Разработка технологии восстановления готовый (Разработка технологии восстановления гильзы цилиндра дизеля плазменным напылением), страница 7

Рисунок 4.4 – Зависимость момента от времени

Интенсивность изнашивания определяем по потере массы.

Рассчитаем износ деталей при трении:

_(4.4)

Износ детали со слоем плазменного напыления рассчитывается по формуле (4.4):

Износ детали подложки определим по формуле (4.4):

Из расчета наглядно видно, что слой с плазменным напылением уменьшил износ образца в несколько раз, тем самым продлевая ее рабочий период и, следовательно, увеличивая надежность гильзы в целом.

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРИ ВНЕДРЕНИИ МЕТОДА ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА ДИЗЕЛЯ М756

В данном разделе проводится технико-экономическая оценка способа восстановления рабочей поверхности гильзы М756 плазменным напылением. При технико-экономической оценке способов восстановления и эффективности их применения сопоставляют затраты на восста­новление с затратами на изготовление данной детали, отнесен­ными к соответствующему сроку службы деталей.

Экономическая целесообразность восстановления определяется путем сравнения себестоимости восстановленной детали со стоимостью такой же самой новой детали. При этом необходимо придерживаться условий:

_{, (5.1)}

где -стоимость новой детали, -себестоимость восстановления детали при разработанном технологическом процессе

Чтобы произвести сравнение, необходимо определить С_в, р.

Эта задача решается способом определением коэффициента экономической целесообразности.

Эффективность восстановления детали выражается ко­эффициентом К_э, который определяется по формуле

_(5.2)

где Сн - стоимость новой детали, р.; К_д - коэффициент долговечности дета­ли, восстановленной данным способом ; С_в-стоимость восста­новления детали, р.

(5.3)

где 3₀ - основная заработная плата производственных рабочих, руб, М_о — стои­мость основных материалов, затраченных при восстановлении детали, р [1].

Основная заработная плата определяется как

(5.4)

где З_п- прямая заработная плата, р.; З_д -дополнительная заработная плата, составляет 8-10 % от З_п, р.; Н_сс - начисления на заработную плату (социальные отчисления), составляет 30,4 % от (З_п + З_д), р. Прямая заработная плата определяется, как

_(5.5)

где Т_шк - штучно-калькуляционное время, ч.; С_ч - часовая тарифная ставка рабочего, р.

(5.6)

где t_o - основное время на выполнение данной операции или перехода, рас­считывается с помощью приемов технического нормирования труда, ч.; t_B - вспомогательное время, затрачиваемое на установку детали на станок, перестановку инструмента, промеры детали, устанавливается нормировани­ем, ч.; t_д -дополнительное время, затрачиваемое на организационно-техни­ческое обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности (очист­ка, смазка, регулировка оборудования, заточка, правка инструмента, рас­кладка и уборка инструмента), берется в процентах от (t₀ + t_B), ч.

Стоимость материалов определяется как

(5.7)

где S - стоимость материала, нанесенного на поверхность детали при её восстановлении, р.; Э - стоимость электроэнергии (определяется при восста­новлении детали сваркой, наплавкой, гальваническими методами, плазменным напылением и т.п.) р.; Г - стоимость газа (определяется при восстановлении де­тали газовой сваркой, газопламенным и плазменным напылением и т.п.), р.

_(5.8)

где Q - масса нанесенного порошка, кг; К - стоимость 1 кг ,1000 р.

[ http://www.plazmamash.ru/price].

_(5.9)

где t_о - основное время на выполнение данной операции, мин; Р - мощность, затрачиваемая на выполнение операции, кВт (при восстановлении сваркой, наплавкой или напылением определяется по величине тока и напряжения); К_э - стоимость 1 кВт/ч, 3,5 р.

Стоимость газа рассчитывается по формуле:

_(5.10)

где t₀ - основное время на выполнение данной операции, мин; Р_г - расход газа,5м³/ч; К_г- стоимость 1 м³ газа для Сахалинского предприятия составляет 7,8 р.[ http://newtariffs.ru]

При восстановлении деталей на их изношенные поверхности нужно нанести определенный слой материала. Толщину наносимого слоя Асл выбирают с уче­том износа деталей и припуска на последующую механическую обработку [2].

Толщину определяют как разность между номинальным размером новой Р_н и изношенной детали Р_п с учетом припуска на последующую обработку:

_(5.11)

где Р_н - Р_п = И - величина износа детали; К и Z - припуск на обработку детали до и после нанесения материала, тогда

_(5.12)

Величины И и К принимать самостоятельно, в зависимости от допусков на ремонтные размеры. Припуск Z = 0,4 мм для металлизации или напыления

Для того чтобы новый слой после обработки имел достаточную прочность соединения с основным металлом, необходимо выдержать соотношение:

   _(5.13)

Принимаем минимальный припуск на механическую обработку после нанесения материала Z = 0,4 мм; износ детали И = 0,5 мм; припуск на обработку до нанесения материала К = 0,3 мм

Далее рассчитываются диаметры детали до и после восстановления.

Диаметр до восстановления:

_(5.14)

где Дн - нормальный (чертежный) диаметр детали, 180мм.

Диаметр после восстановления:

_(5.15)

Для проверки расчета определяется номинальный диаметр гильзы

_(5.16)

Затем приступают к расчету штучно-калькуляционного времени и заработной платы для каждой операции, выполняемой при восстановлении детали.

_(5.17)

где - общее штучно-калькуляционное время на восстановление дета­ли; - время на предварительное шлифование детали; - время на напыление; - время на последующее шлифование детали; -время на хонингование детали.

Определим толщину наносимого слоя по формуле (5.11):

Определяем диаметры до восстановления по формуле (5.14) и после восстановления по формуле (5.15):

Ди= 180+2∙(0,5+0,3)=181,6мм.

Дв=181,6+2·1,2=184 мм.

Номинальный диаметр гильзы рассчитываем по формуле (5.16):

Дн=184-2 ·0,4=183,2мм.

В специальных устройствах, называемых плазмотронами, плазмообразующий газ, протекая сквозь столб электрического разряда, ионизируется и пре­вращается в плазму. Рабочая температура струи достигает 7000–15000 °С. Исходным материалом для нанесения покрытия служат проволока или гра­нулированные порошковые материалы Плазмообразующим газом для рас­пыления проволоки обычно является аргон, для распыления порошка - азот, водород, гелий, аргон. Для плазменного напыления разработаны установки УПУ-ЗД, УПМ-8, УН-120. Продолжительность напыления вы­числяется по формуле:

(5.18)

где Q - количество (масса) напыляемого порошка, проволоки, кг; Пр - произ­водительность установки,(принимаем для установки УПУ-8) составляет 6 кг/ч [Таблица 5.1]. - коэффициент потерь, равный 0,6–0,8.

_{Количество напыляемого порошка определяется:}

_(5.19)

где V - объем наносимого металла, см3; у - плотность металла у = 7,8, г/см3.

Рассчитаем объем наносимого металла:

_(5.2)

где Ди - диаметр цилиндрической поверхности гильзы до покрытия (после ме­ханической обработки); Дв - диаметр цилиндрической поверхности гильзы по­сле покрытия, см; L - длина покрытия, м.

Штучно-калькуляционное время Тшк, мин, при плазменном напылении оп­ределяется по формуле:

_(5.21)

где t_о - основное время на выполнение данной операции, час

Объем наносимого металла рассчитывается по формуле (5.2):

Определим массу напыляемого порошка по формуле (5.19):

кг.

_{Продолжительность напыления рассчитаем по формуле (5.18):}

Характеристика плазменных установок	УПУ-ЗД	УПУ-8	Кисв-7	УН-13	УИ-108
Рабочие газы	аргон, азот, аргон с во­дородом	аргон, азот, аргон с во­дородом	пропан-бутан, азот	азот, аргон	воздух, азот, пропан-бутан
Расход, м3/ч. азот, аргон, водород, сжатый воздух пропан-бутан	3-4	4-5	0,1-0,3	3- 6,3	3-10
Давление, МПа: азот, сжатый воздух пропан-бутан	0,3-0,5 –	0,3 – 0,5 –	0,5 – 0,6 0,1 – 0,3	0,5 – 0,6 –	0,4 – 0,6 0,2 – 0.4
Производитель­ность, ×1O-3 кг/с (кг/ч)	3,5	4-8	10-25	2,8- 4,2 10 - 15	1,4 – 4.2 5 – 15
Мощность, кВт: плазмотрона общая	30	40	100	130	120

Таблица 5.1 – Характеристика плазменных установок

Штучно-калькуляционное время Тшк для плазменного напыления рассчитаем по формуле (5.16):