Диссертация (Повышение эффективности технологического обеспечения ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами), страница 4

Наплавку ведут безостановочно в два слоя общей толщиной 4…5 мм.После наплавки выполняют низкий отпуск (нагрев до 400°С и медленноеохлаждение), затем шлифуют, снимая слой в 2…2,5 мм. Достигают твердостиповерхности в 460…550 HB (без наплавки 250…300 HB) [15].Валки обжимных станов диаметром 1150…1300 мм при ремонтепротачивают до полного удаления сетки разгара на 80…90 мм. Отдельныеглубокие трещины удаляют проточкой кольцевых канавок. Перед наплавкойвалки прогревают в электрической печи до 150°С.

Непосредственно перед ипосле наплавки валки подвергают термообработке. Бракуют валки и ролики, укоторых обнаруживают трещины или скручивание на угол свыше 10° [1].Применяемые при наплавке материалы, а также методы последующеймеханической обработки позволяют на выходе получить различные ЭС рабочихповерхностей валков и роликов УНРС [22]. В [38] сравнили износостойкость(Таблица 3)ироликов УНРС.термостойкостьЗависимости(Таблица 4)относительнойнаплавочныхматериаловизносостойкостии19трещиностойкости наплавочных материалов от содержания легирующихэлементов в них приведены на Рис.

1.5 и 1.6. За единицу износостойкостиприняли стойкость наплавочного материала Св. 20ХГСНМ. Трещиностойкостьхарактеризовали величиной, обратной длине трещин на поверхности образца.Таблица 3.Результаты исследования износостойкости наплавочных материалов [38]НаплавочныйматериалChromecore 410Св. 18Х17МГСПП 25Х5ФМССв. 20Х13Св.

20ХГСНМЛинейный износ,мм0,130,170,250,260,31Относительнаяизносостойкость2,381,821,241,191,00Таблица 4.Результаты исследования трещиностойкости наплавочных материалов [38]Наплавочный материалChromecore 410Св. 18Х17МГСПП 25Х5ФМССв. 20Х13Св. 20ХГСНМОбъемныйизнос, мм33,254,256,256,507,75Суммарная длинатрещин, мм2,913,603,485,008,60Трещиностойкость, мм-10,3440,2780,2870,2000,116Подчеркнуто [38], что наплавочный материал Chromecore 410 невыпускается отечественной промышленностью и стоит существенно дорожеисследуемыханалогов.Св. 18Х17МГСиПоказавшиеПП 25Х5ФМСхорошиеприменимырезультатыдляматериалынаплавкидеталей,эксплуатируемых в менее ответственных местах.В [38, 50] рассмотрено снижение отслоений наплавленного слоя, чтосущественно влияет на стойкость деталей. В [38] приведена формула дляопределения оптимальной толщины наплавленного слоя ролика УНРС ().Например,дляроликовдиаметром330 ммкриволинейногоучасткарассматриваемой автором УНРС толщина должна составлять не менее 7…7,5 ммплюс припуск на механическую обработку.Относительная износостойкость20Содержание легирующих элементов, %Рис.

1.5.Зависимость относительной износостойкости наплавочных материалов отТрещиностойкость, мм-1содержания легирующих элементов [38]Содержание легирующих элементов, %Рис. 1.6.Зависимость трещиностойкости наплавочных материалов от содержаниялегирующих элементов [38]21(1 − 3 )(1 − 2)(1 + 2) = 1,72ℎ √,12(1.1)где ℎ - толщина сляба; – предел текучести материала сляба; – доля жидкойфазы по высоте сляба; – доля жидкой фазы по ширине сляба; 1 и 2 – модулиупругости наплавленного материала ролика и материала сляба; – радиусролика.

В [50] исследовано влияние режимов наплавки на толщинунаплавленного слоя с целью снижения трудозатрат на последующуюмеханическую обработку, поскольку наплавленные покрытия относят ктруднообрабатываемым материалам. Одним из способов уменьшения поломок иотслоений является старение валков не менее 6 мес., а также периодическийотпуск в масляной ванне при температуре 200…400°С [15].2. Конусы засыпного устройства доменных печей служат в среднем 1…2,5года, в зависимости от условий эксплуатации. Износу подвергаются наружныеповерхности по образующей конуса.

Износ распространяется концентрическимпоясом шириной 1200…1400 мм на расстоянии 350 мм от кромки усеченнойчасти. Рабочую поверхность конусов наплавляют слоем толщиной 10…12 мм наспециальных установках. Перед и во время наплавки конусы подогревают, посленаплавки медленно охлаждают в утеплителе для снятия напряжений иуменьшения деформаций [15].3.

Корпусные детали ремонтируют механической обработкой, наплавкой,сваркойизаливкой.Работоспособностьдеталей,неиспытывающихсущественных рабочих усилий, восстанавливают с помощью штифтов [15].Выбор рационального метода восстановления детали предложен в [55]. Еговыполняют по следующему алгоритму:1. Устанавливают возможные методы обеспечения работоспособностиповерхности. В качестве методов могут выступать альтернативные МТПустранения дефектов деталей [23, 24].2.Определяюткоэффициентресурсностидетали(Р )послевосстановления каждым из возможных методов, по сравнению с ресурсом новойдетали:22В,(1.2)Нгде В – ресурс восстановленной детали; Н – ресурс новой детали. УсловиеР =экономической целесообразности восстановления изношенной детали [50]:В⁄Р ≤ Н ,(1.3)где В –затраты на восстановление детали, руб; Н – цена новой детали.

Значение определяют табличным методом [55].3. Разрабатывают ТП восстановления детали.Сравнение стоимости восстановления и изготовления металлоемких,крупногабаритных и дорогостоящих деталей, к которым относят деталиметаллургического оборудования, дает экономию 40…75 % стоимости новыхдеталей [50].Критерии выбора рационального метода восстановления детали взависимостиотматериаладетали,характеранагружения,стоимостивосстановления рассмотрены в [50, 56]:1. Технологический критерий, дающий возможность использоватьразличные методы восстановления определенной поверхности.2.Критерийдолговечности,характеризуемыйкоэффициентомдолговечности Д и представляющий собой отношение технических ресурсоввосстановленной В и новой Н деталей:Д = В⁄Н .(1.4)3.

Технико-экономический критерий, связывающий долговечность деталисо стоимостью ее ремонта:В ≤ Д Н .(1.5)231.2. Ресурсы ремонтного комплекса и управление имиВ состав РК металлургического оборудования обычно входят 2…4кустовых (специализированных) ремонтных и 1…2 ремонтно-монтажных цеха,а также цеха, занятые изготовлением деталей и узлов, необходимых длявыполнения ремонтов. Технологическое оборудование ремонтно-механическихцехов включает следующие его группы (доля в %): токарно-винторезные иревольверные – 40, токарно-карусельные и лоботокарные – 7, зуборезные – 8,фрезерные – 10, строгальные и долбежные – 12, прочие – 2. Масса оборудованияРК составляет до 5 % от массы оборудования основных цехов [15].Различают трудовые, материальные, временные и финансовые ресурсы РК[52].

К трудовым относят персонал, непосредственно занятый организацией,подготовкой и проведением ремонтов [57]. Материальные ресурсы включаютзаготовительныематериалы,изготавливаемыесобственнымисиламиизакупаемые детали, энергетические ресурсы, воду и сжатый воздух, смазочноохлаждающие жидкости, средства технологического оснащения и т.д. [58].Временные ресурсы – допустимая длительность ремонта оборудованияосновных цехов. При выполнении ремонтов предприятие несет потери, которыесчитают финансовым отображением временных ресурсов [59]. На Рис. 1.7представлена структура себестоимости ремонта роликов УНРС, и приведенысредние потребности в тех или иных ресурсах в процентном соотношении.Ресурсы распределяют по видам ремонтов: текущим, капитальным илиаварийным.

Требуемые средства технологического оснащения, заготовительныематериалы и запчасти определяют по регламентированным процедурам ипередовому опыту, чертежам, каталогам, эксплуатационной доступности иготовности [60]. Персонал подбирают на основании навыков и опыта [61]. Привыполнении ремонтов стремятся снизить или исключить выполнение работ ииспользование ресурсов, не вызывающих физического изменения состояния иликачества продукта, например, транспортировку и хранение [62].70,0%60,0%60,0%50,0%40,0%4,0%2,6%1,8%1,5%1,5%Амортизация основныхсредств6,3%Топливно-энергентическиересурсы9,3%Затраты на ремонтный фонд10,0%Содержание основныхсредств13,0%Прочие расходы20,0%Социальный налог30,0%Заработная платавспомогательных рабочих ислужащихЗаработная плата основныхрабочих0,0%Материалы иполуфабрикатыДоля в себестоимости24Статьи расходовРис.

1.7.Структура себестоимости ремонта роликов УНРСРемонты итехническоеобслуживаниеПлановыеПрофилактическиеРемонты посостоянию –по результатаммониторингаРемонты поистечении ресурса– по завершениизаранееопределенныхпериодов работыПлановопредупредительныеремонты –через определенныевременные интервалыВнеплановыеКоррекционныеКоррекционныеРемонт по фактуотказа –для оборудования,которое специальноэксплуатируется домомента отказаРемонты причрезвычайныхситуациях –незапланированныеработы дляоборудования,имеющегоплановуюстратегию ремонтовРис. 1.8.Стратегии выполнения ремонтов и техобслуживания [63]25Современный подход к выполнению ремонтов предусматривает использованиеодной из возможных стратегий, представленных на Рис.

1.8 [63]. Эффективностьвыбора стратегии зависит от формы кривых износа , вероятностей выхода из строя вначальный период эксплуатации и случайных отказов (Таблица 5) [64].Таблица 5.Эффективность применения стратегий ремонтовв зависимости от параметров отказов [64]Кривая зависимостивероятности отказа отвремени эксплуатацииКодотказаЭффективность применения стратегии ремонтов(см. Рис. 1.8)Ремонты по истечении ресурса /Ремонты попланово-предупредительныесостояниюремонты, , --+-+++, , Примечания: «+» - применение стратегии эффективно; «-» - применение стратегиинеэффективно; «-+» - применение стратегии имеет как положительные стороны, так иотрицательные, но в большей части неэффективно.Наиболее распространенной стратегией являются планово-предупредительныеремонты.

Оборудование останавливают для ремонта принудительно, по заранеесоставленному графику [65, 66]. Плановые простои часто оказываются основнойпричиной производственных потерь ввиду самого низкого качества управления в этойобласти [67]. Межремонтный период определяют по нормативам [68, 69] исреднестатистическим наработкам на отказ [70]. Примеры структур ремонтного циклаприведены в Таблице 6 [69].26Таблица 6.Структуры ремонтного цикла металлургического оборудования [69]НаименованиеоборудованияКриволинейнаяУНРССтан 2800горячейпрокаткиСтан холоднойпрокаткинепрерывныйТекущие ремонты,периодичность, сут.Капитальныйпродолжительность, ч.ремонт, чТ1Т2Структураремонтногоцикла15486016836572018Т1 + 5Т2 + К3032604073012012Т1 + 11Т2 + К30486032182512030Т1 + 29Т2 + КВ основу нормативов положено понятие категории ремонтной сложности(Крс), которая зависит от конструктивных и ремонтных особенностейоборудования.