2.3 Технологический процесс ремонта детали

2.3.1 Выбор способа ремонта детали с учетом показателей

ресурсосбережения

Ремонтируемая деталь – шпиндель (поз.1) изготовлен из стали 20ХН ГОСТ 4543-71. В результате дефектации на детали были выявлены следующие дефекты:

- износ резьбы;

- овальность ø ;

- задиры посадочного конуса Морзе 4.

Рациональный способ восстановления детали определяем, базируясь на критериях применимости (технологический), долговечности (технический) и технико-экономическим (интегральным).

Находим более эффективный способ восстановления вала. Во избежание замены годной сопрягаемой детали и исходя из конструктивно-технических особенностей детали можно предложить следующий способ восстановления поверхности:

- хромирование;

- наплавка в среде углекислого газа.

Для данного способа восстановления изношенных поверхностей рассчитываем коэффициент долговечности К_Д по формуле

К_Д = К_И · К_П · К_В · К_С · К_Ф, (4)

где К_И - коэффициент износостойкости покрытия,

К_И =1,67;[11, с.89, таблица 5.16];

К_П - коэффициент прочности покрытия,

К_П =0,95; [11, с.89, таблица 5.16];

К_В - коэффициент выносливости покрытия,

К_В =0,97; [11, с.89, таблица 5.16];

К_С - коэффициент сцепления покрытия,

К_С =0,82; [11, с.89, таблица 5.16];

К_Ф-поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали в условиях эксплуатации, (0,8…0,9).

К_Ф =0,9; [11, с.89, таблица 5.16];

К_Д = 0,9· 1,67 · 0,95 · 0,97 · 0,9 = 1,357.

Рассчитываем коэффициент технико-экономической эффективности К_ТЭ, руб/м² для предполагаемых способов восстановления изношенных поверхностей по формуле

К_ТЭ = , (5)

где С_В – стоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м²,

С_В =88,6 руб/м² [11, с.90, таблица 5.16].

К_ТЭ = =65,2 руб/м²

Наиболее эффективным считается способ, при котором К_ТЭ стремится к минимуму.

Определяем энергоемкость предполагаемых операций восстановления изношенных поверхностей, Р_k, кВт·ч, по формуле

Р_k = , (6)

где Р – энергоемкость восстановления 1м² поверхности, кВт·ч/м²

Р=324 кВт·ч/м² , [11, с.90, таблица5.16];

S – площадь цилиндрической поверхности, м² рассчитывается по формуле

S= , (7)

где D – диаметр восстанавливаемой поверхности, мм;

D= 35мм;

L – длина восстанавливаемой поверхности, мм.

L=70мм;

h_k – толщина фактически наращиваемого слоя (глубина обработки на

сторону),мм;

h_k1= 2мм;

H_k – рациональная толщина покрытия для данного метода восстановления, мм,

H_k1= 0,1мм; [11, с.89, таблица 5.16].

S = = 0,0076м²;

Р_k = =0,24 кВт·ч.

Наплавка в углекислом газе.

Рассчитываем коэффициент долговечности К_Д по формуле

К_Д = К_И · К_П · К_В · К_С · К_Ф, (8)

где К_И - коэффициент износостойкости покрытия,

К_И =0,72; [11, с.89, таблица 5.16];

К_П - коэффициент прочности покрытия,

К_П =0,95; [11, с.89, таблица 5.16];

К_В - коэффициент выносливости покрытия,

К_В =0,90; [11, с.89, таблица 5.16];

К_С - коэффициент сцепления покрытия,

К_С =1; [11, с.89, таблица 5.16];

К_Ф–поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали в условиях эксплуатации, (0,8…0,9).

К_Ф =0,9; [11, с.89, таблица 5.16];

К_Д =0,9·0,72·0,95·0,90·1·= 0,55.

Рассчитываем коэффициент технико-экономической эффективности К_ТЭ, руб/м² для предполагаемых способов восстановления изношенных поверхностей по формуле

К_ТЭ = , (9)

где С_В – стоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м²,

С_В =88,6 руб/м²; [11, с.90, таблица 5.16];

К_ТЭ = =65,2 руб/м².

Рассчитываем энергоемкость предполагаемых операций восстановления изношенных поверхностей, Р_k, кВт·ч, по формуле

Р_k = , (10)

где Р – энергоемкость восстановления 1м² поверхности, кВт·ч/м²

Р= 256кВт·ч/м²; [11, с.90, таблица 5.16];

S – площадь цилиндрической поверхности, м² рассчитывается по формуле

S= , (11)

где D – диаметр восстанавливаемой поверхности, мм;

D= 34,5мм;

L – длина восстанавливаемой поверхности, мм;

L= 70мм;

h_k – толщина фактически наращиваемого слоя (глубина обработки на сторону),мм;

h_k1= 1мм;

H_k – рациональная толщина покрытия для данного метода восстановления, мм;

H_k1= 3мм; [11, с.89, таблица 5.16];

S = = 0,00615м²;

Р_k = = 1,049кВт·ч.

С учетом всех показателей ресурсосбережения для восстановления посадочных поверхностей принимаем хромирование. Этот способ ремонта позволяет не только восстанавливать поверхность до номинального размера, что позволяет избежать замены сопрягаемой детали, но и повысить срок службы за счет увеличения твердости хромируемой поверхности.

Износ посадочного конуса Морзе 4 устраняется шлифованием до устранения следов износа. Принимаем такой вариант ремонта так, как он позволяет сохранить посадочного конуса Морзе 4. Поэтому данное устранение износа конуса Морзе 4 является оптимальным.

Износ резьбы устраняется её калибровкой. Принимаем такой вариант ремонта так, как он позволяет не изменить диаметр и сохранить ту же резьбу на шпинделе. Поэтому данное устранение износа резьбы является оптимальным.