Разработка технологии восстановления готовый (Разработка технологии восстановления гильзы цилиндра дизеля плазменным напылением), страница 8

Основное технологическое время на шлифование детали:

(5.22)

где L- длина продольного хода детали, мм; h- припуск на обработку; К- коэффициент, учитывающий точность шлифования и износ круга, 1,3; t- глубина шлифования, мм, зависит от размеров заготовки, свойств обрабатываемого материала и характера шлифования, 0,01мм;

Рассчитаем продольную подачу мм/об;

_(5.23)

где - расчётный коэффициент 0,8;

Длину продольного хода детали рассчитываем по формуле

_(5.24)

где l - длина обрабатываемой поверхности 324, мм; В- ширина круга, 60мм;

Определим расчётную частота вращения детали, об/мин:

_(5.25)

где Dд- диаметр шлифуемой поверхности, V - расчетная скорость вращения, м/мин;

(5.26)

где Т- стойкость шлифовального круга, 30мин; С - табличные коэффициенты, соответственно 0,350; 0,3; 1,0; 0,5.

Потребная мощность на вращение шлифовального круга, кВт;

(5.27)

где -КПД шлифовального станка, 0,8.

Эффективная мощность, Nэк, кВт:

_(5.28)

Тангенциальная сила резания , Н:

(5.29)

где значения С табличные коэффициенты, соответственно 2,7; 0,5; 0,55; 0,5 (для обработки чугуна)

Скорость вращения шлифовального круга Vк, мм/мин

(5.3)

где Dк - диаметр шлифовального круга, 80мм; nк = 9000 – частота вращения шлифовального круга, 1/мин;

Расчетная скорость вращения определяется по формуле (5.26):

Расчётную частота вращения детали рассчитаем по формуле (5.25):

Длина продольного хода детали рассчитаем по формуле (5.24):

L=324+60=384мм.

Продольная подача определяется по формуле (5.23):

Скорость вращения шлифовального круга рассчитаем по формуле (5.3):

Тангенциальная сила резания определим по формуле (5.29):

Эффективная мощность рассчитаем по формуле (5.28):

Потребная мощность на вращение шлифовального круга определим по формуле (5.27):

Рассчитаем технологическое время для предварительного шлифования по формуле (5.16):

Рассчитаем технологическое время для хонингования после напыления по формуле (5.22):

Рассчитаем технологическое время для хонингования детали.

Хонингование (доводку) отверстий производят для получения точных размеров и придания поверхности высокой чистоты. Этот процесс осуществ­ляется за счет снятия с обрабатываемой поверхности мельчайшей стружки при помощи абразивного или алмазного инструмента.

Главное движение - вращение хонинговальной головки, вспомогательное - возврат­но-поступательное движение хонинговальной головки. Режимы резания аб­разивным инструментом определяются следующим образом:

Находят длину брусков , мм

(5.31)

где - длина хонингования, 324мм;

Выход брусков за торцы обра­батываемой поверхности У, мм

У = . (5.32)

Длина рабочего хода бруска , мм:

(5.33)

Частоту вращения хонинговальной головки n, об./мин, определяют как:

_(5.34)

где - скорость резания хонинговальной головки, м/мин, назначается по нормативам в пределах 120—300 м/мин в зависимости от марки металла; d - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, мм; - частота двойных ходов головки, мин, определяется как:

(5.35)

где в.п - скорость возвратно-поступательного движения головки, м/мин, на­значается по нормативам.

Основное время при хонинговании определяется по формуле

(5.36)

где - полное число двойных ходов головки, необходимое для снятия при­пуска Z;

(5.37)

где Z - величина припуска, мм, на каждый переход, назначается по нормати­вам для окончательного (чистого) шлифования, 0,05мм;

в - толщина слоя металла, снимаемого за двойной проход хонинговальной головки, мм (для чугуна в = 0,001).

Длина бруска находится по формуле (5.25):

Выход брусков за торцы обра­батываемой поверхности рассчитывается по формуле (5.26):

Длина рабочего хода бруска определяется по формуле (5.27):

Частота вращения хонинговальной головки рассчитывается по формуле (5.28):

Частота двойных ходов головки определяем по формуле (5.29):

Полное число двойных ходов головки рассчитаем по формуле (5.21):

Основное время при хонинговании определяется по формуле (5.36):

Рассчитаем штучно-калькуляционное время для для предварительного шлифования по формуле (5.21):

Рассчитаем штучно-калькуляционное время для для последующего шлифования по формуле (5.21):

Рассчитаем штучно-калькуляционное время для хонингования по формуле (5.21):

Определим общее штучно-калькуляционное время по формуле (5.17):

Прямая заработная плата отдельно для каждого процесса, так как часовая тарифная ставка рабочего 4 разряда ОАО РЖД составляет =59,6 рублей определяется:

_(5.38)

_{Рассчитаем прямую заработную плату по формуле (5.32):}

Рассчитаем стоимость электроэнергии по формуле (5.9)

Мощность потребляемая при напылении рассчитывается по значению тока и напряжения установки:

_(5.39)

где I =400А, ток установки, А; U = 90 – напряжение установки, В

Рассчитаем потребляемую мощность по формуле (5.33)

кВт.

_{Рассчитаем стоимость электроэнергии при напылении по формуле (5.9):}

Определим общую стоимость электроэнергии:

_(5.4)

_{Общую стоимость электроэнергии определим по формуле (5.4):}

Рассчитаем стоимость материала, нанесённого на поверхность детали при её восстановлении по формуле (5.8):

Рассчитаем стоимость газа по формуле (5.10):

Рассчитаем стоимость материалов по формуле (5.7)

Рассчитаем стоимость восстановления детали по формуле (5.3):

Определим экономическую целесообразность восстановления детали. Стоимость новой гильзы цилиндра составляет 40000 рублей..

Рассчитаем коэффициент эффективности по формуле (5.2):

Очевидно, из этого можно сделать вывод, что восстановление гильзы цилиндра дизеля М756 методом плазменного напыления экономически целесообразно, требует своего внедрения.

6 ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ НА УЧАСТКЕ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ

- На участке плазменного напыления выполняется восстановление деталей, упрочнение новых деталей. Он располагается в производственном корпусе ремонтного цеха.

- На участке расположена пескоструйная камера (для пескоструйной обработки деталей перед напылением), токарный станок(установка детали для напыления), плазменная установка, плазматрон, ящик для хранения порошков, верстак, стул.

Таблица 6.1 – Вредные и опасные производственные факторы, воздействующие на работника при выполнении плазменного напыления

Характеристика процесса плазменного напыления. При работах на плазменных установках по сравнению с дуговыми сварочно-наплавочными установками (под слоем флюса, в среде углекислого газа и др.) действие неблагоприятных факторов интенсифицируется. Кроме того, возникает ряд новых вредных факторов, обусловленных физической сущностью образования плазмы и ее взаимодействия с окружающей средой. К неблагоприятным факторам, оказывающим воздействие на операторов, относятся: интенсивный высокочастотный шум, высокодисперсный аэрозоль металлов, токсичные газы, ультрафиолетовая и инфракрасная радиация.

Исследования в нашей стране, а также за рубежом по определению влияния факторов, формирующих условия труда, показали, что при различных видах плазменной обработки металлов (резке, напылении, наплавке, плазменно-механической обработке и др.) наряду с общими закономерностями, характерными для плазменного нагрева, имеются и отличительные особенности, вызванные условиями образования сжатой дуги (дуги прямого или косвенного действия), режимом обработки (мощность сжатой дуги, вид и расход плазмообразующего газа, обрабатываемого материала, полярность).

При плазменном напылении в результате истечения плазменной струи возникает шум. Чем выше скорость струи, тем выше уровень шума. Скорость струи зависит от режима напыления и, в первую очередь, от расхода плазмообразующего газа. Скорость при напылении достигает 1000 м/с. Суммарный уровень шума в комбинации с ультразвуком на расстоянии 25 см от плазмотрона составляет 115–130 Дб с диапазоном высокочастотных и низкочастотных ультразвуковых колебаний порядка 4000–40 000 Гц [6].

Аэрозоль образуется в воздушной среде из мелких металлических частиц и их соединений в виде оксидов, нитридов, конденсированных паров, напыляемых материалов.

Таким образом, аэрозоль представляет собой многокомпонентную смесь высокой дисперсности, обладающую большой проникающей способностью, что нередко приводит к поражению дыхательных путей оператора . При горении плазменной струи образуется ослепительно яркое световое и невидимое инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Длительное облучение яркими видимыми лучами приводит к ослаблению зрения. Даже кратковременное действие ультрафиолетового излучения вызывает заболевания глаз - электроофтальмию, основными признаками которой являются слезотечение, спазмы век, резь, боль в глазах. Обычно через один - три дня это заболевание проходит, и зрение полностью восстанавливается. Однако частое повторение электроофтальмии вызывает более серьезное заболевание - хронический конъюнктивит. Инфракрасное излучение - интенсивный источник радиации, и длительное его воздействие приводит к потере зрения. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение вредно не только как фактор, воздействующий на кожу или глаза, но и как источник ионизации воздуха с образованием озона [7].