Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 71
Текст из файла (страница 71)
ной. Трудности применения комплексных стоимостных критериев вызвали необходимость применения частных критериев. А.Н. Батищев ввел комбинированный критерий <р~;„отражающий энерго-, трудоемкость, приведенные затраты и долговечность детали $»' 2» 3» К К К Щ = — + п31п, Л» Кз» ЗБ'» Цн ° где К~,, К2;, Кз; — соответственно коэффициенты энерго-, трудоемкости и экономичности ТП восстановления детали»'-м способом„АД;— коэффициент долговечности восстановленной»'-м способом детали; 3„— затраты на восстановление детали»-м способом; ք— цена новой детали. Коэффициент долговечности в выражении ~6.4) определяют по отношению не к новой детали, а к нормативному ресурсу отремонтированного агрегата.
Показатели долговечности, явно введенные составной частью в объем содержания критериев восстановления деталей, затрудняют их применение заводскими специалистами. Разработка ТП восстановления детали с учетом величин послеремонтной наработки требует длительных исследований изменения размеров, зазоров и натягов в сопряжениях, формы и взаимного расположения поверхностей и других параметров во время эксплуатации отремонтированных агрегатов.
Только длительность таких исследований превышает приемлемые сроки технологической подготовки восстановительного производства. Задача выбора способа восстановления детали делится на две части: научную и инженерную. Научная часть определяет состав необходимых свойств восстановленной детали и их значений. Основные из них — это чистота поверхно- ВЫБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 5бЗ сти, физико-механические свойства элементов (состав, структура, твердость, микротвердость составляющих), геометрические параметры поверхностей (шероховатость, размеры элементов и их точность, точность формы и взаимного расположения поверхностей и осей), значение массы и ее распределение относительно оси вращения.
Эти значения являются ограничениями для инженерной разработки процесса восстановления детали. Научная часть разработки формирует рациональное множество современных процессов и значений их параметров (основа технологии) для различных объемов восстановления, новые инструменты и схемы исполнительных механизмов (основа проектирования СТО). Указанные работы предшествуют заводской подготовке производства, по содержанию они рациональны для всех заводов ремонтной отрасли. Инженерная часть включает выбор и описание совокупности технологических воздействий и СТО, обеспечивающих безусловное получение необходимых свойств восстановленной детали с минимальным расходом производственных ресурсов.
Эти решения оптимальны для конкретных производств. Многократно повторяющийся процесс восстановления детали должен быть построен оптимальным образом по критерию расхода производственных ресурсов с учетом ограничений по производительности и качеству восстановления.
Постановка задачи выбора способа восстановления детали следующая: из числа возможных видов и вариантов технологических операций, образующих процесс, найти такую их последовательность, которая обеспечит установленные ограничения по производительности процесса и качеству восстановления с наименьшими затратами. Структура технического решения, положенного в основу ТП восстановления детали, базируется на графовом представлении возможных вариантов составляющих технологических операций, затрат на реализацию этих операций и поиска связного множества операций, удовлетворяющего ограничениям и обращающего в минимум значение целевой функции.
При выборе варианта ТП одновременно ведут поиск как новых, так и оптимальных технических решений, Структура процесса восстановления детали (см. рис. 1.2) описывается графом Г (рис. б,2), множество вершин которого р; соответствует множеству составляющих операций, а множество дуг 1, ~+~ — затрагам на подготовку и выполнение последующих операций: 5б4 Глава 6. ВЫБОР ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Преварительная обработка ев Создание $ припусков з Другие операции Консервация Виды операций Рис, б.2.
Граф вариантов ТП восстановления детали; 1, 2, ..., й — типы операций; т~, т., ..., и~ — число видов операций каждого типа Е,,~ — — ппп(по всем ~', по всем т)~ ~~~+1)-~ + ~ где ~ — шаги решения; т — число видов технологических операции~-го типа; Е, — затраты на выполнение ~-й операции при условии, что соот- Горизонтальные ряды вершин графа соответствуют подмножеств~ видов ~ = т операции г-го типа.
В граф вводят лишь те технологическими операции, которые способны обеспечить установленные ограничения пс качеству и производительности восстановления. Варианты технологических операций находятся из логических и эвристических представлений о различных способах преобразования энергии и материи, применении новых материалов и использовании различных физических эффектов и их сочетаний. Связное подмножество вершин, взятых по одной из каждого ряда графа, определяет один вариант ТП. Число таких вариантов достигает произведения т~т2 х ... х т~ . Несовместимость некоторых операций между собой сокращает число вариантов процесса.
Определим длину каждого ребра графа как затраты на подготовку и выполнение последующей операции, отнесенные к одной детали. Оитимизация задачи выражается в поиске кратчайшего пути из вершины О в одну из вершин нижнего яруса графа, а соответственно подмножество вершин на этом пути определяет оптимальный состав операций ТП. Кратчайший путь Е,+~ между указанными вершинами определяют путем решения рекуррентного уравнения в каждой вершине графа: ВЫБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 5б5 ветствующий участок графа выбран оптимальным образом; Е;+~ — затраты, отнесенные к ~'+1 операциям; Е~, ~) 1 — затраты, отнесенные к присоединению ~ Г+ !) -й операции процесса к ~' его операцияы. Выбранные на графе направления движения из его вершин обозначают стрелками. Эти связи обусловливают оптимальные сочетания операций на предыдущих шагах с операцией на последующем шаге.
Расчеты при этом ведутся от вершин нижнего их ряда к вершине О. В вершины графа вписывают значения Ц+~. Двигаясь в найденных направлениях из вершины О графа через одну из вершин каждого яруса графа, находят сочетание операций, которое при прочих равных условиях обеспечивает наименьшие затраты на восстановление одной детали.
Соответствующее значение целевой функции читают в верхней вершине графа. б.1.3. Пример аидори сиосоди аосстаиовлеиия детали Рассмотрим пример выбора процесса восстановления гильзы цилиндра автомобильного двигателя ЗМ3-53. Материал детали — СЧ-18 или износостойкий чугун ИЧГ-33М. Устраняемые повреждения — износы зеркала цилиндра и наружной цилиндрической поверхности пояска. Требования к восстановлению: твердость поверхности 170...240 НВ, допуски на диаметр цилиндра +0,06 мм и на диаметр пояска — 0,02 мм, биение поверхности пояска относительно поверхности цилиндра 0,08 мм. Морфологическая матрица и соответствующий граф вариантов ТП с затратами на подготовку и выполнение операций представлены в табл.
6.1 и на рис. 6.3. Значения длин дуг графа приведены в их разрывах. По супзестау, это значения затрат Е~, ~~ ~, которые акодятсостааной частью в рекуррентное уравнение ~б.б). Расчеты начинают с определения минимального значения функции Ц+~ в вершинах предпоследнего, шестого яруса графа, потому что значения затрат Е; ниже седьмого яруса графа равны нулю, Сравнение между собой длин дуг бв — 76 и бв — 7г дает основание выбрать направление движения вдоль второй дуги и ориентировать ее стрелкой в вершину 7г, а в вершину бв вписать минимальное значение функции 7,4 р. МЬ ! 'лава б.
ВЫБОР ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 6.!. Морфологическая матрица составляницих операций ТП восстановления гильзы цилиндра Операция Координаты вершин Затраты, р. Вид Тип Использование поверхностного изношенного слоя Железнение 36 Зг Электродуговое напыление Желез нение ! 1,3 23,4 То же, центрирующего поя- ска Точ ение То же, зеркала цилиндра Растачивание Хонингование Шли ование Ч истовая обработка зеркала цилинд а Хонингование 23,2 То же, центрирующего поя- ска Шлифование Точение резцами из сверхтвер- дых материалов ]2,7 7,4 ' Дополнительная ремонтная деталь Рассмотрим вершины пятого яруса.
Вариантов движения из вершин 56, 5в и 5г нет. поскольку из каждой вершины исходит по одной дуге. Все дуги помечаем стрелками„а в вершины вписываем сумму 30,6 р. Из вершины 4в возможны три пути движения, но выбран путь 4в— — 56 — 6в — ?г, поточу что он дает минимальное значение Е;+1 —- 54,6 р. Дуга 4в — 5в помечается стрелкой.
Создание припуска на обработку зеркала цилиндра Черновая обработка центрирующего пояска Установка листовой ДРД~ Термопластическое обжатие Напекание 2а 26 2в 2г 2д 0 б!,7 17,4 ! 04,7 67,3 24,0 26,8 31,5 ВЫБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 5б7 Создание припуска на обработку зеркала цилиндра Соэдание припуска на обработку центрируююего пояска Черновая обработка центрируюаего пояска ЧеРновая обРаботка эеркала цилиндра Чистовая обработка зеркала цилиндра Чистовая обработка центрмруюи~его пояска Рис. б.З.
Граф вариантов ТП восстановления гильзы цилиндра 565 Глава 6. ВЫБОР ПРОЦЕССОВ БОСС ГАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Результаты рассмотрения значений функции Е;+~ в вершинах 36 к Зг аналогичны полученным ранее результатам рассмотрения вершин пятого яруса. Из каждой вершины второго яруса возможно движение в одну и- двух вершин третьего яруса. Определим возможные пути движения и вершин 2а, 26, 2в, 2г и 2д парным сопоставлением сумм длин дуг, исходящих из этих вершин, со значениями функции Е,+1 в вершинах Зв и Зг, Все ориентированные дуги сходятся в вершине 36.
Из вершины 1в возможно пять путей движения в вершины второгс яруса, однако самый короткий путь в вершину последнего яруса проходит через вершину 2а. Минимальное значение функции Е,+~, равное 74 р., определяет стоимость восстановления детали с применением ТП. который описывается сочетанием операций 1в — 2а — 36 — 4в — 56 — бв — 7. и состоит из электродугового напыления и точения пояска, растачивания и хонингования под ремонтный размер зеркала цилиндра и точения пояска резцами из сверхтвердых материалов. Припуск на механическую обработку зеркала цилиндра за счет использования поверхностного изношенного слоя металла имеется лишь нз заготовках, которые не исчерпали ремонтных размеров.
В другом случае необходимо создавать припуск нанесением покрытия или пластическим деформированием материала заготовки. Мысленно исключим из графа вершину 2а и связанные с ней дуги. Если повторить расчет сначала, то для графа нового содержания оптимальный ТП описывается признаками 1в — 2в — 36 — 4в — 56 — бв — 7г и состоит из термопластического обжатия заготовки, электродугового напыления и точения пояска, растачивания и хонингования под номинальный размер зеркала цилиндра и точения пояска резцами из сверхтвердых материалов. Стоимость восстановления гильзы цилиндра в этом случае составляет 91,4 р.
Таким образом, предложенный метод выбора ТП восстановления детали основан на учете многообразия освоенных и гипотетически возможных составляющих способов создания ремонтных заготовок, обработки и упрочнения; удовлетворяет установленным ограничениям по качеству и производительности и требует наименьших затрат на свою реализацию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
