м/мин:

, (31)

где – диаметр фрезы;

– ширина поверхности фрезерования;

– период стойкости;

– число зубьев фрезы;

– коэффициент;

, , , , , – показатели степени;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания определяется:

(32)

где – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;

– коэффициент, учитывающий качество состояния заготовки;

– коэффициент, учитывающий материал инструмента.

, (33)

где МПа – предел прочности;

– показатель степени.

м/мин,

об/мин,

_{Сила резания}

_{Главная составляющая силы резания при фрезерование – окружная сила, Н}

(34)

где – диаметр фрезы;

– ширина поверхности фрезерования;

– период стойкости;

– число зубьев фрезы;

– коэффициент;

, , , , , – показатели степени;

Показатель степени n при определении окружной силы резания при фрезеровании равен 0,3.

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого металла определяется по формуле:

(35)

где МПа – предел прочности;

– показатель степени.

Н.

Крутящий момент рассчитывается по формуле:

(36)

где D – диаметр фрезы.

Н·м.

Рассчитаем мощность резания (эффективную) кВт:

(37)

кВт.

_{Для механической обработки будем использовать тот же станок что и при предварительной механической обработке.}

8.2 Контроль размеров после механической обработки.

Готовую надрессорную балку после ремонта проверяют шаблонами бригадир ресурсосберегающего отделения и дефектоскопист на наличие трещин, которые могли проявиться при нагреве балки в процессе наплавки.

Для измерения углов наклона боковых плоскостей и для контроля размера опорных призм надрессорной балки применяется шаблон НЕ Т 914.05.000.

_{8.3 Алгоритм технологии восстановления}

_{Рисунок 18 – Схема алгоритма технологии восстановления детали.}

Осмотр и ремонт надрессорной балки проводят после обмывки или тщательной очистки. Опорные поверхности балки очищают до металлического блеска.

При осмотре надрессорной балки определяют целостность верхних, нижних, вертикальных поясов и колонки при их наличии, опорной части подпятникого места, исправность приливов для колпака скользуна и износ трущихся поверхностей.

После разборки тележки надрессорную балку осмотреть на кантователе с поворотом на 360⁰ для выявления видимых трещин.

После осмотра надрессорной балки в составе рамы тележки произвести ее дефектоскопирование средствами неразрушающего контроля.

Контроль надрессорных балок в составе тележек проводят способом остаточной намагниченности на дефектоскопе ДФ–105. Намагничивают надрессорную балку на намагничивающем устройстве МСН–10.

Надрессорная балка бракуется в результате выявления следующих неисправностей: поперечные и наклонные трещины верхнего, среднего и нижнего пояса; трещины любой конфигурации опорной поверхности подпятника суммарной длиной более 250 мм; трещины внутреннего и наружного бурта подпятника, выходящие на сопряженные поверхности; трещины поперечные и наклонные, выходящие на внутреннюю полость наклонной плоскости. надрессорная балка также бракуется по следующим литейным дефектам: раковины трещиновидные нижнего пояса глубиной более 7 мм; раковины трещиновидные боковой стенки и верхнего пояса длиной более 30 мм и глубиной более 7 мм.

Наклонные плоскости надрессорной балки ремонтируются только износостойкой наплавкой. Постановка износостойких пластин и их приварка к наклонным плоскостям запрещена из–за их отколов и трещин в эксплуатации.

Далее надрессорная балка с помощью кран-балки поступает на фрезерный станок для обработки наклонных плоскостей под наплавку. Это связано с неравномерным износом наклонных плоскостей во время движения вагона.

После обработки надрессорная балка подается на стенд для наплавочных электросварочных работ, где производится наплавка наклонных плоскостей. Наплавка наклонных плоскостей должна проводиться с учетом припуска на последующую механическую обработку.

Далее надрессорная балка кран–балкой устанавливается на фрезерный станок для обработки наклонных плоскостей.

Готовую надрессорную балку после ремонта проверяют шаблонами бригадир ресурсосберегающего отделения и дефектоскопист на наличие трещин, которые могли проявиться при нагреве балки в процессе наплавки.

Соответствующую всем необходимым требованиям надрессорную балку кран–балкой фрезеровщик укладывает на технологическую тележку. Готовая надрессорная балка подается на позицию сборки в тележечный участок.

9. Расчет экономической части на оббьем отремонтированных деталей

9.1 Нормирование технологического процесса

На этом этапе устанавливают исходные данные, необходимые для расчетов норм времени и расхода материалов. Производят расчет и нормирование затрат труда на выполнения процесса, норм расхода материалов, необходимых для реализации процесса. Определяют разряд работ и профессий исполнителей для выполнения операций в зависимости от сложности работ.

Существуют несколько методов определения себестоимости: бухгалтерский, поэлементный расчетный и поэлементный нормативный.

Более точным является поэлементный метод расчета всех составляющих себестоимости. При этом затраты, которые остаются неизменными в сравниваемых вариантах, можно не учитывать. Такая себестоимость называется технологической и имеет следующий состав:

(38)

где – затраты на основные и сварочные материалы, (сталь и другие сплавы, идущие на изготовление деталей, электроды, защитный газ и др.)

– фонд оплаты труда, (основная и дополнительная заработная плата и отчисление на социальные нужды)

– расходы на электроэнергию, затраченную на технологические нужды;

– отчисления на амортизацию оборудования;

– расходы на содержания и текущий ремонт оборудования;

– годовая программа ремонта.

Годовая программа ремонта, шт,

(39)

шт.

Стоимость материалов на восстановление изношенных деталей:

, (40)

где – стоимость электродных материалов, руб;

– стоимость защитных материалов (флюс, газ), руб.

Стоимость электродных материалов:

, (41)

где – оптовая цена электродов, =0,03012 руб/г;

– масса электродных материалов, г.

Расход электродных материалов при ручной дуговой наплавке:

, (42)

где – масса наплавленного металла, г;

– коэффициент расхода, К_р=1,7.

Масса наплавленного металла при ручной дуговой наплавке плоских деталей:

, (43)

где – ширина и длина наплавленной поверхности, мм;

– толщина наплавленного слоя (с учетом припуска на механическую обработку), мм;

– плотность металла, г/мм³;

г.

Расход электродных материалов при ручной дуговой наплавке по формуле (6.4):

G_эл = 1050,2 ∙ 1,7 =1785,3 г

Стоимость электродных материалов находим по формуле (42):

С_эл = 0,03012 ∙ 1785,3 = 53,8 р.

Затраты на основные и сварочные материалы:

С_мат = 53,8 + 0,63 = 33,9 р.

Заработная плата производственных рабочих:

ФОТ₀ = С_ч ∙ Т_шт (44)

где С_ч – часовая тарифная ставка рабочего, С_ч = 150 р/час.

Т_шт – норма штучного времени.

Норму штучного времени определяют по формуле:

Т_шт= _, (45)

где t_о – основное время наплавки:

к_п – поправочный коэффициент, учитывающий использование сварочного стола, к_п = 0,55.

Основное время наплавки:

При ручной дуговой наплавке, ч,

t₀ = , (46)

t₀ = = 0,412 ч = 24,72 мин.

Норма штучного времени:

Т_шт = .

Заработная плата производственных рабочих:

ФОТ₀ = 315 ∙ = 236,25 р.

Фонд оплаты труда:

ФОТ = ФОТ_о ∙ к_доп (47)

где к _под – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и отчисления в социальные фонды, к _доп = 1,5

ФОТ =236,25 ∙ 1,5 = 354 р.

Стоимость электроэнергии:

С_э=Ц_э∙А (48)

где Ц_э – цена электроэнергии;

А – расходы электроэнергии, кВт ∙ ч.

А= (49)

где η – КПД источника тока, η = 0,85

ω – мощность, расходуемая при холостом ходе, ω = 0,3 кВт.

А = = 4,4 кВт∙ч.

Стоимость электроэнергии:

С_э = 1,59 ∙ 4,4 = 7 р.

Ежегодные отчисления на амортизацию оборудования:

С_ам = q_ам ∙ к_об/100, (50)

где q_ам – норма амортизационных отчислений, q_ам = 11%;

к_об – стоимость оборудования, для ручной наплавки выберем сварочный аппарат ВД – 306, его ориентировочная стоимость к_об = 32000 р.

С_ам = (32000 ∙ 11)/100 = 3520 р.

Расходы на содержание и текущий ремонт оборудования:

С_тр = к_об ∙ 0,15

С_тр = 32000 ∙ 0,15= 4800 р.

Себестоимость технологическая:

р.

Масса наплавленного металла при автоматических способах наплавки:

G_н= (51)

где t₀ – основное время наплавки:

t₀= (52)

t₀ =

Расход электродных материалов при автоматических способах наплавки:

G_н = г.

Масса электродной проволоки, расходуемой для автоматической наплавки:

G_эл=G_н ∙ (1 + ) (53)

G_эл = 687 ∙ (1 + ) = 700,7 г.

Стоимость электродных материалов:

С_эл = 0,170 ∙ 700,7 = 119,12 р.

Стоимость углекислого газа, необходимого для полуавтоматической наплавки в среде защитных газов:

(54)

р.

где – цена одного литра газа, руб/л;

– расход газа на восстановление одной детали, л

Расход углекислого газа:

(55)

л.

Стоимость электродных материалов:

С_мат = 119,12 + 91,1 = 210,2 р.

Норму штучного времени:

Заработная плата производственных рабочих:

ФОТ ₀ = 315 ∙ 13,1 = 4126,5 р.

Фонд оплаты труда:

ФОТ = 4126,5 ∙ 1,5 = 6189,8 р.

Расходы электроэнергии:

кВт∙ч.

Стоимость электроэнергии:

С_э = 1,5 ∙ 1,59 = 2,4 р.

Ориентировочная стоимость оборудования для полуавтоматической наплавки изношенных поверхностей в среде защитных газов ПП–АН8 60000 руб.

Ежегодные отчисления на амортизацию оборудования:

С_ам = (60000 ∙11) /100 = 6600 р.

Расходы на содержания и текущий ремонт оборудования:

С_тр = 60000 ∙ 0,15 = 9000 р.

Себестоимость технологическая:

р.