Технологический процесс восстановления колеса

Определение значений коэффициентов долговечности  восстановленной детали по формуле (3.2) для каждого варианта:

 

К_дв1=0,2*0,8+0,75*0,8+0,64*0,8/1,6=0,795

К_дв2=0,2*0,3+0,75*0,8+0,64*0,3/1,6=0,87

 

 

Определение отношения себестоимостей восстановления к коэффициенту долговечности по формуле (3.1) для каждого варианта:

 

;

.

 

Результаты расчетов сводятся в  таблицу 4.

 

 

Таблица 4 –  Технико-экономические показатели восстановления изношенных поверхностей  детали.

№ варианта	Сочетание способов восстановления	Коэффициент долговечности, КДВj	Себестоимость восстановления, СВДj, руб.	СВДj/КДВj, руб.
1	Ручная наплавка деф. 1,3, пластическое деформирование деф. 2.	0,795	1205,63	1667,4
2	Дуговая металлизация деф. 1,3 и пластическое деформирование деф. 2.	0,87	1200	1370,5

 

 

Как следует  из расчетов, наиболее целесообразным является второй вариант – восстановление 1-ой и 3-й поверхности обработкой пластическим деформированием, а 2-ой поверхности наплавкой в среде углекислого газа, так как С_ВДj/К_ДВj →min. Этот способ должен лечь в основу разработки технологии восстановления детали и дальнейшего анализа эффективности ее восстановления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка технологической документации на восстановление детали.

 

Технологическая документация на восстановление детали включает:

- ремонтный  чертеж детали (РЧ);

- маршрутную  карту восстановления детали (МК);

- операционные  карты восстановления детали (ОК);

- карты эскизов  (КЭ) к операционным картам.

Исходными данными для разработки ремонтного чертежа являются:

- рабочий  чертеж детали;

- технические  требования на новую деталь;

- технические  требования на дефектацию детали;

- технические  требования на восстановленную  деталь.

При назначении последовательности выполнения операций необходимо исходить из следующих положений:

- тепловые  операции (кузнечные, сварочные,  наплавочные и т.д.) выполняются  в первую очередь, так как  при этом, вследствие остаточных  внутренних напряжений, возникает  деформация деталей;

- операции, при выполнении которых производится  съем металла большой толщины,  также выполняются в числе  первых, так как при этом выявляются  возможные внутренние дефекты;

- если при  восстановлении детали применяется  термическая обработка, то операции  выполняются в такой последовательности: черновая механическая, термическая,  чистовая механическая;

- не рекомендуется  совмещать черновые и чистовые  операции, так как они выполняются  с различной точностью;

-  в последнюю  очередь выполняются чистовые  операции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Режимы механической обработки восстанавливаемой детали.

 

 

Режимы ручной дуговой сварки и наплавки определяются диаметром электрода и скоростью его перемещения вдоль шва, напряжением на дуге, значением сварочного тока и его родом, полярностью.

   Диаметр  электрода выбирают в зависимости  от толщины свариваемого металла,  типа свариваемого соединения, положения  шва в пространстве, размеров  детали, состава свариваемого металл. При сварке встык металла толщиной  до 4 мм применяют электроды диаметром,  равным толщине свариваемого  металла, а большой толщины  – электроды диаметром 4…8мм  при условии обеспечения провара  основного металла. В многослойных  стыковых швах первый слой  выполняют электродом диаметром  3….4 мм, а последующие слои –  электродами большего диаметра. Сварку в вертикальном положении  проводят  электродами диаметром  не более 5мм. Потолочные швы  выполняют электродами диаметром  до 4 мм.

   Силу  сварочного тока выбирают в  зависимости от марки и диаметра  электрода, при этом учитывают  положение шва в пространстве, вид соединения и тд. При учете указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока. Силу сварочного тока подбирают по зависимостям :

                                 I_cn= K*d₁ ;

                                        I_cn= (20+6d₃)*d ;

Где К – коэф., зависящий от диаметра стержня электрода; d₃- диаметр электродного стержня, мм.

     d ₃, мм            1….2          3…4         5…..6

     к, А/ мм          25..30        30..45        45…60

 Если  толщина металла менее 1,5 d₃ при сварке в нижнем положении, то I_cв уменьшают на 10-15% по сравнению с расчётным. Если толщина металла более 3d₃, то I_cd увеличивают на 10-15 % по сравнению с расчётным. При сварке на вертикальной плоскости I_cd уменьшают на 10- 15%. В потолочном положении – на 15-20% по сравнению с нормально выбранной силе тока для сварки в нижнем положении.

   При  недостаточной силе сварочного  тока дуга горит неустойчиво,  а при чрезмерной – интенсивно  плавится электрод. Возрастают потери  на разбрызгивание, ухудшается устойчивость  дуги и формирование шва.

   Допустимая  плотность тока в электроде  при ручной сварке следующая:  для стержня электрода диаметром  d =3 мм  i = 13-18 А/мм² ; при d =4 мм i =10-14,5 ; при d = 5 мм i =9-12.5 ; при d = 6мм i =8.5 – 12.0 А/мм² .

 

 

 

 

Напряжение  дуги (U) изменяется в пределах 6…30 В. Длина дуги зависит от марки и диаметра электрода. Оптимальная длина дуги L_Д не должна превышать диаметра электрода :

                                       L_Д=(0.5…1.0)*d

 Скорость сварки, м/ч, определяют по формуле :

                          V_св=I_св*K_н/ m

Где K_Н – коэффициент наплавки, r/(A –ч), K_Н= 7…12 r/(A-ч); m – масса наплавленного металла на 1 м длины, г/м.

  Расход  электрической энергии, кВт*ч,

                                           P= U*I_св/n* 1000+ W_x*(T-1)

Где n – кпд источника питания (для трансформатора при I_св =100…450 A n = 0.8…0.85; для генераторов n = 0.3 ..0.4); W_x= мощность холостого хода источника питания дуги, кВ*А (для трансформатора W_x =0.2..0.4 кВ*А, для генератора W_x=2…3 кВ*А); Т – общее время работы источника питания,  t – время отключения  электроэнергоблока.

 В среднем  на 1 кг наплавленного металла  при ручной дуговой сварке  на переменном токе затрачивается  3,5…4,5 кВт*ч на постоянном –  7…8 кВт*ч.

      Коэффициент расплавления, г/(А*ч),

                                                       К_р=G/I*t_r

Коэффициент наплавки (Кн) характеризует производительность процесса сварки и наплавки.

Коэффициент потерь для разных электродов принимают 1,1-1,25.

В качестве оборудования для ручной сварки и  наплавки применяют сварочные транспортеры, преобразователи, выпрямители.

     Трещины в деталях разделывают  под углом 70…90⁰. А её конец засверливают сверлом диаметром 4 мм. Заваривают трещины на постоянном токе обратной полярности электродами УОНИ 13/35 или ОЗС -6 диаметром 4…6мм. Для увеличения предела выносливости сварной шов и поверхность по обе стороны от него на расстоянии 3…4 мм упрочняют наклепом с помощью пневматического молотка со сферическим бойком диаметром 4,5 мм.

   Трещины  большой длины заваривают. На  поврежденный участок устанавливают  прямоугольную или ромбовидную  накладку.

  Трещинны в дисках колес тракторов заваривают, сварные швы зачищают, погнутые диски правят.

    Восстановление  деталей пластической деформацией  основано на свойстве металла  изменять форму и размеры детали без её разрушения под действием внешней нагрузки. Способ основан на использовании пластических свойств металлов – стали различной твердости, цветных металлов и сплавов.

   В  процессе пластического деформирования  происходит принудительное местное  перераспределение металла самой  детали, в результате чего на  её восстановление дополнительного  металла не требуется.

    Детали  деформируют как в холодном, так  и в нагретом состоянии. Стальные  детали твердостью до НRC₃ 30, а так же детали из цветных металлов и сплавов обычно деформируют в холодном состоянии без предварительной термообработки.

   Деформирование  деталей из углеродистых сталей  рекомендуют проводить при температуре  800…1250C.

   Различают  следующие виды пластической  деформации – осадку, раздачу,  обжатие, правку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определение нормы времени выполнения операций.

 

Норма времени Т_н выполнения операций в общем случае слагается из следующих элементов затрат:

 

,     

 

где Т_осн – основное время, в течение которого происходит изменение размеров, формы, свойств, внешнего вида обрабатываемой детали, мин;

Т_всп – вспомогательное время, т.е. время, затрачиваемое на действия, обеспечивающие восполнение основной работы (закрепление и снятие детали со станка, изменение детали и т.д.), мин;

Т_доп – дополнительное время, затрачиваемое на организацию и обслуживание рабочего места, перерыва на отдых и естественные надобности исполнителя, мин;

Т_пз – подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получения задания, ознакомление с работой, подготовку рабочего места, накладку оборудования, сдачу изготовленного изделия, мин;

n – количество обрабатываемых деталей в партии, шт.

 

В маршрутных и операционных картах проставляется  штучное время Т_шт и подготовительно-заключительное  время Т_пз.

 

.     

 

Вспомогательное время Т_всп в зависимости от применяемой технологической оснастки берут в пределах от 2 до 12 мин; дополнительное время Т_доп определяется по формуле:

 

                                          Т_всп= мин;

^;      

 

Подготовительно-заключительное   время   Т_пз   принимается   равным 15…20 мин на партию детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– при сварочных работах:

При толщине  детали 4-6 мм, диаметре электрода 3мм, силе тока 250 А, напряжении 22-26 В скорость составляет 300-350 мм/мин.

                                      Т_осн =L/U

 

Где L - длина сварочного шва, мм,     U - скорость сварки, мм/мин

 

При сверлильных  работах:

 

                                       T_осн =L/n*S

Где L –глубина сверления ,мм;

      n –частота вращения сверла;

       S –подача на один оборот сверла

 

          

 

 

– при пластическом деформировании:

В среднем  на один дефект приходится 1,5-2 мин многократного  или однократного динамического  или  статического воздействия.

 

 

 

Дефект 1- (трещины  обода и диска) и Дефект 3 – (износ отверстия диска под болты ) устраняют по одной технологии :

 

Т_осн= L/U= 100/330= 0.3*5=1,5 мин.

Т_всп=5 мин.

Т_доп= 0,1*(1,5+5)= 0,65 мин

Т _шт=1,5+5+0,65 =7,15 мин

 

                      

 

Дефект 2 – (отклонение от плоскостности прилегания диска к ступице).

  

Т_осн= 2 мин.

Т_всп= 5 мин.

Т_доп= 0,1*(2+5) =0,7 мин.