Так же
 ,  , (3.2)
где nсум — общее число деталей данного наименования, подлежащих дефектации.
Численные значения Кгв определяются статистическим путем либо по справочным сведениям из ремонтного документа РД 10.16.0002 013–88
«Методика оценки пригодности деталей к восстановлению» (приложение 4).
Ремонтнопригодные деталиnд машин характеризуются коэффициентом годности изделий для восстановления. Его значение определяют по формуле:
 , (3.3)
где nв — число деталей данного наименования, подлежащих восстановлению.
Ремонтопригодность детали — это свойство конструкции, заключающееся в приспособленности к восстановлению работоспособности изношенных поверхностей, к устранению дефектов и повреждений аварийного характера. Ремонтопригодные детали могут направляться для ремонта или восстановления.
К ремонтируемым деталям обычно относят детали, имеющие изношенные поверхности и др. дефекты, которые устраняют сравнительно несложными технологическими операциями. Как правило, ими являются: слесарная, механическая обработка, ручная сварка, пайка, правка, применение полимерных материалов для заделки трещин и пробоин. Для этих работ используется универсальное оборудование ремонтных мастерских.
К восстанавливаемым деталям относят детали, имеющие износ хотя бы одной основной рабочей поверхности или др. дефекты. Работоспособность такого изделия восстанавливается нанесением высококачественных покрытий, путем сложной механической обработки высокого класса точности и шероховатости восстанавливаемых поверхностей. Восстанавливаются: взаимное расположение поверхностей, соосность, перпендикулярность, параллельность, межосевое расстояние и т. п. Возобновляются технические характеристики: размеры, форма, показатели надежности.
С учетом этого приняты следующие определения терминов: «восстановление» и «ремонт» изношенной детали.
Восстановление изношенной детали — это комплекс технологических операций, обеспечивающих изменение геометрических характеристик и параметров до уровня аналогичной новой детали, а физических параметров — до уровня близкого новой детали.
Ремонт изношенной детали — это комплекс технологических операций, обеспечивающих изменение физических и геометрических характеристик и параметров до уровня, соответствующего требованиям НТД на отремонтированную деталь.
Восстановлению детали подлежат: размеры, геометрическая форма, физико-механические свойства, структура, масса и уравновешенность, качество поверхности, прочность, жесткость, герметичность.
При ремонте детали не возобновляется их номинальный размер.
1.2 Методы восстановления деталей
Производство по восстановлению деталей является сложным, т.к. применяются наукоемкие технологические процессы. Все методы восстановления деталей можно подразделить на три основные группы.
К первой группе относятся технологии восстановления изношенных поверхностей: механическая обработка, пластическое деформирование, наплавка, напыление, гальваническое наращивание, нанесение синтетических материалов, электрические способы обработки и др.
Ко второй группе относятся технологии восстановления деталей с механическими повреждениями: пластическая деформация, сварка, пайка, склеивание.
К третьей группе относятся технологии восстановления деталей с химико-тепловыми повреждениями: гальванические покрытия, химическая обработка, напыление, окраска и др.
Особенно технически сложными являются технологии первой группы. Они являются методами технологического нанесения на поверхность слоя конструкционного материала. Их применение позволяет достигать высоких эксплуатационных и технологических показателей: твердости, износостойкости, теплостойкости, коррозийной стойкости, ударной вязкости, прочности и др.
Последнее можно проиллюстрировать графически (рис. 3.1).
При восстановлении деталей могут применяться:
− различные методы нанесения покрытий, пластической деформации
и др. (для восстановления размеров деталей);
− методы механической обработки или правки (для восстановления геометрической формы деталей);
− способы нанесения покрытий: механическая, термическая обработка
и др. (для восстановления физико-механических свойств);
− способы термической, химико-термической обработки и др. (для восстановления структуры материала детали);
− способы механической обработки, статической и динамической балансировки (для восстановления массы и уравновешенности деталей);
− механическая обработка, мойка, нанесение защитных покрытий и др. (для восстановления качества поверхности деталей);
− термическая обработка, химико-термическая обработка, сварка и др. (для восстановления прочности детали);
− термическая обработка, нанесение покрытий, сварка и др. (для восстановления жесткости детали);
− сварка, способы нанесения полимерных материалов (для восстановления герметичности детали).
,МПа
Плотность дислокаций
(Количество дефектов кристаллического строения)
Рис. 3.1 Зависимость прочности металлов и сплавов от количества дефектов
кристаллического строения:
участок 1 — идеальный кристалл без дефектов; 2 — бездефектные кристаллы «усы» (для «усов» железа = 13500 МПа) 104–107 см-2; 3 — отожженные металлы (106–107 см-2);
4 — металлы с увеличенной плотностью дефектов после обработки
1.3 Классификация технологических способов
восстановления деталей
В основу классификации способов ремонта, восстановления и упрочнения деталей положены признаки создания припусков и покрытий на обрабатываемых поверхностях заготовок, а также виды потребляемой энергии.
Изношенные детали ремонтируют, восстанавливают или упрочняют как без вложения, так и с вложением дополнительной массы материалов в исходную основу. В первом случае поверхности изношенных деталей обрабатывают под ремонтные размеры. Припусками при этом служат изношенные поверхностные слои материала основы. Создание припусков для этого случая может достигаться перемещением материала изношенной детали внутри ее объема.
Во втором случае на изношенные поверхности наносят покрытия. Деталям в процессе восстановления придаются номинальные размеры.
Для нанесения покрытий на изношенные поверхности применяются многочисленные технологические методы: наплавка, сварка, напыление, приварка, плакирование, электролиз, химическое осаждение, осаждение из газовой или парогазовой фазы, заливка жидкого металла и др.
В ремонтном производстве реализуются разнообразные технологические методы ремонта, восстановления и упрочнения изношенных деталей. Укрупненная классификационная схема этих методов приводится на рис. 3.2.
 
1
9
Химико-термические способы
                      
10
Электромеханическая обработка
Электрофизическая обработка
11
         
Электрохимическая обработка
12
Гальванические способы
13
Способы нанесения полимерных материалов
14
Пайка
15
Заливка жидким металлом
16
Совмещенные способы
17
Самозатачивание
Эффект безызносности
18
19
Поверхностная упрочняющая обработка с применением
концентрированных потоков энергии
20
Рис. 3.2 Укрупненная классификация методов ремонта, восстановления и упрочнения деталей 1.4 Восстановление и ремонт деталей — основа ресурсосбережения
при ремонте сельскохозяйственной техники
На основании отечественного и зарубежного опыта можно заключить, что восстановление и ремонт деталей — это технически и экономически оправданное производство.
Затраты на восстановление деталей составляют от 15 до 70% стоимости соответствующих вновь изготовленных изделий. Восстановление деталей на
1 млн. руб. (в ценах 1991 г.) позволяет экономить 2,0 тыс. т черных металлов; 0,9 млн. кВт·ч. электроэнергии; 46 тыс. ч. труда.
Техническая сторона работ по восстановлению деталей состоит в обеспечении 100% ресурса объектам ремонта. Эти достижения базируются на применении новых технологий и материалов. Количественно принято техническую сторону оценивать коэффициентом долговечности Кд
 , (3.4)
где Wв и Wн — наработка до предельного состояния соответственно восстанов-
ленной и новой одноименной детали.
Если Wв Wн, то восстановление деталей равнозначно дополнительному выпуску изделий. Величина дополнительного выпуска (Nдоп) оценивается зависимостью:
Nдоп  ,  (3.5)
где Nв — годовая производственная программа по восстановлению деталей.
Из практики известно, что на изготовление одного коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53 расходуют 57 кг металла. При этом затрачивается 183 мДж энергии. Отходы в виде стружки составляют 2,5 кг. При восстановлении вала эти значения в 20 раз меньше. Металла расходуется не более 2,6 кг, энергии
до 9,5 мДж, отходы — 0,12 кг.
Контрольные вопросы и задания
Назовите типичные дефекты и характерные признаки восстанавливаемых деталей.
Что понимается под ремонтопригодностью детали?
Изложите определение термина «восстановление изношенной детали».
Изложите определение термина «ремонт изношенной детали».
Перечислите методы, применяемые для восстановления размеров деталей.
Перечислите методы, применяемые для восстановления геометрической формы деталей.
Приведите укрупненную классификационную схему методов ремонта, восстановления и упрочнения деталей.
Приведите формулу для расчета коэффициента долговечности восстановленной детали.
Литература
Батищев, А.Н. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники / А.Н. Батищев, И.Г. Голубев, В.П. Лялякин. — М. : Информтехиздат, 1995. — 296 с.
Восстановление деталей машин : справочник / под ред. В.П. Иванова. — М. : Машиностроение, 2003. — 672 с.
Поляк, М.С. Технология упрочнения. — М. : Машиностроение, 1995. —
Т. 1. — 827 с.
Поляк, М.С. Технология упрочнения. — М. : Машиностроение, 1995. —
Т. 2. — 685 с.
Справочник технолога-машиностроителя : в 2-х т. / под ред. А.М. Дальского. — М. : Машиностроение, 2001. — 912 с.
Усков, В.П. Справочник по ремонту базовых деталей двигателей / В.П. Усков. — Брянск, 1998. — 589 с.
Черновол, М.И. Восстановление и упрочнение деталей сельскохозяйственной техники / М.И. Черновол. — Киев : УМК ВА, 1989. — 256 с.
Черноиванов, В.И. Восстановление деталей машин / В.И. Черноиванов. — М. : ГОСНИТИ, 1995. — 279 с.
Черноиванов, В.И. Организация и технология восстановления деталей машин / В.И. Черноиванов, В.П. Лялякин. — М. : ГОСНИТИ, 2003. — 488 с.
Тема 2 Проектирование технологических процессов
восстановления деталей
План:
2.1 Термины и определения. Основные этапы разработки технологического процесса восстановления деталей.
2.2 Выбор способов и технологического процесса восстановления деталей.
2.3 Нормативно-технологическая документация на восстановление деталей.
2.4 Ремонтные чертежи и их разработка.
2.1 Термины и определения. Основные этапы разработки
технологического процесса (ТП) восстановления деталей
Проект (от лат. «рrojectus», букв. — брошенный вперед, «взгляд в будущее») — совокупность документов, содержащих принципиальное или окончательное решение, дающее необходимое представление о создаваемом сооружении и исходные данные для последующей разработки рабочей документации.
Проектирование — разработка комплексной технической документации (проекта), содержащей технико-экономическое обоснование (ТЭО), расчеты, пояснительные записки, чертежи.
Технологический процесс — это последовательность осуществления операций и переходов.
Технология восстановления — это совокупность методов и средств по возобновлению ресурса изношенных деталей.
ТП подразделяются:
− по степени унификации — единичные, типовые, групповые;
− по уровню достижений науки и техники — перспективные, рабочие;
− по стадии разработки, состоянию технологической подготовки производства (ТПП) и стандартизации — проектные, временные и стандартные;
− по содержанию операций перемещения — комплексные;
− по детализации описания — с маршрутным, маршрутно-операционным и операционным описанием.
Для восстановления или ремонта деталей разрабатывают единичные и типовые и групповые ТП.
Единичный ТП разрабатывается на изделия одного наименования и размера и процессы исполнения независимо от типа производства (например, восстановление головок и блока двигателя Д-240).
Типовой ТП разрабатывается на группу изделий, с общими конструктивными и технологическими признаками (например, восстановление гильз цилиндров нескольких марок двигателей).
Групповой ТП разрабатывается на группу изделий с общими технологическими, но различными конструкторскими признаками (например, наплавка износостойким сплавом режущей части плужного лемеха, оборотной рыхлительной лапы культиватора и т.п.).
Основными этапами и решаемыми задачами при разработке ТП восстановления деталей являются:
1) подбор и уточнение исходных данных;
2) изучение и уточнение рабочего чертежа, и технические требования;
3) обоснование формы организации восстановления детали;
4) определение применимости способа восстановления;
5) выбор технологических баз;
6) составление маршрута восстановления детали;
7) обоснование технологических режимов и расчет норм времени;
8) обоснование технического оснащения рабочих мест;
9) обоснование технико-экономических показателей (ТЭП);
10) оформление документации ТП;
11) оформление ремонтного чертежа.
Исходными данными могут служить:
− технические требования на восстановление или ремонт детали;
− сведения о характере, размерах и количестве дефектов;
− материал детали;
− термическая обработка;
− номинальные и ремонтные размеры;
− требуемая шероховатость поверхности;
− годовая производственная программа.
Если разработка ведется для конкретного ремонтного предприятия, нужно иметь сведения об оборудовании и плане его размещения.
При наличии ремонтного чертежа можно получить дополнительные сведения: о дефектных поверхностях, повторяемости дефектов и о способах устранения этих дефектов.
Изучение и уточнение рабочего чертежа и технических требований. В ходе этого этапа изучают технологию изготовления детали; уточняют технические требования. Используя рабочий чертеж, проверяют и уточняют достаточность проекций; сечений; размеров; требования к точности и шероховатости.
Предварительно проводится экспертная оценка технической возможности восстановления детали. Уточняется возможность обеспечения высокого качества восстановления и осуществления модернизации.
Обоснование форм организации ТП. Обоснованию подлежит тип производства по восстановлению или ремонту детали. Здесь следует учитывать, что функционируют 4 типа производства (см. тему 1, раздела 3).
Определение применимости способа. Оценку применимости способа следует осуществлять с учетом конкретных условий восстановления детали. При этом широко следует использовать аналоги ТП.
Применимость способов оценивают:
− по величине линейного износа;
− с учетом материала и массы детали, характеристики рабочих поверхностей;
− по возможности восстановления геометрических размеров и конфигурации;
− по физико-механическим свойствам после устранения дефекта;
− по влиянию технологических операций на изменение прочности, конструктивных форм и размеров детали в целом;
− по условиям работы детали (нагрузка, скорость, температура, смазывание, контакт с абразивом, сопряжение детали и др.)
Выбор технологических баз. Необходимо выяснить:
− оставлены ли базы после изготовления детали;
− имеют ли место деформации детали, а вместе с этим нарушение базовых поверхностей;
− возможны ли повреждения базовых поверхностей в процессе эксплуатации или при разборке машин.
Рекомендуется использовать соответствующие методы базирования. У изношенных деталей создаются новые базы. У деформированных деталей базами служат неизношенные поверхности.
Обоснование последовательности (технологического маршрута) устранения дефектов. На этом этапе составляют маршрут восстановления или ремонта детали. Обычно маршрут ТП начинается с очистки детали. Затем следует дефектация. Дальнейшее построение маршрута связано с изменением состояния детали. Если для устранения дефектов требуется выполнить наплавочные, слесарно-механические и гальванические операции, то в маршрут вначале включают наплавочные по всем дефектам, затем выполнение слесарно-механических, гальванических и, наконец, механических операций. Причем для достижения необходимой точности после механической обработки ее делят на черновую, чистовую и отделочную.
Пример: технологический маршрут на восстановление поршневых пальцев с применением термогидравлической раздачи:
05 — термогидравлическая раздача;
10 — 1-ое черновое шлифование наружной поверхности;
15 — 2-ое черновое шлифование наружной поверхности;
20 — 3-е черновое шлифование наружной поверхности;
25 — шлифование торцов;
30 — шлифование наружных фасок;
35 — зенкерование внутренних фасок;
40 — полирование наружных фасок;
45 — 1-ое чистовое шлифование наружной поверхности;
50 — 2-ое чистовое шлифование наружной поверхности;
55 — полирование наружной поверхности;
60 — очистка;
65 — контроль и сортировка;
70 — маркировка;
75 — консервация.
Расчет технологических режимов и норм времени. Норма времени ( ) включает:
 , (3.6)
где Tшт — норма штучного времени;
Тпз — подготовительно-заключительное время;
n— число деталей.
Штучное время состоит из:
Tшт = Тос + Твс + Тдоп, (3.7)
где Тос — основное время;
Твс — вспомогательное время;
Тдоп — дополнительное время.
Обоснование технического оснащения рабочих мест. Исходными данными для выбора технического оснащения рабочих мест является:
− тип производства;
− содержание технологической операции;
− ремонтный чертеж детали.
При выборе основного оборудования рекомендуется учитывать:
− конфигурацию, размеры и массу детали;
− точность и шероховатость обработки;
− принятую схему базирования;
− производительность оборудования;
− экономичность выполнения операции.
Технико-экономические показатели восстановления детали. Оценка ТП восстановления или ремонта детали на стадии разработки может осуществляться с помощью абсолютных и относительных ТЭП.
Абсолютные показатели:
трудоемкость ТП восстановления (как сумма Тнi по всем операциям)
Тв , (3.8)
себестоимость восстановления (Св).
Cв = Зп + Зсн + Зм + Зоп, (3.9)
где Зп — зарплата производственных рабочих;
Зсн — отчисления на социальные нужды;
Зм — материальные затраты;
Зоп — общепроизводственные расходы.
Относительные показатели:
коэффициент долговечности (Кд):
 или  , (3.10)
где Тв (или Wв) — ресурс восстановленной детали;
Тн (или Wн) — ресурс одноименной новой детали.
коэффициент целесообразности восстановления: Кцв
 (3.11)
Если Кцв < 1 или = 1, то восстановление по данному маршруту целесо-образно.
Если Кцв > 1, то восстановление детали нецелесообразно.
2.2 Выбор способов и технологического процесса
восстановления деталей
Ставится задача, как обосновать оптимальный вариант технологического процесса восстановления детали? Для этого необходим комплексный, системный анализ сравниваемых вариантов, как отдельных способов, так и в целом ТП. Этот подход включает рассмотрение технической, организационной, экономической и социальной целесообразности применения технологических способов.
Один и тот же дефект можно устранить с применением различных технологических способов. Поэтому нужно научиться принимать решение, обеспечивающее высокую производительность, высокое качество и высокую эффективность (низкую себестоимость).
Методические основы выбора оптимального варианта ТП разработаны профессором В.А. Шадричевым. Они дополнены и уточнены профессором М.А. Масино [2, 3].
Для оценки способа восстановления рекомендуется три критерия.
1-й критерий называется технологическим. С его помощью оценивается возможность и целесообразность практической применимости того или иного способа. Их сравнивают по производительности, точности и стабильности.
2-й критерий называется критерием долговечности. Критерий долговечности характеризуется численно и обозначается (Кд). Его численное значение было обозначено в предыдущем подразделе.
3-й критерий называется технико-экономическим. Он количественно оценивается соотношением
Св КдСн , (3.12)
где Св — себестоимость восстановленной детали, руб.;
Сн — себестоимость изготовления новой детали, руб.
Этот критерий служит основанием для окончательного принятия решения о выборе способа.
Такой комплексный подход при выборе способа используется независимо от организационной формы (маршрутной, подефектной, групповой, типовой, маршрутно-групповой) технологии восстановления детали.
2.3 Нормативно-техническая документация
на восстановление деталей
ТП восстановления детали оформляют в соответствии с требованиями ЕСТД. Порядок разработки, согласования и утверждения ТД на восстановление деталей регламентирован ОСТ 70.0009.005–85.
В комплект ТД входят: титульный лист (ТЛ), карта эскизов (КЭ) ТП восстановления детали; маршрутная карта (МК), операционные карты (ОК) нанесения покрытий; карты технологических процессов (КТП) нанесения покрытий; операционные карты (ОК) механической обработки; карта эскизов (КЭ) операций.
2.4 Ремонтные чертежи и их разработка
Общие положения и исходные данные для разработки ремонтного чертежа. Ремонтный чертеж (РЧ) разрабатывают на деталь или сборочную единицу. Он является конструкторским документом. Предназначен РЧ для технической подготовки производства.
В производственной практике ремонтные чертежи, как правило, разрабатывают по техническому заданию на технологический процесс. Исходными данными для их разработки служат:
− номенклатура восстанавливаемых деталей;
− перечень и масштаб дефектов;
− рекомендуемые способы устранения дефектов;
− технические требования на ремонт машин;
− рабочие чертежи деталей на изготовление.
Структурная схема ремонтного чертежа. Состав ремонтного чертежа регламентирован стандартом (ГОСТ 2.604–2000 ЕСКД. Чертежи ремонтные. Общие требования.). На поле чертежа должны быть представлены:
− изображение восстанавливаемой детали (сборочной единицы);
− таблица дефектов;
− условия и дефекты, при наличии которых деталь не принимается на восстановление;
− рекомендуемый технологический маршрут восстановления;
− таблица категорийных размеров;
− технические требования;
− спецификация ремонтного сборочного чертежа;
− при наличии свободного поля РЧ приводятся схемы базирования;
– штамп.
Графически структурная схема РЧ представлена на рис. 3.3.
-
Штамп Спецификация ремонтного
сборочного чертежа 
Наименова
ние дефекта
Коэффициент повторяемости дефектов
от общего кол-ва деталей, поступивших на дефекта
цию
от общего количест
ва ремонтно-пригодных деталей
Основ
ной способ устране
ния дефекта
Допус
каемый способ устранения дефекта
1
5
Изображение восстанавливаемой
детали (сборочной единицы)
Таблица категорийных размеров
(при необходимости)
Технические требования 6
Таблица дефектов 2
7
8
Условия и дефекты, при которых деталь не принимается 3
на восстановление
Технологический маршрут восстанавливаемой детали 4
| |
Скачать 1.92 Mb.