Проектирование восстановления корпуса клапана обратного

 

Министерство Сельского Хозяйства Российской Федерации Департамент кадровой политики и образования

Федеральное государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

“Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина”

 

Курсовая работа.

 

“Проектирование восстановления корпуса клапана обратного”

Выполнил: Потапов В.В. 55ИПФ

 

2004г.

Раздел 1. Определение дефектов детали и коэффициенты их повторяемости.

При проектировании производственных процессов восстановления изношенных деталей очень важно знать не только коэффициенты повторяемости дефектов, но и коэффициенты повторяемости сочетаний дефектов. Знание последних позволяет более обоснованно подойти к определению экономической целесообразности и эффективности восстановления деталей, имеющих то или иное сочетание дефектов, маршрутов восстановления, программы производства.

В большинстве случаев возникающие дефекты деталей можно рассматривать как независимые события. Это обстоятельство позволяет применять для исследования закономерностей их появления законы теории вероятностей.

Введем следующие обозначения.

Пусть А_i, - событие, состоящее в том, что деталь имеет i и дефект (i =-- 1, 2, 3...n).

А_i, - событие, состоящее в том, что деталь не имеет i-го дефекта.

Вероятность того, что деталь имеет i-го дефект, определяется из выражения:

P(A_i)=K_i=M_i/N               (1)

Вероятность того, что деталь не имеет i-го дефекта, определяется из выражения:

P(A_i)=1-K_i                    (2)

где М_i - количество деталей, имеющих i-й дефект; N - общее количество деталей; К_i - коэффициент повторяемости i-го дефекта.

Зная вероятности появления каждого дефекта, можно определить и вероятности различных сочетаний дефектов.

Обозначим P(X₁,₂..._n) - как вероятность появления деталей со всеми возможными дефектами или коэффициент повторяемости сочетания всех возможных дефектов. Его значение можно определить из выражения:

P(x₁, ₂... _n)=P(A₁) ·P(A₂) · ... P(A_n)              (3)

Коэффициент повторяемости сочетания дефектов 1, 2...(п-1), будет равен:

P(Х₁,…_n-1)=P(A₁) · P(A₂)...P(A_n-l)...P(A_n)=K_l · K₂ · ... · K_n-l ·.....·  (l-K_n)              (4)

Коэффициент повторяемости сочетания дефектов 1,2

P(X₁₂)=P(A₁) · P(A₂) · Р(А₃)...Р(А_n)=К₁·К₂· (1-К_з) ·.....· (1-K_n).                  (5)

Коэффициент повторяемости деталей, не имеющих ни одного дефекта:

P(X_o)=P(A₁) ·Р(А₂)...Р(А_n)=(1-К₁) · (1-К₂) ·....· (1-K_n).                                 (6)

Корпус клапана обратного.                        

Основные дефекты детали и их коэффициенты повторяемости:

1.             Повреждение резьбы (А), К₁ =0,9

2.             Износ поверхности под плунжер  (Б), К₂= 0,9;

Коэффициенты повторяемости сочетаний дефектов:

Р(1, 2)=К₁ · К₂ =0,81;

P(X₁) =К₁ ·  (1-К₂) =0,09;

Р(Х₂) = K₂ ·  (l-K₁) =0,09;

Р(Х₀) =(l-K₁) ·  (l-K₂) = 0,01.

Раздел 2. Обоснование способов восстановления.

 

2.1.  Обоснование восстановления 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 ее работы (характер нагрузки, род и вид трения) и величины износа, а также 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 (критерий применимости) учитывает, с одной стороны, особенности подлежащих восстановлению поверхностей деталей, а с другой - технологические возможности соответствующих способов восстановления.

Поверхность блока шестерен промежуточного вала коробки передач могут быть восстановлены следующими способами:

поверхность А – наплавка в углекислом газе, вибродуговая наплавка, обработка под ремонтный размер (экспресс-метод).

поверхность Б – диффузионный метод, хромирование электролитическое (гальванический метод), вибродуговая наплавка;

Так как деталь в процессе работы не испытывает значительных динамических и знакопеременных нагрузок, численное значение коэффициента долговечности определяется только численным значением коэффициента износостойкости.

Выбор оптимального способа восстановления проводиться по технико-экономическому показателю, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов.

Окончательному выбору подлежит тот способ, который обеспечивает минимальное значение этого отношения:

С_в/К_д—min                                                              (7)

где К_д - коэффициент долговечности восстановленной поверхности; С_в - себестоимость восстановления соответствующей поверхности, руб.

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

С_в= С_у · S, руб,                                                                     (11)

где С_у - удельная себестоимость восстановления, руб/дм²; S - площадь восстанавливаемой поверхности, дм².

Предварительно отобранные методы восстановления для каждой изнашиваемой поверхности ранжируются по значению технико-экономического показателя и сводятся в таблице 1.

Таблица 1

N дефекта

Наименование дефекта

Коэффициент повторяемости

Способ восстановления

Шифр способа

КД

Су

S

Св/КД

1

Повреждение резьбы

0,9

наплавка в углекислом газе

1,1

0,85

7,0

29

238,82

вибродуговая наплавка

1,2

0,85

9,0

29

307,06

нарезание резьбы под ремонтный размер

1,3

1,0

1,4

29

40,6

2

Износ поверхности под плунжер

0,9

диффузионный метод

2,1

1,0

11,0

184

2024

хромирование электролитическое

2,2

1,0

6,0

184

1104

вибродуговая наплавка

2,3

0,85

9,0

184

1948

Из таблицы видно, что оптимальными способами восстановления изнашиваемых поверхностей являются следующие:

для поверхности А – нарезание резьбы под ремонтный размер (экспресс-метод);

для поверхности Б – хромирование электролитическое (гальванический метод);

2.2. Обоснование восстановления всей детали.

С точки зрения организации производства, чем меньшее количество способов используется для восстановления различных изнашиваемых поверхностей детали, тем меньше требуется видов оборудования, выше его загрузка, а следовательно, и выше эффективность производства. В связи с этим для окончательного решения вопроса о способах восстановления изношенных поверхностей детали в целом, производится перебор различных сочетаний способов.

Заканчивается анализ определением минимального значения отношения себестоимости восстановления детали оптимальным для каждой ее изнашиваемой поверхности способом к коэффициенту долговечности.

C_вдj/К_двj=∑ С_уip · S_i / К_двj →min                                  (9)

Где Свдj- себестоимость восстановления изношенных поверхностей детали j-м сочетанием способов, руб.;

Суip –удельная себестоимость восстановления i-й поверхности р-м способом, руб/дм;

Si- площадь i-й восстанавливаемой поверхности, дм;

Кдвj- коэффициент долговечности детали, восстановленной j-м сочетанием способов;

n- количество изнашиваемых поверхностей (дефектов).

К_двj = ΣК_i · К_дij/Σ К_i      (10)                                                                                                    

Где Ki – коэффициент повторяемости  i-го дефекта;

 Kдij – коэффициент долговечности  i-ой поверхности, восстановленной ремонтным способом.

Сочетание способов восстановления блока шестерен в целом:

1 вариант: - хромирование поверхности А и В , нарезание резьбы под ремонтный размер. Поверхность Б.

Определим значение коэффициента долговечности восстанавливаемой детали по этому варианту:

К_дв1  =(0,9 · 1,0 + 0,9 · 1,0) / 1,8 = 1

Определяем отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для варианта:

Свд1/Кдв1 = (7 · 29 + 7 · 184) / 1 = 1491

Результаты расчетов сводим в табл. № 2 . Рассмотренный вариант должен лечь в основу разработки технологии восстановления детали и дальнейшего анализа эффективности ее восстановления.

Таблица 2.

Технико-экономические показатели восстановления изношенных поверхностей корпуса клапана обратного.

 

Сочетание способов восстановления

Коэффициент

долговечности

Кдвj

Себестоимость

восстановления

Отношение себестоимости к коэф. долговечности

Хромирование- поверхность А и В нарезание резьбы под рем. размер – поверхность Б

1

1576,2

1491

Раздел 3. Разработка технологической документации на восстановление детали.

 

Технологическая документация на восстановление детали включает:

-      ремонтный чертеж (РЧ)

-      маршрутную карту восстановления детали (МК)

-      операционный карты восстановления детали (ОК)

-      карты эскизов к операционным картам (КЭ)

4.1 Разработка ремонтного чертежа.

Ремонтные чертежи выполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД с учетом правил, предусмотренных ГОСТ 2.604 «Чертежи ремонтные».

Основные данные для разработки ремонтного чертежа являются:

-      рабочий чертеж детали

-      технические требования на новую деталь

-      технические требования на дефектацию детали

-      технические требования на восстановленную деталь.

3.1 Разработка маршрутных карт.

 

Маршрутная карта восстановления детали в курсовом проекте разрабатывается на устранение двух основных дефектов.

В маршрутной карте приняты следующие обозначения:

в строке А – указания о цехе , участке, рабочем месте (РМ), операции;

 

в строке В – информация об оборудовании, степени механизации (СМ), профессии по классификатору ОК ПДТР, размере работы (Р), условиях труда (УТ), количестве исполнителей (КР), количестве одновременно обрабатываемых деталей (КОИД), единицах нормирования, на которые установлена норма времени (Ен), объеме производственной партии в штуках (ОП) и др..

 

в строке М – информация о применяемом материале.

В первую очередь выполняются тепловые операции (кузнечные, сварочные, наплавочные); так же в числе первых операций, при выполнении которых производиться съем металла большой толщины, т.к. при этом выявляются возможные внутренние дефекты; не рекомендуется совмещать черновые и чистовые операции, т.к. они выполняются с разной точностью, в последнюю очередь выполняются чистовые операции.

Если у детали изношены установочные базы их восстанавливают в первую очередь.

В данном курсовом проекте в графе «код, наименование дефекта» после наименования конкретного дефекта, в скобках указывают номер дефекта, занесенный в карту эскизов. В графе «РЧ» записывают номинальное значение контролируемого параметра по конструктивному или нормативно-техническому документу, в графе «ДР» - допустимое значение контролируемого параметра. В графе «СТО» указывается наименование применяемых средств контроля.

 

3.2 Разработка операционных карт.

Операционные карты предназначены для описания технологических операций с указанием переходов, режимов обработки, данных о средствах технологического оснащения, норм штучного времени выполнения операции и переходов.

Служебные символы и обозначения принятые в операционных картах, не отмеченные ранее:

О – содержание операции (перехода)

Т – информация о применяемой при выполнении операции технологической оснастке (приспособление, вспомогательный инструмент, режущий инструмент, средства измерения)

Р – режим обработки

Запись информации со служебными символами М, О, Р, Т выполняют на всей длине строки с возможностью переноса информации на последующие строки.

В операционных картах после наименования операции (перехода) могут записываться технические требования, относящиеся к выполняемой операции (переходу). Номера переходов в операционных картах обозначают арабскими цифрами в технологической последовательности.

Запись переходов необходимо выполнять кратко с указанием метода обработки , выраженной глаголом в повелительном наклонении, и поверхности .

3.3 Режимы механической обработки.

Итак, определяем нормы времени выполнения операции. Принимаем время на очистку, дефектацию и контроль в соответствии с методическими разработками и приобретенным опытом на практических занятиях.

Нормы времени для операций шлифования, хромирования, токарной рассчитываем. В технологических картах обычно проставляется штучное время (Тшт). Рассчитаем его для данных операций.

Шлифование:

 

Поверхность Б:  12,07                    12,070 – допустимый размер

                                                         12,035 – размер износившейся поверхности

1. снимаем   0,025 мм                                      12,035-0,025=12,01

2. наращиваем   0,08 мм                                  12,01+0,08=12,09

3. снимаем   0,02 мм                                        12,09-0,02=12,07

При шлифовании:

Шлифование проводится для дефекта 2:

Тшт = Тосн + Твсп + Тдоп                            (11)

Первое шлифование:

Тосн = L · I / Sпр · Кз · 1000                          (12)

L – длина обрабатываемой поверхности, мм;

I – число проходов, шт;

Sпр – продольная подача камня;

Кз – коэффициент зачистных ходов (принимается 1,2…..1,7)  

    Тосн = 14 · 2 / 1,2 · 1,5 · 1000 = 0,0349

Т вспомогательное принимаем –Твсп = 5 мм.

Дополнительное время рассчитывается по формуле:

Тдоп = 0,1 ( Тосн + Твсп)                                       (13)

Тдоп = 0,1 (0,0349 + 5) = 0,503

Тшт =0,0349 + 5 + 0,503 = 5,53 мин

Общее время при шлифовании  = 11 мин

Второе шлифование:

Тосн = 14 · 3 / 1,2 · 1,5 · 1000= 0,052 мин

Твсп = 5 мин

Тдоп = 0,1 (0,052 + 5) = 0,505 мин

Тщт = 0,052 + 5 + 0,505 = 5,557 мин

Общее время при втором шлифовании  = 11 мин

При гальванических работах :

Хромирование проводиться для дефекта 2.

Тосн = 10 · h ·γ / Дк · С · n                        (14)

H – толщина покрытия, мм;

γ- удельная масса осождаемого металла, г/см³ ;

Дк – катодная плотность тона, А/дм³;

С – электрохимический эквивалент осаждаемого металла;

n – выход металла по току, %.

Тосн = (10 * 0,08 * 6,9) / (60 * 0,324 * 0,14) = 2 часа

Твсп принимаем равным 2 часа.

Тдоп = 0,1 (Тосн + Твсп)

Тдоп = 0,1 (2+2) = 0,4 часа

Тшт = Тосн + Т всп + Тдоп

Тшт = 2 + 2 + 0,4 = 4,4 часа

При токарной обработке:

Рассматриваем дефект 1 поверхности А

Тосн = (П · Д · L · i) / (1000 · V · S)                               (15)

Д – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

L – длина обрабатываемой поверхности детали, мм;

i-           число проходов для снятия припуска;

V - скорость резания, м/мин;

S – подача.

Тосн = (29 · 2) / (67 · 0,30 · 1000) = 0,002 мин

Твсп принимается равным 4 мин.

Тдоп = 0,1 (Твсп + Тосн) = 0,1 · (0,002 + 4) = 0,4002 мин

Тшт = Твсп + Тдоп + Тосн

Тшт = 0,002 + 4 + 0,4 = 4,402 мин

На токарную обработку необходимо 4,402 мин.              

Список литературы

1.               Молодык М.В. Методика технико-экономического обоснования способов восстановления изношенных деталей машин. – М.: ГОСНИТИ, 1988 – 32с.

2.               Масино М.А. Организация восстановления автомобильных деталей. – М.: Транспорт, 1981. – 176с.

3.               Экономическое обоснование внедрения мероприятий научно-технического прогресса в АПК. /Ю.А. Конкин, А.Ф. Пацкалев, А.И. Лысюк. и др. – М.: МГАУ, 1991. – 79с.

4.               Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. / А.В.Шпилько, В.И. Драгайцев, П.Ф, Тулапин и др. – М.: Изд-во журнала “Аграрная наука”, 1998. – 219с.

5.               Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей: методические рекомендации по курсовому проектированию. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2003. – 52с.